11
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa KTXD - Bộ mụn KTTNN
PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: nthong56@gmail.com or nthong56@yahoo.fr
Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
Tộl. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 14/10/2010 2
NỘI DUNG MễN HỌC
Chương 1. Chất lượng, ht. phõn phối nước & thiết bị.
Chương 2. Quản lý cung - cầu trong cấp nước.
Chương 3. Mụ hỡnh hoỏ & thiết kế ht. cấp nước.
Chương 4: Phõn tớch mạng lưới cấp nước.
Chương 5: Nước va trong ủường ống chảy cú ỏp.
Chương 6. Quy hoạch
11 trang |
Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 402 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Giáo trình Mạng lưới cấp thoát nước - Chương 5: Nước va trong đường ống chảy có áp - Nguyễn Thống, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- giao_trinh_mang_luoi_cap_thoat_nuoc_chuong_5_nuoc_va_trong_d.pdf