Waterleidingen

Nikki1990

Hallo! Ik heb een kwestie waar ik niet helemaal uit kom.

Ik probeer de basis van een waternetwerk te modelleren om daarna een geheel netwerk te bouwen. Hiervoor heb ik 'node 1' en 'node 2' verbonden met een waterleiding. Ik heb een aantal gegevens van node 1 en node 2 en de variabele die ik wil berekenen is de diameter dan de waterleiding tussen node 1 en node 2.

Node 1 heeft een pressure head van 60, en dus een druk van 587544.6991 Pa. Verder is de Demand in node 1 13.0L/s en in node 2 10.7L/s. De lengte van de waterleiding is 140 m en de nodes liggen op gelijke hoogte. Verder heb ik gedefinieerd dat de minimale snelheid 0.1m/s en de maximale snelheid 3.0m/s.

Ik ben begonnen met het omrekenen van de Demand (D) naar de snelheid (v) met de diameter als variable (d):

D= v*pi*(0.5d)^2

Op deze manier kan de snelheid uitgedrukt worden in termen van de diameter.

Verder heb ik een formule voor het drukverschil gebruikt:

0.5*rho*(v1)^2+rho*g*z1+p1=0.5*rho*(v2)^2+rho*g*z2+p2

De term met de hoogte (z) valt wel aangezien de hoogte van de twee nodes gelijk is.

De p2 (druk node 2) is dus uit te drukken in termen van de diameter.

Daarnaast zit ik met de lengte van de waterleiding. Deze zou ook enige invloed op de druk moeten hebben (lijkt me, intuitief). Ik vond iets over het Reynolds nummer, de colebrook equation en de Darcy-Weisback equation die in te vullen zijn met de gegevens die ik heb (het materiaal is beton, dus epsilon is ook bekend). Zo kan ik aan een delta-druk komen door deze wrijving (?).

Nu zit ik echter met een dilemma: hoe nu verder? Hoe verwerk ik dit drukverlies(?) in dit verhaal. En verder: ben ik wel goed bezig?

Ik zit een beetje in de knoop met mijn gedachte dus het zou fijn zijn als iemand mij weer even op het juiste pad kan brengen.

Alvast bedankt!

Fred F.

de variabele die ik wil berekenen is de diameter dan de waterleiding tussen node 1 en node 2.

Bedenk wel dat diameters van leidingen voorkomen in standaard maten. Exacte benodigde diameter proberen uitrekenen is heel moeilijk en eigenlijk energieverspilling. Je kiest beter een standaarddiameter en bekijkt of de drukval acceptabel is. Zo niet dan probeer je een andere standaarddiameter.

Verder is de Demand in node 1 13.0L/s en in node 2 10.7L/s.

En hoeveel is dan het debiet van node 1 naar node 2, of omgekeerd? Want daar gaat het om.

Ik vond iets over het Reynolds nummer, de colebrook equation en de Darcy-Weisback equation die in te vullen zijn met de gegevens die ik heb (het materiaal is beton, dus epsilon is ook bekend). Zo kan ik aan een delta-druk komen door deze wrijving (?).

Inderdaad.

Nikki1990

Bedankt voor je reactie!

De standaard maten van de diameter zijn inderdaad 200-250-300-350-400-450 mm.

Wat bedoelt u precies met het debiet van node 1 naar node 2? De twee verschillende waarden voor de demand in de twee nodes betekenen (dacht ik) slechts een verschil in snelheid tussen de twee nodes? Deze heb ik al uit weten te drukken in de diameter (zie hierboven)

Ten slotte, ik heb besloten de wrijving (voor nu) te verwaarlozen. Klopt het dat de lengte van de pijp dan niet langer van belang is?

Alvast bedankt!

Fred F.

Wat bedoelt u precies met het debiet van node 1 naar node 2?

Precies zoals het er staat.

Jouw vraag in bericht #1 was toch:

....de variabele die ik wil berekenen is de diameter dan de waterleiding tussen node 1 en node 2.

Dat jij bij node 1 en node 2 een bepaalde hoeveelheid water aftapt zegt niets over het debiet in de leiding tussen node 1 en node 2, tenzij node 2 het eind van de leiding is, want dan is het debiet in de leiding tussen node1 en node2 natuurlijk gelijk aan die 10,7 L/s .

Ten slotte, ik heb besloten de wrijving (voor nu) te verwaarlozen.

Als je de wrijving verwaarloost kun je net zo goed ophouden. Met alleen Bernoulli kun je niks zinnigs berekenen. Het is juist andersom: als je het "simpel" wilt houden zou je juist Bernoulli kunnen verwaarlozen. Schoolboeken wekken helaas de indruk dat alles om Bernoulli draait, maar dat is bij leidingnetwerken vrijwel nooit zo (tenzij het water een fors hoogteverschil doorloopt).

Nikki1990

Bedankt. Is het dan een optie de Hazen-Williams formule te gebruiken? Ik ga er van uit dat ik een netwerk heb zonder loops (dan wordt het dus meer een soort hiërarchie-vorm) en vervolgens bereken ik de totale vraag van alle nodes langs één 'tak'. Dan vul ik de Hazen-Williams formule in en krijg ik de head loss. Als ik dit voor alle takken doe, gebruik makend van de grootste diameter (0.45m) en hiermee verifieer dat het netwerk werkt met de 60 m pressure head van het reservoir, kan ik later proberen diameters kleiner te maken om kosten te verminderen (uiteraard na checken of alle punten dan nog steeds een minimale pressure head van 10 m hebben).

Het enige waar ik dan nog mee zit is de kwestie hoe ik de elevation van sommige punten dan mee neem. Stel dat ik tak 1 heb: resevoir (pressure head 60m) > node 1 (vraag 13L/s) >link 140m lang > node 2 (Vraag 10.7 L/s) > link 270 m lang > node 3 (vraag 17.2 L/s) > link 480 m lang > node 4 (vraag 45 L/s) waarin alle nodes op dezelfde hoogte liggen, behalve node 4, die op 40 meter hoger ligt dan de rest.

Ik gebruik als constante in de Hazen Williams formule 120 (beton), als diameter 0.45m, als totale vraag 0.0859 m3/s (alle vraag opgeteld) en kom dan uit op een head loss van 7.9145 meter water per meter pijp. Dat is dus voor 890 meter pijp: 0.7044. Ik heb dan echter de elevation nog niet meegenomen.

Heeft u een idee hoe ik dit meeneem in mijn methode om de head loss te bereken?

Alvast bedankt!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Waterleidingen

Waterleidingen

Re: Waterleidingen

Re: Waterleidingen

Re: Waterleidingen

Re: Waterleidingen