Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

EPANET работает в среде Windows и предоставляет комплексный интерфейс для редактирования исходных данных моделирования, выполнения гидравлического и химического моделирования, а также просмотра результатов в различных форматах. В частности, пользователю доступны цветовые карты, контурные карты, а также графики временных рядов и результаты в табличном виде.

5.1 Возможности гидравлического моделирования

Полномасштабное и точное гидравлическое моделирование – необходимое условие для выполнения эффективности моделирования качества воды. В EPANET используется мощный модуль гидравлического анализа, обладающий следующими возможностями:

• Отсутствуют ограничения на размер водораспределительной сети.

• Потери напора могут рассчитываться по формуле Хазена – Вильямса, Дарси – Вайсбаха или Чези – Маннинга.

• Учитываются местные потери напора в фитингах и трубопроводной арматуре.

• Моделируются насосы с постоянной скоростью вращения или частотно регулируемые.

• Рассчитывается энергопотребление насосов и эксплуатационные затраты.

• Моделируются различные типы трубопроводной арматуре, включая отсечные задвижки, обратные клапаны, арматура для плавного/ступенчатого регулирования давления и расхода.

• Накопители могут иметь любую форму.

• Учитываются различные категории узловых расходов, каждый из которых может изменяться во времени независимо от других.

• Моделируется истечение воды из насадок.

• Могут использоваться простые как управляющие алгоритмы, основанные на таймерах или уровне воды в резервуаре, так и более сложные алгоритмы, работающие на основе правил.

5.2 Возможности моделирования качества воды

В дополнение к гидравлическому моделированию, EPANET предоставляет следующие возможности по моделированию качества воды:

• Моделируется движение нереактивной метки по системе трубопроводов на протяжении заданного отрезка времени.

• Моделируются движение и концентрация реактивных соединений на протяжении заданного отрезка времени.

• Моделируется гидравлическое время пребывание воды в сети

• Определяется процент расхода через данный узел, достигающий других узлов на протяжении заданного отрезка времени.

• Моделируются реакции в толще воды и на стенках трубопроводов.

• Моделируются объемные реакции любого порядка и поверхностные реакции нулевого или первого порядка.

• Учитываются ограничения массопереноса при моделировании поверхностных реакций.

• Позволяет установить ограничение по концентрации для реакций роста или распада.

• Позволяет задать глобальные скорости реакций, которые могут быть отдельно изменены для отдельных трубопроводов.

• Обеспечивается корреляция скорости поверхностных реакций и шероховатости трубопроводов.

• Моделируются различные гидравлические режимы в накопителях: смеситель, вытеснитель, два резервуара.

5.3 Построение водораспределительной сети

Рисунок 2.1 Диалоговое окно По умолчанию

Рисунок 2.2 Диалоговое окно Свойства карты

Рисунок 2.3 Схема водопровода

Рисунок 2.4 Диалоговое окно Редактор кривых

Рисунок 2.5 Таблица результатов статического моделирования для трубопроводов

Рисунок 2.5 Диалоговое окно Время. Свойство

Рисунок 2.6 Диалоговое окно Редактор шаблонов

Рисунок 2.7 Временной график

Рисунок 2.8 Схема средней скорости реакций

6 Моделирование качества воды

6.1Моделирование

При моделировании качества воды EPANET динамически отслеживает дискретные порции воды в процессе их движения по трубе и перемешивания в узлах в каждый из временных интервалов. Обычно эти интервалы времени значительно короче, чем шаг моделирования гидравлических процессов, что позволяет учесть малое время пребывания воды в трубопроводах.

EPANET отслеживает концентрацию вещества и объема в массиве непересекающихся порций воды, вместе составляющих весь объем первой порции в трубопроводе увеличивается по мере поступления воды в трубопроводе уменьшается, теряя эквивалентное количество воды. Размер внутренних порций воды остается постоянным.

В рамках каждого временного интервала рассчитывается изменение концентрации вещества в каждой из порций воды за счет протекания реакции: отслеживается баланс потоков, поступающих и отводимых из каждого элемента сети.

6.2 Режим перемешивания в накопителях

EPANET использует один из четырех режимов перемешивания воды в накопителях:

• Смеситель

• 2 зоны

• Вытеснитель

• Стек

Рисунок 3.1 Режим перемешивания воды

Режим Смеситель предполагает, что поступающая вода мгновенно и полностью перемешивается с водой, находящейся в накопителе. Это простейшая модель перемешивания, не требующая от пользователя ввода дополнительных параметров.

