مدلسازی هیدرولیکی سیستمهای پمپاژ آب در حالت ناپایدار

سیستم های انتقال آب در حالت کلی یک رفتار گذرا و ناپایدار دارند. تغییرات در میزان جریان ورودی و یا خروجی سیستمف خاموش و روشن شدن پمپها، فرمانهای کنترلی در شرایط بهره برداری و نظایر آن همگی باعث می شوند که رفتار هیدرولیکی سیستم وابسته به زمان و به عبارتی در حالت ناپایدار باشد. به این دلیل به نظر می رسد که یک مدل کارآمد برای سیستم انتقال آب یک مدل در حالت ناپایدار(دینامیکی) باشد. در این مقاله مدل ریاضی یک سیستم انتقال آب شامل ایستگاه پمپاژ، خط لوله و مخزن ذخیره ارایه شده است. پس از نوشتن مدل ریاضی هر یک از اجزای مذکور که شامل معادلات پیوستگی، ممنتم و اصطکاک در سیستم است، مدل یکپارچه سیستم به صورت فضای حالت نوشته شده است. با توجه به غیر خطی بودن معادلات حاکم، این معادلات ابتدا خطی گردیده اند. مدل ریاضی به دست آمده در محیط نرم افزار MATLAB/Simulink حل شده است. با شبیه سازی دینامیکی سیستم می توان نحوه تغییرات سرعت، فشار و دبی خطوط لوله تحت پمپاژ را به صورت دینامیکی با گذشت زمان و تغییر در شرایط بهره برداری نظیر روشن و خاموش شدن پمپ ها، تغییر در میزان جریان خروجی از مخازن بالادستی و نظایر آن را به سادگی مورد بررسی قرار داد. از مدل به دست آمده می توان در شبیه سازی شرایط مختلف بهره برداری، انتخاب بهینه اندزاه لوله ها و مخازن ذخیره استفاده نمود. در ضمن می توان تأثیر پارامترهای مؤثر بر رفتار سیستم را که در طراحی سیستم های کنترل و مونیتورینگ خطوط انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرد بررسی نمود.

کلیدواژه ها:

مدلسازی ، پمپاژ ، ناپایدار ، مخزن ذخیره