Giáo trình Mạng lưới cấp thoát nước - Chương 5: Nước va trong đường ống chảy có áp - Nguyễn Thống

hệ thống thóat nước. Chương 7. Mô hình hoá & thiết kế ht. thoát nước. Chương 8. Thoát nước vùng triều. Chương 9. Quản lý vận hành ht. cấp và thoát nước. Phần mềm SWMM & EPANET MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯƠÙC 14/10/2010 3 NỘI DUNG Thực hành 1: Mô hình dự báo nhu cầu nước dùng với p/p Hồi quy tuyến tính Thực hành 2: Mô phỏng mạng lưới cấp nước với EPANET. Thực hành 3: Mô phỏng mạng lưới thoát nước với SWMM. Thực hành 4: Mô phỏng thủy lực với HEC- RAS MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 1: Chaát löôïng, heä thoáng phaân phoái & thieát bò PGS. Dr. Nguyễn Thống NOÄI DUNG - Giôùi thieäu hieän töôïng; - Cô sôû lyù thuyeát; - Phöông phaùp tính giaù trò aùp suaát trong hieän töôïng nöôùc va.
Phương pháp ñường ñặt trưng.
Phương pháp sai phân hữu hạn. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống GIÔÙI THIEÄU HIEÄN TÖÔÏNG
Hieän töôïng soùng aùp suaát taïo ra bôûi söï thay ñoåi nhanh veà TOÁC ÑOÄ cuûa doøng chaûy coù aùp trong ñöôøng oáng. Söï thay ñoåi toác ñoä doøng chaûy coù theå do:
Hoaït ñoäng cuûa bôm, van treân ñöôøng oáng;
Hoaït ñoäng van chaân khoâng;
Hoaït ñoäng thoaùt (ngöøng) nöôùc nhanh qua loã hoaëc van môû moät phaàn. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống HEÄ QUAÛ HIEÄN TÖÔÏNG NÖÔÙC VA - Gia taêng aùp suaát coù theå nhieàu laàn so vôùi aùp suaát oån traïng thaùi bình thöôøng (nöôùc va döông)
vôõ ñöôøng oáng. - Giaûm aùp suaát so vôùi aùp suaát oån traïng thaùi bình thöôøng (nöôùc va aâm)
ñöôøng oáng bò boùp deïp. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 2MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống NÖÔÙC VA TRONG ÑÖÔØNG OÁNG AÙP LÖÏC NMTÑ HA ∆HA Maët chuaån A BHoà chöùa HA: coät nöôùc tænh ∆HA: gia soá aùp löïc do nöôùc va o o α Ñöôøng oáng coù aùp MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc Keânh PGS. Dr. Nguyễn Thống DẠNG CỦA SÓNG ÁP LỰC NƯỚC VA Sóng nước va là dạng sóng ñứng (sóng gián ñoạn  mặt sóng gần như thẳng ñứng) MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống Mặt sóng nước va Phương truyền sóng nước va CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT Giaû thieát: - Nöôùc laø neùn ñöôïc; - Ñöôøng oáng co giaõn döôùi taùc duïng aùp suaát thay ñoåi (ñöôøng oáng ñaøn hoài). Phöông trình toaùn hoïc bieåu dieãn hieän töôïng nöôùc va: - Phöông trình chuyeån ñoäng vôùi ñònh luaät Newton 2 cho doøng chaûy khoâng oån ñònh; - Phöông trình lieân tuïc (theå tích kieåm soaùt). MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống SÔ ÑOÀ TÍNH PHÖÔNG TRÌNH NEWTON 2 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống θ dxz (H-z) ‏‏ ‏‏ pA dx x )pA(pA ∂ ∂ + ρgAdx dx x )A(p ∂ ∂ Ddxτpi Ñöôøng coät nöôùc H Maët chuaån AÙp duïng luaät Newton cho ñoaïn doøng chaûy giôùi haïn trong ñoaïn ñöôøng oáng vi phaân dx (F=ma) – Xeùt