Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm ENPANET

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN
MỀM ENPANET

PHẦN CƠ BẢN



Người biên soạn: Nguyễn Việt Anh


I- GIỚI THIỆU CHUNG

ENPANET là một phần mềm biểu diễn chu trình của nước và chất lượng nước bên
trong mạng ñường ống có áp. Một mạng gồm có ñường ống, nút (chỗ giao nhau của
các ñường ống), máy bơm, van và bể chứa hoặc nguồn nước. ENPANET tính toán lưu
lượng trong mỗi ống, áp lực tại mỗi nút, chiều cao cột nước trong bể chứa và nồng ñộ
hoá chất của mạng trong suốt một chu trình của nhiều khoảng thời gian.
Chạy trong hệ ñiều hành Windows, EPANET cung cấp một môi ttrường tiện ích cho
việc chỉnh sửa các số liệu ñầu vào, chạy mô phỏng các tuyến ống và chất lượng nước,
xem kết quả theo nhiều dạng: Sơ ñồ mạng với các màu qui ñịnh cho các giá trị áp lực
tại nút, trình bày dữ liệu dạng bảng, biểu ñồ chuỗi thời gian.

Trình tự sử dụng ENPANET bao gồm:

a) Vẽ một sơ ñồ hình học miêu tả hệ thống cấp nước, có các ñối tượng:
a. Nguồn nước
b. Máy bơm
c. ðường ống
d. Nút (Chỗ giao của các ñường ống)
e. Bể chứa
b) Chỉnh sửa các thuộc tính của ñối tượng:
a. Thông số nguồn nước
b. Thông số máy bơm
c. Chiều dài và ñường kính ống
d. Cao ñộ, toạ ñộ của nút
e. Thông số bể chứa
c) Mô tả sự hoạt ñộng của hệ thống
a. ðường ñặc trưng của máy bơm
b. Thông số thời gian
c. Thông số ñiều khiển
d) Lựa chọn và ñặt các phương pháp phân tích
e) Chạy phân tich
f) Xem kết quả

Bài giảng này hướng dẫn việc sử dụng EPANET ñể phân tích thuỷ lực và chất lượng
nước của mạng ñường ống. Bài giảng này bao gồm:

- Cài ñặt dự án
- Xây dựng một mạng kiểu mẫu
- ðặt các thuộc tính cho các ñối tượng trong mạng
- Lưu và mở dự án
- Chạy một phân tích thời kỳ ñơn
- Chạy một thời kỳ kéo dài giả lập
- Chạy một chất lượng nước giả lập

II- TRÌNH TỰ SỬ DỤNG

Trong bài hướng dẫn này, chúng tôi sẽ phân tích một mạng phân phối ñơn giản ñược
trình bày dưới ñây. Nó bao gồm một nguồn nước (Trạm xử lý nước sạch) từ chỗ nước
ñược bơm vào mạng có 2 ống lặp. Cũng có một ống dẫn ñến bể dự trữ nơi mà gắn
phao trong hệ thống.










II.1- Các thiết lập ban ñầu cho dự án

Công việc ñầu tiên của chúng ta là tạo một dự án mới trong EPANET và chỉ rõ những
thuộc tính mặc ñịnh ñược chọn.

+ Chọn File | New ñể tạo dự án mới

New : Tạo dự án mới
Open: Mở dự án ñã có
Save: Lưu dự án
Save as: Lưu dự án với tên khác
Import: Nhập

Export: Xuất
Page setup: Thiết lập trang in
Print Preview: Duyệt trước trang in
Print: In
Prefernces: Thuộc tính


Exit: Thoát khỏi chương trình

+ Chọn Project | Defaults ñể mở hộp thoại Project Defaults.


Summary: Tóm tắt
Default: Mặc ñịnh
Calibration Data: Kiểm tra kích cỡ dữ liệu
Analysis Option: Tính chất phân tích
Run Analysis: Chạy phân tích



+ Trong trang ID Labels, bot toàn bộ những dấu tích ở ID Prefix và ñặt thuộc tính ID
Increment là 1. Việc này sẽ khiến EPANET tự ñộng gán nhãn cho cac ñối tượng theo
các con số liên tiếp.





Junctions: ðiểm nối
Reservoirs: Nguồn nước

Tanks: Bể chứa
Pipes: ðường ống
Pumps: Máy bơm
Valves: Van
Patterns: Mẫu
Curves: ðường ñặc trưng máy
bơm






+ Trong trang Hydraulics của hộp thoại, chọn LPS(lít/giây) cho thuộc tính Flow
Units và chọn Hazen-Williams (H-W) cho thuộc tính Headloss Formula.




Flow Units: ðơn vị lưu lượng
Headloss Formula: Công thức tính
tổn thất

Nhấn OK ñể chấp nhận những lựa chọn trên và ñóng hộp hội thoại này lại.
Nếu bạn muốn lưu những sự lựa chọn này cho các dự án mới sắp tới thì có thể tích
vào phần Save ở cuối hộp hội thoại trước khi nhấn OK ñể chấp nhận.


