Optimizing pump schedule and valve characteristics of water distribution networks
Su dağıtım şebekelerinde pompa zamanlarının ve vana karakteristiklerinin optimizasyonu
- Tez No: 383056
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURİ MERZİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 182
Özet
Tasarım aşamasından işletmeye, su dağıtım şebekeleri altyapı sistemlerinin hayati bir parçasını oluşturmaktadır. Pompalar, pompaj ve bakım maliyetlerinden ötürü önemli miktarda işletme maliyeti oluşturmaktadır. Pompa zamanlarının akıllı biçimde ayarlanması, işletme maliyetlerinde azalmalar meydana getirebilen önemli bir araçtır. Su kayıpları, tipik bir su dağıtım şebekesinde arıtılmış ve pompalanmış suyun bir kısmı olarak tanımlanmakla birlikte, toplam sağlanan suyun büyük yüzdesini oluşturabilir. Kayıplara neden olan başlıca sebeplerden biri su dağıtım şebekelerindeki basınçlardır. Bu çalışma, aynı şebeke üzerinde pompa zamanlarının ayarlanması ve aşırı basınçların azaltılmasının bir kombinasyonudur. Yöntem, (i) pompa zamanlarının optimizasyonu ve (ii) vana yeri ve açıklığı belirlenmesi olarak ikiye ayrılmıştır. Pompa zamanlarının optimizasyonunda hedef, işletme maliyetlerini azaltmaktır. vana yeri ve açıklığı belirlenmesindeki amaç ise aşırı basınçların azaltılmasıdır. Her iki optimizasyon problemi için de belirli hedef ve ceza fonksiyonlarıyla birlikte genetik algoritmalar kullanılmıştır. Pompa zamanlarının optimizasyonu çalışmasında, enerji kullanımıyla birlikte depo hacim döngüleri ve pompa aç-kapa sayıları da dikkate alınmıştır. Beklenmedik durumların modellenebilmesi için, geliştirilen programa, gerçek zamanlı ölçüm ve tahminler eklenmiştir. Geliştirilen su tüketimi tahmin modeline Kalman Filtresi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen programın gerçek zamanlı olarak şebekelerde kullanılabilir olduğunu göstermiştir. Vana yeri ve açıklığı belirlenmesi çalışmasında, farklı simülasyon süreleri dikkate alınarak açık ve kapalı vana grupları belirlenmiştir. Vanaların açıklıklarının belirlenmesi ile yaklaşık %60 oranında aşırı basınç azalması sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
From design stage to operation, water distribution networks hold the vital part of the infrastructure systems. Pumps contain significant operational consumptions by pumping and maintenance costs. Wise scheduling is an important tool that may decrease these costs. Leakage, defined as a portion of treated and pumped water; and through a typical water distribution network, it may possess a large percentage of the total water supplied. Pressure heads within the water distribution network are one of the major causes of leakage. This study is a combination of pump scheduling and excess pressure minimization of the same network. The methodology is divided into (i) pump schedule optimization and (ii) valve locating and opening determination. For pump scheduling studies, objective is to reduce operational costs of pumps. On the other hand, for valve locating and opening determination studies, objective is minimizing excess pressures. Genetic algorithms are applied on both optimization problems, with specific objective and penalty functions. Through pump scheduling studies, the schedules casting the energy usage, tank volume periodicity and pump switches are obtained. Real time daily demand measurements and predictions are integrated to the developed program to model unexpected cases. Kalman Filter is applied on the improved demand prediction model. The results indicate that the developed program is applicable to the network for real time scenarios. Throughout valve location and opening determination studies, the groups of open and closed valves are found considering different simulation durations. By determining the openings of the valves; almost 60 % excess pressure decrement is obtained.
Benzer Tezler
- Operation of water distribution networks
İçme suyu şebekelerinin işletilmesi
HALİL ŞENDİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİ MERZİ
- Akıllı endüstriyel altyapılar için enerji optimizasyonu: Su şebekesi örneği
Energy optimization for smart industrial infrastructure: Water supply network example
HUSSEIN MOHAMMED HUSSEIN QASIM AL-SANABANI
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT İSKEFİYELİ
- Doğal soğutucu akışkanlı bir ısı pompası sisteminin tasarımı ve analizi
Designing and analysis of a natural refrigerant heat pump system
MUSTAFA GÜLMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ
- Kanatlı borulu buharlaştırıcılarda nem alma performansının en iyileştirilmesi
Optimizing demihumidification performance of fin and tube evaporators
SEMİH KURULAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN UYGUR ONBAŞIOĞLU
- Habbecik pompası tasarımı ve performans analizi
Bubble pump design and performance analysis
AHMED S. R. DALLOUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZBEY