طراحی بهینه سیستم انتقال پمپ دار در مقابل ضربه قوچ ناشی از توقف ناگهانی پمپ با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی ریاضی

در سالهای اخیر طراحی بهینه سیستم های انتقال آب به طور قابل ملاحظه ای مورد توجه قواع شده است. در این تحقیق مسئله طراحی بهینه قطر و ضخامت لوله های سیستم انتقال با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی ریاضی به گونه ای که توقف ناگهانی پمپ به بروز پدیده جدایی ستون آب و افزایش فشار خط لوله منجر نشود مد نظر قرار گرفته است. همچنین قابلیتهای روشهای مورد نظر ، بررسی و ارزیابی شده است. این مقایسه با فرض پیوسته بودن قطر و ضخامت لوله ها صورت گرفته که در مورد پروژه های بزرگ و خاص موضوعیت می یابد. بدیهی است در سیستم های با ظرفیت کم که امکان استفاده از لوله های تیپ موجود در بازار در فرآیند طراحی وجود دارد ، روشهای برنامه ریزی ریاضی از قابلیت بالایی برخوردار نبوده و استفاده از ا لگوریتم ژنتیک موضوعیت بیشتری خواهد داشد. برای شبیه سازی جریان گذرا از روش خطوط مشخصه صریح که در آن ، لوله ها به عنوان استخوان بندی و سایر تجهیزات همچون پمپ ، به عنوان شرایط مرزی تعریف می شوند استفاده شده است. مسئله طراحی بهینه سیستم انتقال همان گونه که از طبیعت آن مشخص است ، مسئله ای مقیداست که حل آن نیازمند استفاده از روشهای بهینه سازی مقید است. در این تحقیق از روش نامقید است . به این منظور از توابع جریمه خارجی به عنوان روشی باری تبدیل مسئله اصلی مقید به مسئله ای نامقید استفاده شده است. مسئله نامقید حاصل با استفاده از روشهای بهینه سازی ریاضی و الگوریتم ژنتیک حل شده و کارآیی روش با حل یک مثال عددی برسی شده است. در فرآیند شبیه سازی نشان داده شد که با افزایش قطر لوله ها ، اثرات توقف ناگهانی پمپ به ویژه مقدار فشار منفی ایحاد شده و جدای ستون آب ناشی از آن ، کاهش می یابدو همچنین بهینه سازی صورت پذیرفته ، باعث جلوگیری از ایجاد موج منفی در محل پمپ ، حرکت معکوس جریان آب ، افزایش فشار در خط لوله رانش و کاهش فشار در خط لوله مکش سیستم شده است.

کلیدواژه ها:

ضربه قوچ ، جدایی ستون آب ، پمپ ، الگوریتم ژنتیک ، بهینه سازی ریاضی