طراحی مخزن، Reservoir Design

طراحی مخزن، Reservoir Design

طراحی مخزن، Reservoir Design

یک مخزن، اساس یک دریاچه یا یک سد در خروجی آن است که در آن جریان را می‌توان کنترل کرد. مخزن می‌تواند یک دریاچه طبیعی یا به وسیله سازه‌ی یک سد در یک رودخانه، ایجاد شده باشد.

هدف مخزن، ذخیره آب در طول دوره‌های جریان بالا برای استفاده در طول دوره‌های کم جریان یا خشکسالی است. به عنوان مثال ذخیره‌ی آب در یک فصل بارندگی یا دوره‌ی ذوب برف برای تامین آب، آبیاری، نیروی برق آبی یا ترکیبی از آن‌ها در زمان کم‌آبی.

حداکثر ترازی که سطح مخزن اجازه بالا آمدن آب را در شرایط عملیاتی عادی می‌دهد، تراز ماکزیمم عادی استخر نامیده می‌شود. پایین‌ترین ترازی که سطح مخزن در شرایط عملیاتی عادی می‌تواند تا آن تراز پایین بیاید، حداقل تراز استخر نامیده می‌شود. حجم ذخیره‌شده بین این ترازها نشان‌دهنده‌ی حجم آبی است که می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و حجم فعال (مفید) نامیده شده است. حجم پایین تراز حداقل استخر به طور عادی نمی‌تواند استفاده شود و ذخیره‌ی مرده نامیده می‌شود.

طراحی مخزن:

مطابق با استانداردهای مهندسی، مخازن باید طوری طراحی شوند که ثبات و دوام داشته باشند و همچنین بتوانند کیفیت آب ذخیره‌شده را نیز حفظ کنند. برای هر پروژه خاصی، ممکن است بیشتر از یک مفهوم طراحی مخزن قابل قبول وجود داشته باشد. طراحی معیارهای طراحی مخزن برای ایجاد یک رویکرد طراحی خاص از قبل تعیین نشده است، بلکه به منظور اطمینان از کفایت سیستم آب، قابلیت اطمینان و سازگاری با امکانات موجود و امکانات آینده طراحی شده است.

اجزای ظرفیت مخزن:

برای یک طرح مخزن داده شده، هر یک از ۵ جزء زیر باید در نظر گرفته شوند:

۱. ذخیره‌سازی عملیاتی (OS)

۲. ذخیره‌سازی برابر (ES)

۳. ذخیره‌سازی جانشین (SB)

۴. ذخیره‌سازی سرکوب آتش (FSS)

۵. ذخیره‌سازی مرده

ذخیره‌سازی موثر

حجم کل مخزن که بین تراز سرریز و تراز خروجی مخزن اندازه‌گیری می‌شود، ممکن است که لزوما برابر حجم موثر موجود در سیستم آب نباشد. حجم موثر برابر با حجم کلی کمتر از ذخیره مرده داخل مخزن است. به عنوان مثال، یک پیزومتر یک جزء از ظرفیت خود را دارد که عمدا به عنوان ذخیره مرده طراحی شده است.

برعکس اگر یک منبع سیستم آب (پمپ تقویتی یا پمپ بخار) قادر به ارائه‌ی یک نرخ طراحی جریان بالای یک تراز مشخص آب در داخل مخزن نباشد، بنابراین این حجم بالاتر مخزن برای سیستم در دسترس نیست و بخشی از ذخیره موثر نیست.

مقدار ذخیره موثر همچنین ممکن است وابسته به محل ذخیره‌سازی نسبت به محل استفاده از آن باشد. (اینکه آیا آن در یک منطقه فشار متفاوت و یا در فاصله‌ای که آب نیاز به انتقال دارد، است یا نه).

ذخیره‌سازی عملیاتی (OS)

مطابق با تعریف ارائه شده در WAC 246-290-010 ذخیره‌سازی عملیاتی، حجم مخزن اختصاص داده شده برای تامین سیستم آب است در حالی که در شرایط عملیاتی عادی، منبع یا منابع ذخیره در وضعیت خاموش هستند. این حجم تغییر خواهد کرد و به دو عامل زیر بستگی دارد:

۱. حساسیت سنسورهای تراز آب با کنترل پمپ‌های منبع

۲. شکل طراحی مخزن برای ارائه‌ی حجم مورد نیاز برای جلوگیری از سیکل بیش از حد (شروع و توقف) موتورهای پمپ. تعریف مشخص می‌کند که OS یک مقدار افزایشی برای اجزای دیگر ذخیره‌سازی است. این یک فاکتور ایمنی اضافی را برای اجزای ES ،SB و FSS فراهم می‌کند اگر مخزن پر باشد یا زمانی که این جزء ذخیره‌سازی مورد نیاز باشد.

