Clemant_2010

*** CORPORATIONΑΡΙΣΟΣΔΛΔΙΟ ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΘΔΛΟΝΙΚΗ

ΣΜΗΜΑ ΠΟΛΙΣΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Διανομή του νερού με ελεύθερη ζήτηση

Μέθοδος Clément

*** CORPORATION

2

Διανομή του νερού με ελεύθερη ζήτηση -

Μέθοδος Clément

Μέθοδος στοχαστική-πιθανολογική.

τηρίζεται στην αρχή ότι ποτέ δεν θα λειτουργούν

ταυτόχρονα όλες οι υδροληψίες του δικτύου.

Δεν ορίζεται εξ αρχής με αυστηρό τρόπο ποιες ακριβώς

θα λειτουργούν.

Ορίζεται η πιθανότητα λειτουργίας μιας υδροληψίας

Ο υπολογισμός των παροχών των κλάδων του δικτύου,

επιτυγχάνεται με εφαρμογή ενός στοχαστικού αριθμητικού

αλγόριθμου, γνωστού ως τύπος του Clement, ο οποίος

υπολογίζει κάθε φορά όχι ποιες ακριβώς, αλλά τον

μέγιστο αριθμό των υδροληψιών, που σύμφωνα με τα

δεδομένα θα λειτουργούν ταυτόχρονα.

ΑΡΙΣΟΣΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΘΕΑΛΟΝΙΚΗ – ΣΜΗΜΑ ΠΟΛΙΣΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

*** CORPORATION

3

ΠΡΟΫΠΟΘΕΕΙ

Άρδευση με κλειστούς αγωγούς.

Διαίρεση σε Αρδευτικές Μονάδες (Α.Μ.).

Μία υδροληψία σε κάθε A.M.

Ισοεμβαδικές A.M.

Τδροληψίες ίδιας παροχής.

Παροχή λειτουργίας υδροληψίας αρκετά μεγάλη.


*** CORPORATION

4

ΧΑΡΑΚΣΗΡΙΣΙΚΑ

Επίπεδο αξιοπιστίας λειτουργίας του δικτύου.

Ελεύθερη επιλογή χρόνου άρδευσης από τους

καλλιεργητές.

Ελεύθερη επιλογή όγκου νερού που θα χρησιμοποιηθεί.

Θεωρείται απίθανο να λειτουργούν όλες οι υδροληψίες

του δικτύου ταυτόχρονα.


*** CORPORATION

5

Μειονεκτήματα

Κακή κατανομή της ζήτησης του νερού στο χρόνο.

υνήθως όλοι οι αγρότες χρησιμοποιούν το δίκτυο τις ίδιες

ώρες της ημέρας, καθώς αποφεύγουν τις πρωινές και τις

βραδινές. Έτσι στη διάρκεια των ωρών αιχμής η ζήτηση

συχνά υπερβαίνει την παροχή σχεδιασμού.

Μεγάλο κόστος δικτύου.


*** CORPORATION

6

Πλεονεκτήματα

Ο αγρότης δίνει μόνος του μια ορθολογική λύση στο

πρόβλημα της οικονομίας του νερού, αφού έχει τη

δυνατότητα να επιλέγει πότε και πόσο νερό θα

χρησιμοποιήσει. Άλλωστε η χρέωση γίνεται με βάση την

πραγματική κατανάλωση.

Δίνεται η ελευθερία στον αγρότη να αποφασίζει μόνος του

και να αξιοποιεί με τον καλύτερο τρόπο το χρόνο του.


*** CORPORATION

7

ΜΕΓΕΘΗ ΤΠΟΛΟΓΙΜΟΤ ΣΗ ΜΕΘΟΔΟΤ

Ε: Η συνολική αρδευόμενη έκταση (στρ.)

q0: Η θεωρητική (24ωρη) ειδική παροχή άρδευσης,

(l/sec/στρ.)

qv: Η παροχή των υδροληψιών (l/sec)

R: Σο πλήθος των συνολικών υδροληψιών

tf: Οι ώρες ποτίσματος ημερήσια (h)


*** CORPORATION

8


r: Η ημερήσια χρονική απόδοση της χρήσης του δικτύου

q: Η πραγματική (16ωρη ή 18ωρη) ειδική παροχή

άρδευσης (l/s/στρ.)

Q0: Η θεωρητική συνεχής παροχή του δικτύου (l/s)


24

ftr

r

qq 0

EqQ 00

*** CORPORATION

9


Q: Η μέση παροχή λειτουργίας του δικτύου (l/s)

QR: Η μέγιστη παροχή του δικτύου (l/s)

Ν: Ο max αριθμός των υδροληψιών που λειτουργούν

ταυτόχρονα (Ν < R)


r

QqEQ 0

RvR QQQRqQ 0και

RNvN QQQNqQ και

*** CORPORATION

10


p: Η πιθανότητα λειτουργίας μιας υδροληψίας

t: Η μέση τιμή του χρόνου λειτουργίας των υδροληψιών

Σελικά:


ft

tp

v

f

v

f

rRq

Etq

Rq

Qtt 0

vrRq

Eqp 0

*** CORPORATION

11


ή

Όμως:

είναι η μέση τιμή των εν λειτουργία υδροληψιών ν*.

