Πιέσεις - Βαλβίδες σε δίκτυο ύδρευσης

[Engineer21]

καλησπέρα συνάδελφοι

θα ήθελα να κάνω μια ερώτηση σε όσους έχουν ασχοληθεί με μελέτες δικτύων ύδρευσης. Υπάρχει ένα υφιστάμενο εξωτερικό δίκτυο, παλιό που αποτελείται από αμιαντοσωλήνες Φ200 12,5atm. πρόκειται στην ουσία για ένα κλάδο 11km που εκκινά από μια δεξαμενή στο +310 και καταλήγει σε άλλη στο +100. Επειδή η μέγιστη παροχετευτικότητα του αγωγού είναι μεγάλη και δημιουργεί πιέσεις λειτουργίας πάνω από 15 atm έχουν βάλει ακριβώς μετά την έξοδο στην ανάντη δεξαμενή βαλβίδα ρύθμισης παροχής τύπου πεταλούδας για να μειώνουν την παροχή και να μην ξεπερνούν τις πιέσεις των 11atm και σπάει ο αγωγός. Η ερώτηση είναι αν βαλβίδες ρύθμισης παροχής μπαίνουν στην αρχή τέτοιου κλάδου καθώς από προσομοίωση μου βγαίνουν αρνητικά πιεζομετρικά φορτία μετά τη βαλβίδα και για ένα μήκος 700-800 μέτρα. Μου φαίνεται λογικό καθώς το κλείσμο της βαλβίδας δημιουργεί πτώση πίεσης και αφού ανάντη η πίεση είναι ίση με τη στάθμη της δεξαμενής (4m) μετά τη βαλβίδα έχω αρνητικές πιέσεις. Αυτό θα σήμαινε πως στο τμήμα με τις αρνητικές πιέσεις ο αγωγός ρέει με ελεύθερη ροή;

Ευχαριστώ προκαταβολικά

[Konstantinos IB]

Αυτό το δίκτυο λειτουργεί όλο το εικοσιτετράωρο;

Μήπως ξέρεις τη μέση διακύμανση (μέση μέγιστη - μέση ελάχιστη) των παροχών του; 

Ποια είναι η ονομαστική παροχή για την οποία σχεδιάστηκε το δίκτυο;

 

Θεωρητικά μια βαλβίδα ρύθμισης παροχής απλώς προσθέτει απώλειες ροής. Αν δεν υπάρχει ροή τότε η στατική πίεση που αναπτύσσεται στα τοιχώματα του αγωγού στο επίπεδο + 120 θα είναι 350 - 120 mΥΣ.  

Edited Νοέμβριος 23 , 2016 by Konstantinos IB

[Engineer21]

ευχαριστώ συνάδελφε για την απόκριση

ο αγωγός λειτουργεί όλο το 24ωρο. Η μέγιστη παροχή για την διατομή του και τα υψόμετρα αρχής και τέλους είναι 191 m3/hr. Ωστόσο με τη βαλβίδα το λειτουργούν στα 110 - 145 m3/hr.

[Konstantinos IB]

1) Επειδή η μέγιστη παροχετευτικότητα του αγωγού είναι μεγάλη και δημιουργεί πιέσεις λειτουργίας πάνω από 15 atm έχουν βάλει ακριβώς μετά την έξοδο στην ανάντη δεξαμενή βαλβίδα ρύθμισης παροχής τύπου πεταλούδας για να μειώνουν την παροχή και να μην ξεπερνούν τις πιέσεις των 11atm και σπάει ο αγωγός.

2) Η ερώτηση είναι αν βαλβίδες ρύθμισης παροχής μπαίνουν στην αρχή τέτοιου κλάδου καθώς από προσομοίωση μου βγαίνουν αρνητικά πιεζομετρικά φορτία μετά τη βαλβίδα και για ένα μήκος 700-800 μέτρα.

3) Μου φαίνεται λογικό καθώς το κλείσμο της βαλβίδας δημιουργεί πτώση πίεσης και αφού ανάντη η πίεση είναι ίση με τη στάθμη της δεξαμενής (4m) μετά τη βαλβίδα έχω αρνητικές πιέσεις. Αυτό θα σήμαινε πως στο τμήμα με τις αρνητικές πιέσεις ο αγωγός ρέει με ελεύθερη ροή;

1) Η παροχευτική ικανότητα του αγωγού γενικά εκτονώνει τις στατικές πιέσεις του. Υπάρχει όμως ένα πρόβλημα στο μηχανικό που σχεδιάζει την προσομοίωση του υδραυλικού δικτύου: Αν η μεγάλη παροχευτική ικανότητα δεν συνοδεύεται από κατάλληλη διατομή αγωγών, μεγαλώνει η ταχύτητα ροής και μπορεί σε κάποιους κόμβους να υπάρξουν αρνητικές πιέσεις.