Режим 2 зоны разделяют доступный объем накопителя на две зоны, каждая из которых является смесителем. Все трубопроводы соединены с первой зоной. Новые порции воды, поступающие в накопитель, смешиваются с водой, находящейся в первой зоне. Если объем этой зоны достиг максимального значения, тогда через виртуальный перелив избыток воды з первой зоны подается во вторую зону. Смешиваясь с ее содержимым.

Режим Вытеснитель предполагает, что в накопителе полностью отсутствует смешение между поступающими порциями воды. Порции воды продвигаются по накопителю строго друг за другом, причем гарантируется, что порция воды, поступившая первой в накопитель, выйдет из него также первой.

Режим Стек также предполагает, что перемешивание между отдельными порциями воды отсутствует. Однако, в отличие от режима Вытеснитель порции воды, поступившие в накопитель первыми, выйдут из него последними. Этот режим позволяет описать вертикальные узкие и высокие резервуары, где и подвод, и отвод воды находится с одной стороны и расход воды недостаточно велик для того, чтобы организовать интенсивное перемешивание в накопителе.

EPANET позволяет моделировать изменение концентрации вещества в результате реакций. Для этого программе необходимо знать скорость реакции и характер зависимости этой скорости от концентрации вещества в системе. Реакции подразделяются на объемные и поверхностные.

• Реагирует в объеме с природными органическими веществами (NOM)

• Транспортируется через пограничный слой к стенам трубопровода и окисляет ион железа, высвобождаемый в процессе коррозии стен трубопровода.

Рисунок 3.2 Зоны реакции в тркбопроводе

6.3 гидравлическое время пребывания и метки.

Помимо химических реакций, EPANET позволяет моделировать гидравлическое время пребывания (ГВП) воды в водораспределительной сети. ГВП – время, проведенное порцией воды в сети. Новые порции воды, поступающие в сеть из резервуаров или источников, имеют нулевое значение ГВП. ГВП является простым и неспецифичным индикатором качества питьевой воды. При моделировании EPANET считает ГВП реактивным веществом, имеющим нулевой порядок реакции с коэффициентом реакции равным 1.

EPANET позволяет моделировать распространение метки в водораспределительной сети. EPANET динамически отслеживает, какой процент воды, достигшей каждого из элементов сети, имеет в качестве источника определенный элемент. Источниками метки может быть любой элемент сети, включая резервуары и накопители.

Заключение

В выпускной квалификационной работе была произведена работа расчётов сетей водоснабжения. Подобрано оборудование для водозабора в виде скважин, рассчитаны максимальная производительность, количество скважин, спроектированы очистные сооружения в виде станции обезжелезивания и доочистки ультрафиолетом. Данное оборудование соответствует полученным расчетам и осуществляет забор и очистку подземных вод для нужд города.

В научно-исследовательской работе был произведен анализ программы EPANET, которая позволяет производить расчеты расходов сетей, построения схем, подбора оборудования и производить анализ качества жидкости.

EPANET является хорошим вариантом для моделирования, расчетов, построении и контролем качества поступаемой воды. Может выполнять различные задачи для сетей водоснабжения, удобен в использовании и достаточно точен. Совместим с операционной программой Windows. Также данная программа способна производить построения графиков и схем.

Список литературы

1. О.В. Акимов, Ю.М. Акимова, А.Н. Ганус Водоснабжение и водоотведение часть 2: учеб. пособие-Хабаровск Изд-во ДВГУПС, 2014 г. – 107 с.

2. А.В. Путько, О.В. Акимов Водопроводная сеть города: учеб. пособие-Хабаровск Изд-во ДВГУПС, 2000 г. – 46 с.

3. Е.В. Сошников, Г.П. Чайковский Обеззараживание природных вод: учеб. пособие-Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2004 г. – 111с.

4. Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта

Водоснабжение раздел Расчет производительности водозаборных сооружений подземных вод: учеб. пособие-Москва, 1982 г.-56 с.

5. Ю.К. Лищак проектирование и расчет водозаборных скважин: учеб. пособие-Москва, 1981 г. -45 с.

Характеристики

Список файлов ВКР