Inleiding watermanagement

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Inleiding watermanagement"

Raphaël Dijkstra
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Inleiding watermanagement Drinkwatertransport en -distributie Prof. ir. Hans an Dijk 1

2 De Romeinse aquaducten

Drinkwater an tap tot bron Samenhang wateroorziening is stroomopwaarts: Verbruik afnemers, sterk fluctuerend, in oorzieningsgebied Distributie leering aan meerdere

3 Drinkwater an tap tot bron Samenhang wateroorziening is stroomopwaarts: Verbruik afnemers, sterk fluctuerend, in oorzieningsgebied Distributie leering aan meerdere afnemers, onder afleerdruk Opslag uitlakking tussen productie / transport en distributie Transport gelijkmatige erplaatsing an water Productie winning en zuiering, gelijkmatig 3

4 Druklijn in distributienet

5 Watertorens hielden net op druk 5

6 Druklijn bij torens en pompen 6

7 Energiebesparing met boosters

8 Opzet - Transport Transport oor distributie Wateroorziening Fleoland Transportnet oor Lelystad en Almere 8

9 Transport - Hydraulica Stromingserliezen in leidingen : wrijingserliezen - eenparige stroming (weerstand aan de wand) ertragingserliezen - onolledige terugwinning snelheidshoogte 9

10 Transport - Hydraulica Wrijingerliezen Darcy-Weisbach ΔH w = λ L D.g Colebrook-White 1 λ Re = =.D ν 10 log > k 3, D +,51 Re λ waarin : ΔH w = weerstanderlies [m] k = wandruwheid [mm] λ = weerstandscoëfficiënt [-] Re = Reynolds getal L = lengte an de leiding [m] ν = kinematische iscositeit [m /s] D = diameter an de leiding [m] = snelheid in de leiding [m/s] g = graitatie-constante = 9.81 [m /s] 10

11 Transport - Hydraulica Wandruwheid Materiaal soort k-waarde (mm) metselwerk 1,0-5,0 beton 0,5 -,0 kunststof 0,01-0,05 Door eroudering (corrosie, afzettingen, slijmorming) kan wandruwheid sterk toenemen (tot k-waarden an 10 mm) Stromingstype Meestal hydraulisch ruw ( e term in log-deel formule erwaarloosbaar) Weerstandscoëfficiënt λ = 0,01-0,04 (eelal 0,0-0,03) Veroudering kan resulteren in toename λ an 100% en meer 11

12 Transport - Hydraulica Voorbeeld berekening wrijingserlies debiet = m 3 /h =,78 m 3 /s transportafstand = 54 km = m diameter buis = mm = 1,5 m wandruwheid = 1,0 mm= 1, m Q A Q π D / 4,78 3,14.1,5 / 4,78 1,77 = = = = = 1,57m / s. D 1,57.1,5 6 Re = = =, ν 1, k, ,001,51 = log + = log + 6 λ 3,7. D Re λ 3,7.1,5,36.10 iteratief :λ = 0,0180 (zonder Re term: λ = 0,0178) ΔH L ,57 = λ = 0,0180 D.g 1,5.9,81 w = 81,4m λ 1

13 Transport - Hydraulica Vertragingserliezen bochten en knikken ΔH = ξ = ( A B) g g ernauwing en erwijding ΔH,u = ξ erwijding g in- en uittredeerlies ΔH ΔH,i,u erwijding = 1 = ξintrede ξ g intrede = 0,5 na insnoering = ξ uittrede ξ uittrede = 1,0 g ξ A A 1 13

14 Transport - Hydraulica Vertragingserliezen - terugslagkleppen ξ =,5 - afsluiters ξ = 0, -0,5 Berekening ertragingserliezen leidingsegment : ΔH = ξ g ( ) Praktijk ξ totaal = 1-4 (korte leidingen), - 50 (lange leidingen) 14

15 Transport - Hydraulica Voorbeeld berekening ertragingserlies debiet = m 3 /h transportafstand = 54 km diameter buis = mm aantal bochten = 30 (ξ = 0,5 gemidd. per bocht) aantal afsluiters = 10 (ξ = 0,3 gemidd. per afsluiter) terugslagklep = 1 (ξ =,5) in+uitstroming = 1 (ξ = 1,5 totaal) Q A Q = π D / 4,78 3,14.1,5 / 4,78 1,77 = = = = 1,57m / s 1,57 1,57 ΔH = (30 0, ,3 +,5 + 1,5) = = 9,81 9,81,8 m 15

16 Transport - Hydraulica Totaal stromingserliezen: wrijingserlies ΔH w = λ L D g ertragingserliezen ΔH = ξ g Bij lange leidingen ( L / D > 500 ) zijn ertragingserliezen erwaarloosbaar Bij korte leidingen ( L / D < 10 ) zijn wrijingserliezen erwaarloosbaar Totaal stromingerlies ΔH = c w. Q + c. Q c w afhankelijk an D, L, k en ν c afhankelijk an D en Σξ 16

17 Transport Economische diameter Aanlegkosten Energiekosten K = 500DL aanleg P= QHρg/η, E=Pt H= λl/d /g=0,0lq /gd 5 per jaar oer 50 jaar K = 16,7 Q D L 3-5 energie 3-5 K energie = 19,16,7 Q D L Totale kosten 3-5 K totaal = 19,16,7 Q D L D L 17

18 Transport - Economische diameter Uitwerking an meest economische diameter: 0 Kosten per diameter kosten [10^6 euro] energiekosten aanlegkosten totale kosten diameter [m] 18

Transport Economische snelheid Totale kosten 3-5 K totaal = 16,7 Q D L + 500 D L Minimale kosten als

19 Transport Economische snelheid Totale kosten 3-5 K totaal = 16,7 Q D L D L Minimale kosten als afgeleide 0 is 3-6 dk totaal/dd = -5 19, 16,7 Q D L L= 0 D = 1, Q = D Q 1. = = A 0.5π D 0.88 m/s 19

20 Statische en dynamische opoerhoogte 0

21 1 Leidingkarakteristiek ( ) 1 s s w s Q c Q c H g u ξ g u D L λ H ΔH ΔH H H + + = + + = + + =

22 Q-H cure Pressure H Volume flow Q

23 Werkpunt Werk punt Druk Debiet Q 3

24 Pomp ontwerp 4

25 Pompstations 5

26 Vertakt net 1000 inw 5,56 l/s 000 inw 11,11 l/s 1000 inw. 5,56 l/s C 16,67 l/s B 5,56 l/s A,3 l/s F E D G 55,56 l/s 5 l/s 8,33 l/s 1500 inw 8,33 l/s 3000 inw 16,67 l/s 1500 inw 8,33 l/s 6

27 Vermaasd net 5,56 11,11 5,56l/s C B A 5 G 80,56 F E D 8,33 16,67 8,33 7

28 Praktijk net 8

29 Distributie Suppletiepompstation Watertoren Q Zuiering 0 4 h Watererbruik Suppletiepompstation Winning Productie Distributie Voorzieningsgebied Distributiepompstation Watertoren Q Zuiering 0 4 h Watererbruik Suppletiepompstation Winning Distributiepompen Distributiepompstation Reinwaterreseroir Reinwaterreseroir Distributiepompen Distributiepompstation Productie Distributie Voorzieningsgebied 9

Vergelijkbare documenten

Hydraulische vervalberekeningen

Hydraulische vervalberekeningen Bijlage V Uitbreiding rwzi Numansdorp in het kader van course 15/16 Begeleiders namens: Hogeschool van Arnhem & Nijmegen Dhr. A.C. de Wit Waterschap Hollandse Delta Dhr.