الملخص

تدرس هذه الورقة سلوك التدفق العابر على امتداد خطوط أنابيب المياه نتيجة حياد المضخة، بما يشمل تحديد أحجام الغرف الهوائية اللازمة بما في ذلك حجم الهواء وحجم السائل داخل كل غرفة وأقطار المنافذ والمداخل للغرف. هذا العمل أخذ في الحسبان النموذج الرياضي الذي قدمه (ستيفنسون)، عام 2002، حيث تبني سلوك التدفق العابر عديم الاحتكاك في نموذجه. في هذه الدراسة، تم تعديل النموذج الرياضي لاستيعاب بند الاحتكاك حيث تم تحليل وتقييم النموذجين تحت ظروف مختلفة من التشغيل والهيئة الهندسية باستخدام برنامج أعد لهذا الغرض. وقد طرحت حالة دراسية، حيث أختبر حياد مضخة في منظومة أنابيب مياه طويلة وطور العمل ليشمل آثار القطر وطول خط الأنابيب وضغط الرفع الساكن ومعدل التدفق المستهدف على خصائص الغرفة لكلا النموذجين المدروسين. وكان تغير حجم الغرفة واضحاً وخطياً مع معدل التدفق لحالة التدفق عديم الاحتكاك في حين أنه أكبر ويأخذ شكلاً تربيعياً في حالة نموذج التدفق الاحتكاكي. جميع الأحجام المطلوبة للغرفة كانت في حدود القيود المفروضة بواسطة البرمجية التجارية (بنتلي- هامر)

ABSTRACT

This paper studies the transient flow behavior along water pipelines due to pump trip, including determination of the required air vessel sizes, the volumes of air and liquid inside the vessels, and the diameters of the vessel entrance and exit ports.
This work has considered the mathematical model presented by Stephenson, 2002, where the frictionless transient flow behavior is adapted. The mathematical model is modified to accommodate the frictional term. Both models are solved and evaluated under different geometrical and operating conditions. A software is developed and employed where both results, with and without friction, are documented and compared.
A case study is considered, where a pump trip is experienced in a long water pipeline system. The work is extended to include the effects of the diameter and length of the pipeline, static pressure head, and desired flow rate on the vessel characteristics. This is done for both considered models, where the variation of the vessel size is pronounced and linear with flow rate for frictionless, while it is larger and parabolic for the frictional model. All required vessel sizes were within the limitations imposed by the commercial Bentley-Hammer software.