treân truïc ñoaïn oáng: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống dt dVAdxDdxsinAdx dx x )A(pdx x )pA(pApA ρ=τpi−θγ− ∂ ∂ +    ∂ ∂ +− m 3Chia 2 veá p/t cho khoái löôïng ρAdx vaø thu goïn: Ngoaøi ra, lyù thuyeát doøng chaûy roái oån ñònh: Chaáp nhaän giaû thieát yeáu toá ma saùt trong doøng chaûy khoâng oån ñònh gioáng nhö doøng oån ñònh: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống dt dV D 4 singdx x p1 = ρ τ −θ− ∂ ∂ ρ − 8/fV2ρ=τ Vaø do löïc ma saùt luoân luoân ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng doøng chaûy, do ñoù V2 seõ ñöôïc vieát thaønh V.abs(V). Töø ñoù phöông trình chuyeån ñoäng trôû thaønh: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 D2 VfV singdx x p1 dt dV =+θ+ ∂ ∂ ρ + Ngoaøi ra, ta coù: Trong hieän töôïng nöôùc va, ta coù: Do ñoù: x VV t V dt dV ∂ ∂ + ∂ ∂ = MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống t V x VV ∂ ∂ << ∂ ∂ 0 D2 VfV singdx x p1 t VL1 =+θ+∂ ∂ ρ + ∂ ∂ ≡ (1) ‏‏ ‏‏ THEÅ TÍCH KIEÅM SOAÙT
P/TRÌNH LIEÂN TUÏC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống θ dxz (H-z) ‏‏ ‏‏ ρAV dx x )AV(AV ∂ ρ∂ +ρ Ñöôøng coät nöôùc H Maët chuaån Theå tích kieåm soaùt Khoái löôïng nöôùc vaøo Khoái löôïng nöôùc löu laïi trong theå tích kieåm soaùt seõ baèng khoái löôïng nöôùc gia taêng trong thôøi gian dt: Bieát raèng dx ñoäc laäp vôùi t : MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống t )Adx(dx x )AV( ∂ ρ∂ = ∂ ρ∂ − dx x VA x AV x AVdx x )AV(     ∂ ∂ρ+ ∂ ∂ρ+ ∂ ρ∂ = ∂ ρ∂ Chia 2 veá cho ρAdx : MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống dx t A t A t )Adx(     ∂ ρ∂ + ∂ ∂ρ= ∂ ρ∂ 0 t 1 t A A 1 x V x A A V x V = ∂ ρ∂ ρ + ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ρ∂ ρ 4Thu goïn ta coù : Vôùi soá haïn ñaàu tieân trong phöông trình bieåu thò tính ñaøn hoài cuûa tieát dieän döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát. Soá haïn thöù hai keå ñeán tính neùn ñöôïc cuûa chaát loûng. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 x V dt d1 dt dA A 1 = ∂ ∂ + ρ ρ + (2) ‏‏ ‏‏ Khaûo saùt soá haïn
Löïc keùo T sinh ra do aùp suaát p
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống dt dA A 1 T T p dF α pr2d.cosprdFT2 2/ 2/ x === ∫∫ − − pi pi αα αα= α= d.cospr cos.pdldFx Do ñoù: (gia soá aùp suaát dp
gia soá löïc caêng dT
gia soá chieàu daøi dl) ‏‏ ‏‏ Ñònh luaät Hooks: L=2pir: chu vi ñöôøng oáng, dl ñoä daõn daøi cuûa chu vi, dF löïc (dT), E moduule ñaøn hoài vaät lieäu oáng, S=1.e (chieàu daøy thaønh oáng). MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống dp.rdp 2 DdT2/pDprT ==⇒== E.S L.dFdl = Do ñoù: Ngoaøi ra, chu vi voøng troøn: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống E.e r2.rdp E.e )r2.(dTdl pipi == dr2dlr2LCV pipi =⇒== dt dp E.e r dt dr E.e r.rdpdr 2 =⇒=⇒ pi pi MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống dt dp eE A.D dt dp eE r .r2 dt rdr2 dt dA 2 === pi pi dt dp eE D dt dA A 1 =⇒ ⇒=⇒= rdr2dArA 2 pipi Khaûo saùt soá haïn