ذخیره‌سازی برابر (ES)

هنگامی که ظرفیت پمپاژ منبع قادر به پاسخگویی به نیازهای روزانه (یا بلندمدت) پیک متناوب روی سیستم آب نیست، ذخیره‌سازی برابر (ES) باید به عنوان بخشی از ذخیره‌سازی نهایی برای سیستم آماده باشد و باید در ۳۰ psi برای همه اتصالات سیستم در دسترس باشد (WAC 246-290-235). حجم ES بستگی به چند عامل دارد، از جمله این عوامل عبارتند از: تغییرات روزانه حداکثر مورد نیاز سیستم، ظرفیت تولید منبع و روش عملیات (یا پمپاژ مداوم برای دوره‌ی زمانی انتخاب شده یا از طریق استفاده از کلیدهای کنترل تراز مخزن).

ذخیره‌سازی جانشین (SB)

هدف SB، تهیه‌ی یک مقدار قابلیت اطمینان در صورت تخریب منابع است یا زمانی که شرایط غیرعادی، تقاضای بیشتر از میزان پیش‌بینی را تحمیل می‌کند.

ذخیره‌سازی سرکوب آتش (FSS)

سیستم‌های عمومی آب نیازمند امکانات ساخت و نگهداری هستند، از جمله مخازن ذخیره، توانایی انتقال جریان‌های آتش مطابق با تعیین نیاز به جریان آتش توسط مامور محلی حفاظت آتش با حفظ فشار ۲۰ psi از طریق سیستم توزیع، ساخته شده است . مقدار FSS، محصول حداکثر نرخ جریان و مدت زمان تعیین‌شده توسط مقامات محلی حفاظت از آتش یا مارشال آتشِ بخش است. برای سیستم‌های آب قرار گرفته در نواحی تحت قانون عمومی هماهنگی سیستم آب در سال ۱۹۷۷ (PWSCA)، فصل 0.116 RCW، حداقل نرخ جریان و مدت زمانی که باید برای تحولات مسکونی، تجاری و صنعتی اعمال شود، در قوانین عمومی هماهنگی سیستم آب WAC 246-293-640 مشخص شده است. الزامات FSS ممکن است توسط اداره محلی حفاظت آتش، مارشال آتشِ بخش و یا طرح محلی هماهنگ‌شده سیستم آب مشخص شده باشد.

ذخیره‌سازی مرده (DS)

ذخیره‌سازی مرده (فقط برای ارائه‌ی فشار کافی موثر است) حجم آب ذخیره‌شده برای همه‌ی مصرف‌کنندگان در فشار حداقل طراحی مطابق با (WAC 246-290-230 (5 و (6) است. حجم DS شامل حجم‌های ارائه‌شده برای پاسخگویی به نیازهای OS ،ES و یا FSS نیست. استانداردهای محلی جامعه برای اینکه آیا ممکن است مقداری از حجم DS برای فراهم کردن حجم SB به منظور دستیابی به حداقل انتظارات جامعه در طول شرایط غیرعادی عملیات استفاده شده باشد یا نه، اعمال می‌شود.

منبع: springer، مقاله RESERVOIR DESIGN AND STORAGE VOLUME

مترجم و تهیه‌کننده: محبوبه پوریوسفی

محصولات فروشگاه: 
تحلیل سه بعدی یک مخزن بتنی تحت اثر رکورد زلزله با ANSYS
فروشگاه
پکیج های s1 تا s30
قیمت: 40,000 تومان
40,000 تومان
فیلم آموزش تحلیل هیدرودینامیک سد و مخزن با نرم افزار ANSYS
فروشگاه
پکیج های s1 تا s30
قیمت: 25,000 تومان
25,000 تومان
مشاوران دارای این تخصص: 
#: 5
سید صادق علوی
نقش‌ها: Vip, مشاور, همکاران
عضو به مدت: 4 سال 2 ماه
#: 4
محمد منتظری
نقش‌ها: Vip, مشاور, همکاران
عضو به مدت: 3 سال 6 ماه
#: 3
محمد امینی
نقش‌ها: Vip, مشاور, همکاران
عضو به مدت: 2 سال 8 ماه
#: 2
جعفر صبری
نقش‌ها: Vip, مشاور, نمایندگی, همکاران
عضو به مدت: 11 ماه 1 هفته
#: 1
محسن قبدیان
نقش‌ها: Vip, مشاور, همکاران
عضو به مدت: 10 ماه 4 هفته
کاربران دارای این تخصص: 
#: 2
بهروز حسنوند
عضو به مدت: 2 سال 9 ماه
#: 1
امیرحسین شعبانی
نقش‌ها: Vip, همکاران
عضو به مدت: 2 ماه 9 ساعت