Άρα:


RR Q

Q

rQ

Qp 0

*0 vq

qE

rq

Eq

vv

R

vp

*

*** CORPORATION

12


Άρα η μέση τιμή των εν λειτουργία υδροληψιών:

Ρλ(%):Η ποιότητα λειτουργίας του δικτύου ή αλλιώς η

πιθανότητα να λειτουργούν Ν στις R υδροληψίες (90 -

99.99 %)

U(Ρλ):υντελεστής ποιότητας λειτουργίας του δικτύου

Πρώτη σχέση Clement:


Rpv*

2/1)]1()[( pRpPURpN

*** CORPORATION

13


Βαθμός Ελευθερίας:

Πρέπει:

R>12, διαφορετικά N=R


00

1

Q

rRq

Q

rQ

pBE vR

*** CORPORATION

14


Πίνακας 1: Σιμές του υντελεστή Ποιότητας Λειτουργίας


Ρλ(%) U(Pλ)

99.99 3.719

99.90 3.090

99.00 2.326

97.00 1.881

95.00 1.645

90.00 1.282

*** CORPORATION

15


ΠΑΡΟΧΗ ΧΕΔΙΑΜΟΤ ΚΑΣΑ Clement

Ν: ο αριθμός των υδροληψιών που λειτουργούν

ταυτόχρονα

qv: παροχή υδροληψιών (l/sec)


vN NqQ

RN QQQ

*** CORPORATION

16

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ - 1

Σο αρδευτικό δίκτυο του σχήματος λειτουργεί με ελεύθερη

ζήτηση. Η ποιότητα λειτουργίας του είναι 99,99%. Η ειδική

παροχή άρδευσης είναι q=0.08 l/s/στρ., η έκταση της

αρδευτικής μονάδας είναι 30 στρ., παροχή υδροληψίας

qv=12 l/s και το δίκτυο λειτουργεί 18 ώρες την ημέρα. Να

υπολογιστούν οι παροχές του δικτύου. Ο αριθμός των

υδροληψιών φαίνεται στην παρένθεση.


*** CORPORATION

17

ΛΤΗE = R A

Άρα:


75.0

24

18

24

ftr

27.0

1275.0

3008.00

vrRq

Eqp

*** CORPORATION

18

ΛΤΗΓια επίπεδο αξιοπιστίας Ρλ= 99.99% από τον πίνακα U(Pλ)= 3.719.

Για τις διάφορες τιμές του R σύμφωνα με την εφαρμογή των τύπων:


2/1)]1()[( pRpPURpN

vN NqQ

*** CORPORATION

19

ΛΤΗ


R Ν QN (l/s)ΓΔ 10 10 120ΓΗ 20 13 156ΓΘ 10 10 120ΒΓ 40 18 216ΒΖ 10 10 120BE 15 12 144ΑΒ 65 26 312

*** CORPORATION

20


Σο αρδευτικό δίκτυο του σχήματος λειτουργεί με ελεύθερη

ζήτηση. Η ποιότητα λειτουργίας του είναι 99,9 %. Η ειδική

παροχή άρδευσης είναι q=0.0675 l/s/στρ., η συνολική

αρδευόμενη έκταση είναι 1000 στρ., παροχή υδροληψίας

qv=9 l/s και το δίκτυο λειτουργεί 18 ώρες την ημέρα. Να γίνει

ο υπολογισμός του δικτύου.


Γ(750m)Α(690m)

Β(693m)

Γ(688m)

*** CORPORATION

21



Γ(750m)Α(690m)

Β(693m)

Γ(688m)

75.0

24

18

24

ftr

5.21

..40.092575.0

10000675.00

prRq

Eqp

v

*** CORPORATION

22



Γ(750m)Α(690m)

Β(693m)

Γ(688m)

R Ν QN (l/s)ΒΓ 10 10 90ΑΒ 15 12 108ΔΑ 25 18 162

*** CORPORATION

23


Έλεγχος επάρκειας φορτίων:

Δ: 750 – 690 - 6,0 = 54m > 50m

A: 54 + 690 – 693 – 6.24 = 44.76m < 50m


Γ(750m)Α(690m)

Β(693m)

Γ(688m)

QN (l/s) D(mm) V(m/sec) J(m/km) L(m) Δh(m)ΔΑ 162 375 1.5 4.0 1500 6.0ΑΒ 108 300 1.5 5.2 1200 6.24ΒΓ 90 300 1.3 4.1 1000 4.1

*** CORPORATION

24


Έλεγχος επάρκειας φορτίων:

Δ: 750 – 690 – 4.5 = 55.5m > 50m

A: 55.5 + 690 – 693 – 2.4 = 50.1m > 50m

B: 50.1 + 693 – 688 – 4.1 = 51.0m > 50m


Γ(750m)Α(690m)

Β(693m)

Γ(688m)

QN (l/s) D(mm) V(m/sec) J(m/km) L(m) Δh(m)ΔΑ 162 400 1.3 3.0 1500 4.5ΑΒ 108 375 1.0 2.0 1200 2.4ΒΓ 90 300 1.3 4.1 1000 4.1

Clemant_2010

Documents

Transcript of Clemant_2010