دراسة السريان في شبكات المواسير و مشاكل الطرق

  "ملخص البحث

دراسة السريان في شبكات المواسير ومشاكل الطرق المائي الحادثة بها

يعتبر حل شبكات المواسير واحدا من أعقد المشاكل التي تواجه المهندسين خصوصا في الشبكات الكبيرة للمدن وحتى في الشبكات للمدن الصغيرة.

ولذلك كان هدف هذا البحث هواستعراض بعض الطرق الشهيرة لحل شبكات المواسير وأيضاً الطرق الشهيرة لحل مشاكل الطرق المائي بها.

تم بناء نموذج رياضي لدراسة سريان المياه في شبكات المواسير وذلك باستخدام لغة الفورتران وقد تم اختيار الطرق التي سيتم دراستها لتكون:-

1-   طريقة هاردي كروس.

2-   طريقة النظرية الخطية.

3-   طريقة نيوتن رافسون.

تم اختبار الطرق الثلاثة وذلك بتطبيقهم علي مثال مختار يمثل شبكة صغيرة مكونة من أحد عشر ماسورة وتسع نقاط ألتقاء ثم علي شبكة فعلية لمدينة المستقبل بالإسماعيلية ومنها تم تحديد مميزات وعيوب وفعالية كل طريقة و التي تبين منها أن طريقه هاردى كروس تتميز بقدرتها على الحل بطريقه التصرف أو الضغوط أو فيم تصحيح التصرف و هي من أقدم الطرق ويعدها البطئ في الحل . أما طريقة النظرية الخطية فتتميز بأنها لا تتطلب قيم ابتدائيه تقديريه للمجاهيل و لكن تعيب هذه الطريقة التردد حول القيمة الصحيحة للحل, أما طريقه نيوتن رافسون فتتميز بقدرتها على حل جميع أنواع الشبكات والسرعة في الحل و لكن من عيوبها انه إذا كانت القيم المبدئية بعيده في قيمها عن الحل الصحيح فان الحل يواجه بعض المشاكل ولكنها الطريقة المفضلة في الشبكات الكبيرة.           

ولدراسة مشاكل الطرق المائي تم بناء نموذج رياضي لهذا الغرض علي أن يتم دراسة الطرق المائي الناتج من الحالات التالية:-   

1-   غلق محبس التغذية الرئيسي للشبكة.

2-   زيادة التصرف عند نقطة.

3-   نقص التصرف عند نقطة.

المعادلات الحاكمة للسريان الغير مضطرد يتم حلها باستخدام الطريقة المميزة التامة والتي تم استخدامها في تحويل المعادلات الرئيسية التي تحكم السيران الغير مضطرد في المواسير من معادلات تفاضلية تفاضل جزئي إلي معادلات تفاضلية تفاضل كلي يمكن حلها بطريقة الفروق المحدودة.

وتم تطبيق النموذج الرياضي باستخدام لغة الفورتران لحالات التشغيل المختلفة لشبكة مدينة المستقبل بالإسماعيلية وذلك لمختلف الظروف الحدية التي يمكن أن تتواجد بالشبكة مثل وجود محبس تغذية رئيسي بالشبكة في حالة الإغلاق بالإضافة إلي الوصلات البينية المكونة للشبكة وتمثيل جميع الحالات الحدية السابقة بالمعادلات المميزة الملائمة للتمكن من حل السيران الغير مضطرد للشبكة باستخدام الطريقة المميزة.

عند زيادة التصرف المطلوب عند نقطة فأن القيم القصوى للضغوط تحدث بالقرب من هذه النقطة.

كما وجد أنه في حالة زيادة التصرف عند أحد مخارج الشبكة فأن احتمال حدوث الضغوط السالبة داخل الشبكة يتزايد مما قد يتسبب في حدوث ظاهرة التكهف في المواسير كما أن أقل المواسير تأثراً بزيادة التصرف عند نقطة هي تلك التي تتغذي من الخزان الرئيسي.

وعند تخفيض التصرف عند أحد مخارج الشبكة فإن الضغوط القصوى المتولدة تتناسب تناسباً طردياً مع نسبة التخفيض في التصرف.

وفي حالة غلق الصمام الرئيسي للشبكة وجد أن القيم القصوى للضغوط المتولدة عند السريان الغير مضطرد تتناسب عكسياً مع زمن الغلق.

وبمقارنة حالات التشغيل المتشابهة للسريان الغير مضطرد في شبكة مياه مدينة المستقبل بالإسماعيلية وجد أن أقصى قيمة للضغط تحدث في الماسورة المركب عليها المعدة المستخدمة للتحكم في التصرف."