Hiệu suất của đường ống xả với việc áp dụng kết hợp các thiết bị bảo vệ chống lại áp suất nước đột ngột

KSCE Journal of Civil Engineering - Tập 21 - Trang 1493-1500 - 2016
Vahid Rezaei1, Melih Calamak2, Zafer Bozkus3
1Dept. of Civil Engineering, Islamic Azad University, Mahabad, Iran
2Dept. of Civil Engineering, TED University, Ankara, Turkey
3Dept. of Civil Engineering, Middle East Technical University, Ankara, Turkey

Tóm tắt

Nghiên cứu này điều tra hiệu suất của một đường ống xả bơm có sử dụng kết hợp các thiết bị bảo vệ chống lại hiện tượng áp lực nước đột ngột được dự đoán xảy ra do sự dừng đột ngột của bơm. Để đạt được điều này, một đường ống xả bơm dự kiến sẽ được xây dựng đã được xem xét để phân tích các biến động thủy lực phát sinh sau các lần tắt bơm. Hình thái không được bảo vệ của hệ thống được phát hiện có áp suất rất thấp, dưới áp suất hơi của chất lỏng. Sau đó, việc áp dụng đơn lẻ và kết hợp của bánh flywheel, buồng khí và van một chiều được kiểm tra để đánh giá hiệu quả của chúng trong việc bảo vệ hệ thống. Sử dụng đơn lẻ các thiết bị đó được nhận thấy là không đủ và tốn kém, trong khi việc áp dụng kết hợp giữa van một chiều và buồng khí đã được chứng minh là kinh tế và thành công trong việc bảo vệ đường ống. Việc sử dụng kết hợp giữa van một chiều và buồng khí đã giảm thể tích của buồng lên đến 65%, điều này cũng làm giảm tổng chi phí của biện pháp bảo vệ khoảng 50%.

Từ khóa

#đường ống xả bơm #áp lực nước đột ngột #thiết bị bảo vệ #biến động thủy lực #van một chiều #bánh flywheel

Tài liệu tham khảo

Adamkowski, A. (2001). “Case study: Lapino powerplant penstock failure.” Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 127, Issue 7, pp. 547–555, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2001)127:7(547). Allievi, L. (1937). “Air chambers for discharge pipes.” Transactions of ASME, Vol. 59, pp. 651–659. Bentley Systems (2013). Hammer v8i, Bentley Systems, Watertown, CT. Bergant, A., Simpson, A. R., and Sijamhodzic, E. (1991). “Water hammer analysis of pumping systems for control of water in underground mines.” 4th International Mine Water Congress, Ljubljana, Slovenia, Yugoslavia. Bergant, A., Simpson, A. R., and Tijsseling, A. S. (2006). “Water hammer with column separation: A historical review.” Journal of Fluids and Structures, Vol. 22, Issue 2, pp. 135–171, DOI: 10.1016/j.jfluidstructs. 2005.08.008. Calamak, M. and Bozkus, Z. (2012). “Protective measures against waterhammer in run-of-river hydropower plants.” Teknik Dergi/Technical Journal of Turkish Chamber of Civil Engineers, Vol. 23, Issue DECEMBER, pp. 1623–1636. Calamak, M. and Bozkus, Z. (2013). “Comparison of performance of two run-of-river plants during transient conditions.” Journal of Performance of Constructed Facilities, Vol. 27, Issue 5, pp. 624–632, DOI: 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000370. Chaudhry, M. H. (2014). Applied hydraulic transients, Springer New York. Di Santo, A. R., Fratino, U., Iacobellis, V., and Piccinni, A. F. (2002). “Effects of free outflow in rising mains with air chamber.” Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 128, Issue 11, pp. 992–1001, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2002)128:11(992). Due, J. (1965). “Negative pressure phenomena in pump pipelines.” ASME International Symposium on Waterhammer in Pumped Storage Projects, 7-1l Nov. pp 154–167. Elansary, A. S. (2000). “Waterhammer protection for the Toshka pumping system.” Joint Conference on Water Resource Engineering and Water Resources Planning and Management, pp. 1–10. Feng, T., Jia, Y., and Xie, R. (2008). “Characteristics and protective measures of water hammer in cascade pumping station for long distance pressure water delivery.” China Water & Wastewater, Vol. 14, pp. 16. Fok, A. T. K. (1978). “Design charts for air chamber on pump pipe lines.” Journal of the Hydraulics Division, Vol. 104, Issue 9, pp. 1289–1303. Karassik, I. J., Messina, J. P., Cooper, P., and Heald, C. C. (2008). Pump handbook, Fourth Edition, McGraw-Hill, New York. Karney, B. W. and Simpson, A. R. (2007). “In-line check valves for water hammer control.” Journal of Hydraulic Research, Vol. 45, Issue 4, pp. 547–554, DOI: 10.1080/00221686.2007.9521790. Kwon, H. J. (2007b). “Analysis of transient flow in a piping system.” KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 11, Issue 4, pp 209–214, DOI: 10.1007/BF02823986. Kwon, H. J. (2007a). “Computer simulations of transient flow in a real city water distribution system.” KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 11, Issue 1, pp. 43–49, DOI:10.1007/BF02823371. Kwon, H. J. (2008). “Head loss coefficient regarding backflow preventer for transient flow.” KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 12, Issue 3, pp. 205–211, DOI:10.1007/s12205-008-0205-y. Kwon, H. J. and Lee, C. E. (2008). “Reliability analysis of pipe network regarding transient flow.” KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 12, Issue 6, pp. 409–416. DOI:10.1007/s12205-008-0409-1. Lupton, H. R. (1953). “Graphical analysis of pressure surges in pumping systems.” Journal of the Institution of Water Engineers, Vol. 7, pp. 87–125. Mechanic, A. B. (2014). Unit prices catalog, Mechanic ABCo. Ltd., Tabriz. Ramalingam, D. (2007). Design aids for air vessels for transients protection of large pipe networks -A framework based on parameterization of knowledge-base derived from optimized network models, PhD Thesis, University of Kentucky. Stephenson, D. (2002). “Simple guide for design of air vessels for water hammer protection of pumping lines.” Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 128, Issue 8, pp. 792–797, DOI: 10.1061/(ASCE) 0733-9429(2002)128:8(792). Sulzer Pumps (2013). Sulzer centrifugal pump handbook, Elsevier. Thorley, D. A. R. (2004). Fluid transients in pipeline systems, ASME Press, New York. Tullis, J. P. (1989). Hydraulics of pipelines: Pumps, valves, cavitation, transients, John Wiley & Sons. Webb, T. H. (1981). Waterhammer control in pipelines, Published for James Hardie & Coy. Wood, D. J. (1970). “Pressure surge attenuation utilizing an air chamber.” Journal of the Hydraulics Division, Vol. 96, Issue 5, pp. 1143–1156. Wylie, E. B., Streeter, V. L., and Suo, L. (1993). Fluid transients in systems, Prentice Hall. Zheng, C. Z., Gao, J. L., Wang, H. J., and Jin, X. (2012). “Analysis on protective measures of negative pressure in flat long-distance water transmission pipeline.” China Water & Wastewater, Vol. 28, Issue 1, pp. 39–42. Zhiyong, L. (2005). “Comparative research on protective measures of pump-stopping water hammer in water intake pumping station along river.” Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery 7. Zhu, M. L., Shen, B., Zhang, Y.-H., and Wang, T. (2007). “Research on protection of water hammer in long-distance pressurized water transfer pipeline project.” Journal of Xi’an University of Architecture & Technology (Natural Science Edition), Vol. 1, pp. 6.