II.2- Các thiết lập cho bản ñồ

+ Chọn View | Options ñể hiển thị hộp thoại Map Options
+ Chọn trang Notation trong hộp thoại này và tích vào những ô Map Options và
Display Link IDs. Tất cả những cái khác thì có thể không cần tích.
+ Sau ñó bật trang Symbols và tích vào tất cả các ô.

II.3- Xây dựng mạng
a) Trước hết cần thêm vào nguồn nước bằng cách nhấn vào nút trên trình
ñơn Map. Sau ñó kích chuột vào bản ñồ ở vị trí mà nguồn nước ñược ñặt tại
ñó.
b) Tiếp theo chúng ta thêm vào những ñiểm nối. Kích chuột vào nút trên
trình ñơn Map sau ñó kích chuột lên bản ñồ ñể vẽ các nút mạng
c) Thêm vào bể chứa bằng cách kích chuột vào nút và sau ñó kích chuột
lên bản ñồ tại vị trí mà bể chứa ñược ñặt.
Những ñiểm này sẽ ñược ñánh ký hiệu liên tiếp một cách tự ñộng khi chúng
ta thêm các ñối tượng vào mạng.
d) Thêm vào các tuyến ống bằng cách kích chuột vào nút trên trình ñơn
Map.
e) Ghi chú ñường nét của tuyến ống ñược vẽ khi bạn di chuyển chuột từ nút
ñầu ñến nút cuối.
f) Thêm vào máy bơm bắng cách kích chuột vào nút , sau ñó kích chuột
vào nút ñầu và sau ñó tới nút cuối của tuyến chứa máy bơm.
Công việc cuối cúng trong xây dựng mạng là thêm vào một vài nhãn chú thích.
g) Chọn nút trên trình ñơn Map và kích chuột vào một số nơi ñể ñóng
nguồn nước. Một hộp chỉnh sửa văn bản sẽ xuất hiện. Gõ vào dòng chữ
SOURCE và nhấn Enter.
h) Tiếp ñến kích chuột vào máy bơm và gõ nhãn cho nó(PUMP), sau ñó làm
tương tự với bể chứa(TANK)


i) Kích chuột vào nút ñể ñặt bản ñồ vào kiểu Object Selection hơn là kiểu
Text Insertion.

II.4- ðặt các thuộc tính cho ñối tượng

Tại lúc này chúng ta ñã hoàn thành bản vẽ về mạng cấp nước. Nếu các nút bị sai
lệch so với vị trí, bạn có thể dịch chuyển chúng bằng cách kích chuột vào ñiểm ñó và
kéo chúng với phím trái chuột và nhả chúng ở vị trí mới.

Khi ñối tợng ñược thêm vào dự án, EPANET qui ñịnh chúng một thuộc tính mặc
ñịnh. ðể thay ñổi của một thuộc tính ñặc biệt của một ñối tượng, chúng ta phải chọn
ñối tượng trong Property Editor . Có một vài cách khác nhau ñể làm ñiều này. Nếu
tiện ích soạn thảo ñã hiển thị thì bạn có thể ñơn giản kích chuột lên ñôi tượng hoặc
chọn chúng từ trabg Data. Nếu tiện ích soạn thảo chưa hiển thị, bạn có thể làm nó xuất
hiện bằng một trong những cách sau:
- Kích ñúp chuột lên ñối tượng trên bản ñồ.
- Kích phím phải chuột lên ñối tượng và chọn Properties từ menu thả xuống
khi nó xuất hiện.
- Chọn ñối tượng từ trang Data của Browser window và kích chuột vào nút Edit



a- Các thuộc tính của nút


Junction ID: Mã hiệu nút
X- Coordinate: Toạ ñộ nút theo phương X
Y- Coordinate: Toạ ñộ nút theo phương Y
Description: Ghi chú
Tag: Nhãn
Elevation: Cao ñộ nút
Base Demand: Lưu lượng tại nút
Demand Pattern: Tham số kể ñến sự thay ñổi

lưu lượng theo thời gian tại nút
Emitter Coeff:
Initial Quality: Chất lượng ban ñầu
Source Quality: Chất lượng nguồn











b- Thuộc tính của nguồn nước


Reservoir ID: Mã hiệu nguồn nước
X- Coordinate: Toạ ñộ nút theo phương X
Y- Coordinate: Toạ ñộ nút theo phương Y
Description: Ghi chú
Tag: Nhãn
Total Head: Cột nước toàn phần
Head Pattern: Tham số thay ñổi mực nước
Initial Quality: Chất lượng ban ñầu
Source Quality: Chất lượng nguồn
c- Thuộc tính của ñường ống

