21948

21948

طراحي مفهومي و اوليه سيستم مكان ياب درون لوله ايي نشت آب در شبكه هاي توزيع و انتقال

كارشناسي ارشد

سيستم هاي انرژي و محيط زيست

96-98

1398/12/13

دكتر ميثم فرج الهي

فناوري هاي نوين

دقت روش‌ شناسايي نشتي، تا حد زيادي به پارامتر‌هاي جريان و نشت در شبكه خطوط لوله توزيع و انتقال بستگي دارد. هدف از اين پايان¬نامه، تحليل و طراحي يك سيستم متحرك شناور در سيال كه مناسب براي شناسايي نشتي¬هاي داخل لوله¬اي، در يك شبكه¬ي توزيع آب و بررسي تأثير پارامترهايي شامل هندسه و قطر نشتي، فشار‌هاي مختلف در خط لوله و نوع سيال همانند آب و نفت خام در ميزان نشتي و افت فشار در طول لوله است. بررسي اين نكته كه آيا وجود نشت به اندازه كافي افت فشار ايجاد مي كند؟ ميزان افت فشار در چه ابعادي است؟ آيا نوع سيال و اندازه نشت بر اين ميزان تاثير گذار است؟ چه مقدار تاثير دارد؟ ابتدا يك بررسي اجمالي و ارزيابي مربوط به روش¬هاي مختلف نشت¬يابي همراه با سيستم¬هاي بازرسي داخل لوله¬اي ارائه شده است. سپس بدنبال روشي براي شناسايي نشتي به كمك ربات درون لوله¬اي در دو هندسه لوله و زانويي با نشت¬هايي با قطر و هندسه مختلف پرداخته شد كه مشخص گريد دقت گراديان فشار در نشت‌هاي بسيار كوچك، بسيار بالاتر از فشار استاتيك در مجاورت نشت است. بيشترين تمركز نوسانات كانتور‌هاي فشار،گراديان فشار، انرژي جنشي آشفتگي و سرعت، در نواحي نشت تشخيص داده شد. جالب است كه افت فشار در طول لوله حتي در صورت وجود نشت خطي باقي مي ماند و رابطه بين نرخ دبي حجمي خروجي نشت با فشار خط لوله به صورت تواني است. همچنين با مدل¬سازي ربات درون‌لوله مشاهده گرديد كه با توجه به پيدايش گردابه¬هاي فشار حول جسم و بازو¬ها بهترين موقعيت براي تعبيه سنسور فشار در جلوي آن است. همچنين با توجه به مدل نشت، ربات درون لوله اي به عنوان يك مدل تهاجمي مانند نشت(ايجاد گراديان و نوسانات فشار زياد) در جريان سيال ديده نمي¬شود. مي¬توان گفت كه ديناميك سيالات محاسبات عددي، ابزاري كارآمد هم در زمان و هم از لحاظ اقتصادي براي بررسي تشخيص نشت و اثرات سيالاتي در شبكه جرياني خطوط توزيع است. واژه‌هاي كليدي: نشت- حسگر فشار- ربات درون لوله اي - ديناميك سيالات محاسباتي

1399/02/30

Conceptual and Preliminarily Design of In-Pipe Leak Detection System in Water Distribution and Transport Network Pipelines

3/3/2020 12:00:00 AM

The accuracy of the leakage detection method largely depends on the flow and leakage parameters in the distribution and transmission pipeline network. The purpose of this study is to analyze and design a fluid-floating moving system that is suitable for identifying in-pipe leaks in a water distribution network and to investigate the effect of parameters including geometry and diameter of leakage, different pipeline pressures and fluid type like water and crude oil, in leakage and pressure drop across the pipe. Investigating whether leaks are causing enough pressure drop? What are the dimensions of the pressure drop? Does the type of fluid and the size of the leak affect this amount? How effective is it? First, a brief review and evaluation of the various leak detection methods along with the in-pipe inspection systems provided. Then, a method for detecting leaks was used with the help of a robot inside a tube in two tube and knee geometries with leaks with different diameters and geometries. The degree of accuracy of pressure gradient accuracy in very small leaks is much higher than static pressure in the presence of leakage. The highest concentration of fluctuations in pressure contours, pressure gradient, turbulent kinetic energy and velocity were detected in the leak areas. Interestingly, the pressure drop across the pipe remains even if there is a linear leak, and the relationship between the volumetric flow rate of the leak output and the pipeline pressure is strong. In addition, by modeling the robot inpipe, it was observed that due to the emergence of pressure vortices around the body and arms, the best position is to install a pressure sensor in front of it. In addition, due to the leakage model, the in-pipe robot is not seen as an aggressive model such as leakage (creating gradients and high-pressure fluctuations) during fluid flow. It can be said that the fluid dynamics of numerical calculations is an efficient tool both in time and economically to investigate leak detection and fluid effects in the distribution network distribution network. Keywords: Leakage - Pressure Sensor – Inpipe Robot - Computational Fluid Dynamics