Theo tính chaát co eùp theå tích chaát loûng theo aùp suaát
K module ñaøn hoài cuûa chaát loûng. Vôùi MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống dt d1 ρ ρ V/dV dpK −= 0VddVVm =ρ+ρ⇒ρ= 5Do ñoù: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống ρρ =−= /d dp V/dV dpK dt dp K 1 dt d1 = ρ ρ ⇒ Thay taát caû vaøo p/t (2) : MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 x V e D E K1 dt dp K 1 = ∂ ∂ +      + (3) ‏‏ ‏‏ 0 x V e D E K1 K 1 dt dp1 = ∂ ∂       + ρ+ρ 0 x V a dt dp1 2 = ∂ ∂ + ρ )e/D)(E/K(1 /K a2 + ρ =vôùi Töông töï nhö treân ta coù: Do ñoù: (1) vaø (4) laø 2 phöông trình ñaïo haøm rieâng phi tuyeán vôùi 2 aån soá laø V vaø p. Caùc bieán ñoäc laäp laø x & t. t p x pV t p dt dp ∂ ∂ ≈ ∂ ∂ + ∂ ∂ = MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 x V a t pL 22 =∂ ∂ρ+ ∂ ∂ ≡ (4) ‏‏ ‏‏ Nhaän xeùt: Khoâng coù lôøi giaûi giaûi tích toång quaùt cho heä 2 phöông trình naøy.  Tìm lôøi giaûi gaàn ñuùng:  Trong thöïc teá ngöôøi ta söû duïng phoå bieán 2 phöông phaùp sau: - Phöông phaùp ñöôøng ñaëc tröng. - Phöông phaùp sai phaân höõu haïn. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống PHÖÔNG PHAÙP ÑÖÔØNG ÑAËC TRÖNG Heä phöông trình L1 vaø L2 chöùa 2 aån soá V & p. Caùc p/t naøy coù theå toå hôïp vôùi 1 giaù trò chöa bieát λ döôùi daïng: L=L1+λL2 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 x V a t p D2 VfV sing x p1 t VL 2 =    ∂ ∂ρ+ ∂ ∂λ+ +θ+ ∂ ∂ ρ + ∂ ∂ ≡
Bieán ñoåi: Xeùt tröôøng hôïp λρa2 = 1/(λρ) = dx/dt, ta coù: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 x p1 t p D2 VfV sing x V a t VL 2 =      ∂ ∂ λρ + ∂ ∂λ+ +θ+      ∂ ∂λρ+ ∂ ∂ ≡ t V a x V t V dt dx x V dt dV 2 ∂ ∂ +λρ ∂ ∂ = ∂ ∂ + ∂ ∂ = 6Bieán ñoåi: Do ñoù: Chuù yù: daáu + töông öùng treân C+: dx =adt; daáu – treân C-: dx=- adt. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 1a1a1a 2222 ±=λρ⇒=ρλ⇒ ρλ =λρ 0 D2 VfV sing dt dp a 1 dt dVL =+θ+ ρ ±=⇒ aa dt dx 2 ±=λρ=⇒ a 1 ρ ±=λ⇒ SÔ ÑOÀ ÑÖÔØNG ÑAËC TRÖNG Nhaân 2 veá p/trình L vôùi ρadt vaø tích phaân töø A
P (treân ñöôøng ñaëc tröng C+ coù phöông trình dx = adt: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống t t+∆t A B P C+ C- ∆x ∆x 0 D2 VfV adtdt.asingdpdVa P A P A P A P A =ρ+θρ++ρ ∫ ∫∫∫ X T Chuù yù laø MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống adtdx = 0 D2 VfV xxsing pp)VV(a AA APAP =∆ρ+∆θρ+ −+−ρ⇒ (5) ‏‏ ‏‏ Töông töï vôùi tích phaàn p/trình töø P
B, chuù yù laø: ø MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống adtdx −= 0 D2 VfV xxsing )pp()VV(a BB PBPB =∆ρ−∆θρ− −−−ρ⇒ (6) ‏‏ ‏‏ Heä phöông trình (5) & (6) seõ ñöôïc giaûi ñoàng thôøi ñeå xaùc ñònh VP vaø pP. Trong thöïc haønh ngöôøi ta hay thay theá caùc bieán treân thaønh coät nöôùc toaøn phaàn H vaø löu löôïng Q nhö sau: Xeùt treân ñoà thò duøng ñeå laäp phöông truønh chuyeån ñoäng Newton 2: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống )zH(gp);zH(gp AAAPPP −ρ=−ρ= )zz(g)HH(gpp