 

2) Αν δεν υπάρχουν ενδιάμεσες καταναλώσεις τότε συμφωνώ με τον συλλογισμό σου. Οι ρυθμιστικές βάνες γενικά μειώνουν την θετική πίεση (δημιουργούν ΔP ως προς μια θετική πίεση εισόδου) άρα θα πρέπει να υπάρχει επαρκής πίεση στην είσοδό τους.

 

3) Πριν εξετάσεις το "λογικό" θα πρέπει να είσαι βέβαιος ότι έβαλες στο λογισμικό τις κατάλληλες παραμέτρους της βάνας. Η καλύτερη παραμετροποίηση της βάνας είναι να υπολογίσεις τις απώλειές της στη θέση ρύθμισης που βρίσκεται.  

Στο τμήμα που η προσομοίωση δείχνει αρνητικές πιέσεις, αφού όπως είπαμε είμαστε σίγουροι ότι η παραμετροποίηση είναι σωστή, δεν υπάρχει "ελεύθερη ροή", αν κατάλαβα σωστά τον ορισμό αυτό. Αν ο αγωγός δεν είναι αρκετά στεγανός (έχει σημεία διαρροών) κάνει αναρρόφηση αέρα και το ρευστό γεμίζει φυσαλίδες αέρα. Αν ο αγωγός είναι στεγανός τότε, αν η απόλυτη πίεσή του κατέβει (λόγω της κυριαρχούσας υποπίεσης) κάτω από το σημείο της τάσης κορεσμού του ατμού του ρευστού για τη συγκεκριμένη θερμοκρασία του, απελευθερώνονται υδρατμοί του ρευστού.

Επομένως η ροή και στις δύο περιπτώσεις συνεχίζει να είναι τυρβώδης αλλά με χαρακτηριστικά που δεν μπορούν πλέον να παραμετροποιηθούν εύκολα, λόγω του ότι το ρευστό που βρίσκεται σε υγρή φάση είναι ανακατεμένο με άγνωστη ποσότητα αέρα, ή υδρατμών και κυριαρχεί η αρνητική πίεση.   

Edited Δεκέμβριος 4 , 2016 by Konstantinos IB

[Engineer21]

Απόλυτα κατανοειτά. Επειδή δεν μπορούν να μου δώσουν στοιχεία της βαλβίδας και ποσοστό ανοίγματος για την παροχή που οριζουν και τελικά δεν μπορώ να είμαι σίγουρος για την σωστή παραμετροποίηση ή αν όντως ο αγωγός εμφανίζει αρνητικές πιέσεις, σκέφτομαι να την καταργήσω (να είναι μόνιμα ανοιχτή) και η παροχή να ρυθμίζεται με μειωτη πίεσης: το καλοκαίρι η πίεση εξόδου να ρυθμίζεται πχ στο 80 m και το χειμώνα στο 70m. Θα μπορούσε να δουλέψει πρακτικά κάτι τέτοιο;

Edited Δεκέμβριος 4 , 2016 by Engineer21

[Konstantinos IB]

Εγώ θα πήγαινα ανάποδα...Έχω διακοπές στις καταναλώσεις από θύλακες αέρα; Εμφανίζονται φυσαλίδες στην έξοδο; Αν η ροή εξόδου του νερού δεν διακόπτεται ποτέ και είναι ομαλή στην έξοδο, αυτό σημαίνει ότι η βαλβίδα όπως είναι ρυθμισμένη δεν δημιουργεί αρνητικές πιέσεις στον αγωγό. 

Τον μειωτή πίεσης που σκοπεύεις να τον τοποθετήσεις;

Και μια ερώτηση ακόμη, ο αγωγός είναι θαμμένος στο έδαφος με ή χωρίς αντιστήριξη τοιχωμάτων, ή είναι επιφανειακός;

[Engineer21]

Ο αγωγός είναι θαμμένος. Δεν ξέρω αν προκαλείται από αρνητικές πιέσεις αλλά στην έξοδο (μετά από 11km) το πάροχομετρο μετράει από 140-155m3/hr με τη ρύθμιση στο 145! Στην πορεία ο αγωγός έχει αρκετούς αερεξαγωγους. Τον μειωτη μπορώ να τον βάλω σε μια θέση που πετυχαίνω μικρή αύξηση παροχής και διατήρηση πιέσεων κάτω από 11 ATM.

[Konstantinos IB]

Η βάνα τύπου διπλής πεταλούδας έχει τον μεγαλύτερο συντελεστή απωλειών πίεσης (Κ = 118 περίπου) αλλά ένας μειωτής πίεσης είναι πιο ακριβής από οποιαδήποτε άλλη διάταξη. Καλή επιτυχία.