APAPAP −ρ−−ρ=− Hay: Töø p/trình (5) & (6) vôùi V=Q/A: θ∆ρ−−ρ=− sinxg)HH(gpp APAP MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống ( )7 gDA2 QfQ x)QQ( gA aHH 2 AA APAP ∆−−−= ( )8 gDA2 QfQ x)QQ( gA aHH 2 BB BPBP ∆+−+= 7VÍ DUÏ Cho moät heä thoáng nhö hình veõ. Cho bieát heä soá ma saùt f=0.018, toác ñoä truyeàn soùng aâm trong nöôùc a=1200m/s. Ñöôøng oáng daøi L=600m, ñöôøng kính D=500mm. Löu löôïng cuoái oáng baèng 0. Coät nöôùc ño aùp taïi ñaàu oáng thay ñoåi theo quy luaät: HA =100 + 3sin(pit) ‏‏ ‏‏ Xaùc ñònh giaù trò coät aùp taïi B vaø löu löôïng taïi A. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống Vôùi ∆x=L
dt =L/a=0.5’’ Taïi thôøi ñieåm t=0: HA=HB=100m, QA=0 vaø QB(t)=0. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống A B L=600m, D=500mm H0=100m t x 0.5 1.0 1.5 2.0 0 t x L Vôùi soá lieäu treân ta coù: C+ : C-: Chuù yù: Hieän töôïng baét ñaàu t=0 xuaát hieän taïi A vôùi QA & HB bieát, ‘lan truyeàn veà B’. AAAPAP QQ57.28)QQ(25.623HH BB −−−= MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống )tsin(3100 QQ57.28)QQ(25.623HH BBBPBP AA pi+= +−+= Töø heä phöông trình treân tìm: AAAAP QQ57.28Q25.623HH B −+= MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 25.623 H)tsin(3100Q BPA −pi+ = MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 100 100 106 100 88 100 117.98 100 76.06 0 0.00481 0 -0.0144 0 0.0241 0 -0.0337 0 100 103 100 97 100 103 100 97 100 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 HP,BQP,AHP,At MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 100 129.89 100 64.19 100 141.7 100 52.45 0.0432 0 -0.0528 0 0.0623 0 -0.0717 0 103 100 97 100 103 100 97 100 4.5 5 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 HP,BQP,AHP,At 8BAØI TAÄP Moät ñöôøng oáng taïi t=0 coù V=4m/s. Taïi A laø hoà chöùa xem nhö coù H=200m khoâng ñoåi. Ñoùng van (tuyeán tính) ôû B ñöôïc thöïc hieän trong 8’’. Laáy f=0.018, a=1200m/s. Tính coät nöôùc aùp löïc taïi B vaø löu löôïng taïi A theo t. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống A B L=1200m, D=1m H=200m PHÖÔNG PHAÙP SAI PHAÂN HÖÕU HAÏN Heä phöông trình tính V(t) vaø p(t): 0 D2 VfV singdx x p1 t VL1 =+θ+∂ ∂ ρ + ∂ ∂ ≡ MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 x V a t pL 22 =∂ ∂ρ+ ∂ ∂ ≡ PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống PHÖÔNG TRÌNH LIEÂN TUÏC DAÏNG SAI PHAÂN MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống [ ]1ii t 1i 1t 1i t i 1t i pp t2 1 t pp t pp 2 1 t p + + + + + ∆+∆ ∆ =       ∆ − + ∆ − = ∂ ∂ t i 1t ii ppp −=∆ + vôùi : aån soá i i+1∆x PHÖÔNG TRÌNH LIEÂN TUÏC DAÏNG SAI PHAÂN [ ] [ ]tit 1ii1iV t i t 1i t i t 1i 1t i 1t 1iV t i t 1i V 1t i 1t 1i V VV)VV( x 1 VV)VVVV( x 1 x VV)1( x VV x V −+∆−∆θ ∆ = −++−−θ ∆ =       ∆ −θ−+ ∆ −θ= ∂ ∂ ++ ++ ++ + + ++ + MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống [ ]13/2V →∈θ Heä soá sai phaân Preissmann Thay vaøo phöông trình lieân tuïc: Chuù yù: [.]
aån soá MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống [ ] [ ] [ ] [ ] )VV(at2Vat2 pxVat2px t 1i t i 2 1iV 2 1iiV 2 i ++ + −ρ∆=∆θρ∆+ ∆∆+∆θρ∆−∆∆ 9PHƯƠNG TRÌNH ðỘNG LỰC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống PHÖÔNG TRÌNH ÑOÄNG LÖÏC DAÏNG SAI PHAÂN [ ]1ii VVt2 1 t V +∆+∆∆ = ∂ ∂ MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống i i+1∆x [ ]tit 1ii1ip pp)pp( x 1 x p −+∆−∆θ ∆ = ∂ ∂ ++ PHÖÔNG TRÌNH ÑOÄNG LÖÏC DAÏNG SAI PHAÂN MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống       +ψ−++ψ + = + ++ + + 2 VV)1( 2 VV D4 VV f D2 VfV t i t 1i V 1t i 1t 1i V t i t 1i PHÖÔNG TRÌNH ÑOÄNG LÖÏC DAÏNG SAI PHAÂN MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống ]VV)VV([ D8 VV f D2 VfV t i t 1i t i1iV t i t 1i ++∆+∆ψ + = ++ + Thay taát caû vaøo p/trình ñoäng löïc vaø thu goïn: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống [ ] [ ] [ ] [ ] )VV( D4 VVxtf sin.g.xt2)pp(t2 V) D4 VVtf 1(xpt2 V) D4 VVtf 1(xpt2 t i t 1i t i t 1i t i t 1i 1iV t i t 1i 1ip iV t i t 1i ip + +∆∆ρ − θ∆ρ∆−−∆−= ∆ψ +∆ +∆ρ+∆θ∆+ ∆ψ +∆ +∆ρ+∆θ∆− + + + + + + + LAÄP HEÄ PHÖÔNG TRÌNH TUYEÁN TÍNH (Tröôøng hôïp ñöôøng oáng ñôn) ‏‏ ‏‏ Giaû söû ñöôøng oáng chia thanh N ñoaïn. Nhö vaäy ta caàn bieát 2(N+1) cuûa V vaø p (hoaëc Q vaø coät nöôùc H). Caàn coù 2(N+1) phöông trình: - Taïi moãi ñoaïn, töø caùc p/trình sai phaân cho p/trình lieân tuïc & ñoäng löïc ta coù 2N phöông trình. - Thoâng thöôøng taïi ñaàu vaø cuoái ñoaïn ta coù 2 ñieàu kieän bieân (veà V hoaëc p)
coù 2 phöông trình. Toùm laïi, ta coù 2(N+1) phöông trình ñeå xaùc ñònh 2(N+1) aån soá. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10 TRÖÔØNG HÔÏP OÁNG PHAÂN NHAÙNH Giaû söû ta chia treân AB thanh (N-2) ñoaïn, BC xem nhö 1 ñoaïn & töông töï cho BD. Soá aån soá: - Treân AB
2(N-1) aån - Treân BC
4 aån - Treân BD
4 aån MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống A B C D Toång aån soá: (2N+6) ‏‏ ‏‏ Soá phöông trình: Treân AB
2(N-2) phöông trình Treân BC
2 phöông trình Treân BD
2 phöông trình Taïi nuùt hoäi tuï
3 phöông trình (2 phöông trình veà ñieàu kieän aùp suaát baèng nhau, 1 phöông trình veà ñieàu kieän löu löôïng) ‏‏ ‏‏ Taïi caùc vò trí A, C, D
3 phöông trình töø ñieàu kieän bieân. Toùm laïi coù: 2(N-2)+2+2+3+3=2N+6 phöông trình. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN NƯỚC VA MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống MOÄT SOÁ KEÁT QUAÛ ÑÖÔØNG OÁNG AÙP LÖÏC DÖÏ AÙN A VÖÔNG - Ñöôøng oáng daøi: 778m - D max : 4.8m - D min : 2.5m - Q max : 78m3/s (2 toå maùy) ‏‏ ‏‏ - H tænh max: 329.5m - H tænh min: 289.5m MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống MOÄT SOÁ KEÁT QUAÛ MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 QUY TRÌNH ÑOÙNG VAN NÖÔÙC VA DÖÔNG CUOÁI & GIÖÕA ÑÖÔØNG OÁNG MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 T (s) p (mH 2O) 11 NÖÔÙC VA AÂM – QUY TRÌNH MÔÛ VAN MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 T(s) a/ a 0 NÖÔÙC VA AÂM MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 50 100 150 200 250 300 350 400 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 T (s) p(mH2O) CHAÏY CHÖÔNG TRÌNH NUOCVA.For ÑEÅ GIÔÙI THIEÄU MOÄT SOÁ KEÁT QUAÛ KHAÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống HEÁT CHÖÔNG 5 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 5: Nöôùc va trong maïng löôùi caáp nöôùc