Pipe ID : Mã hiệu của ñường ống
Start Node: Tên ñiểm ñầu
End Node: Tên ñiểm cuối
Description: Ghi chú
Tag: Nhãn
Length: Chiều dài ống
Diameter: ðường kính ống
Roughness: ðộ nhám
Loss Coeft: Hằng số tổn thất
Initial Status: Trạng thái ban ñầu
Bulk Coeft
Wall Coeft:

d- Thuộc tính của máy bơm


Pump ID: Mã hiệu máy bơm
Start Node: Tên ñiểm ñầu
End Node: Tên ñiểm cuối
Description: Ghi chú
Tag: Nhãn
Pump Curve: ðương ñặc trưng của máy bơm
Power: Công suất máy bơm
Speed: Tốc ñộ
Pattern:
Initial Status: Trạng thái ban ñầu
Effic Curve:
Energy Price
Price Pattern: Tham số kể ñến giá ñiện

e- Thuộc tính của van



Valve ID: Mã hiệu van
Start Node: Tên ñiểm ñầu
End Node: Tên ñiểm cuối
Description: Ghi chú
Tag: Nhãn
Diameter: ðường kính van
Type: Kiểu
Setting: Cài ñặt
Loss Coeft: Hệ số tổn thất
Fixed Status: Trạng thái ñóng


f- Thuộc tính bể chứa



Tank ID: Mã hiệu bể chứa
X- Coordinate: Toạ ñộ theo phương X
Y- Coordinate: Toạ ñộ theo phương Y
Description: Ghi chú
Tag: Nhãn
Elevation: Cao ñộ
Initial Level: Chiều cao ban ñầu
Minimum Level: Chiều cao nhở nhất

Maximum Level: Chiều cao lớn nhất
Diameter: ðường kính
Minimum Volume: Thể tích nhỏ nhất
Volume Curve: ðường cong thể tích
Mixing Model
Mixing Fraction: Phần xáo trộn
Reaction Coeft
Initial Quality: Chất lượng ban ñầu
Source Quality: Chất lượng nguồn

II.5- Lưu và mở dự án

Khi ñã hoàn thành việc thiết kế ban ñầu cho mạng, chúng ta nên lưu dự án vào một
file:

a) Từ trình ñơn File, chọn Save as
b) Khi hộp thoại Save as xuất hiện, chọn tên file và tên thư mục mà bạn muốn
lưu dự án này. Chúng ta ñặt tên file ñang làm là tutorial.net( Phần mở rộng
.net sẽ ñược thêm vào tên file nếu người dùng không ñặt)


c) Kích chuột vào Ok ñể lưu dự án vào một file


Dữ liệu của dự án ñã ñược lưu vào file mã hoá ñặc biệt. Nếu bạn muốn lưu dữ liệu của
mạng dưới dạng văn bản, sử dụng nút File | Export | Network. ðể mở dự án sau ñó,
chúng ta chọn nút Open từ trình ñơn File.

II.6- Chạy phân tích và xem kết quả

ðể chạy, chọn Project | Run Analysis (hoặc nhấn vào nút )
Nếu việc chạy không thành công thì cửa sổ thông báo tình trạng sẽ xuất hiện chỉ ra cho
chúng ta thấy những thông báo lỗi. Nếu thành công bạn có thể xem kết quả tính toán
với nhiều cách khác nhau. Bạn có thể dùng một số cách sau ñây:
- Chọn Node Pressure từ trang Browser’s Map và quan sát những giá trị áp
lực ở những ñiểm với các màu khác nhau .ðể nhìn các giá trị theo màu,
chọn View | Legends | Node (hoặc nhấn chuột phải vào chỗ trống trên bản
ñồ và chọn Node Legend từ trình ñơn thả xuống). ðể thay ñổi các khoảng
giá trị và màu, nhấn chuột phải trên bảng màu ñể hộp chỉnh sửa xuất hiện


- ðưa ra bảng các thuộc tính (Kích ñúp chuột vào bất kỳ nút hoặc kết nối) và
chú ý những kết quả tính toán ở phần cuối của bảng.
- Tạo một danh sách theo bảng của các kết quả bằng cách chọn Report | Table
(hoặc kích chuột vào nút )

a- Kết quả phân tích tại các nút



Actual Demand: Lưu lượng thực tế
Total head: áp lực toàn phần
Pressure: áp lực(áp lực dư)
Quality: Chất lượng


b- Kết quả phân tích của nguồn nước



Net Inflow:
Elevation: Cao ñộ cần thiết
Pressure: áp lực
Quality: Chất lượng


c- Kết quả phân tích của ñường ống



Flow: Lưu lượng trong ống
Velocity: Vận tốc dòng chảy
Unit Headloss: ðơn vị tổn thất áp lực
Friction Factor: Hệ số ma sát
Reaction Rate:

Pressure: áp lực
Quality: Chất lượng

d- Kết quả phân tích của máy bơm



Flow: Lưu lượng qua máy bơm
Headloss: Cột áp của máy bơm
Quality: Chất lượng
Status: trạng thái


e- Kết quả phân tích của van



Flow: Lưu lượng qua van
Velocity: Vận tốc dòng chảy
Headloss: Tổn thất áp lực qua van
Quality: Chất lượng
Status: trạng thái

f- Kết quả phân tích của bể chứa:



Net Inflow:
Elevation: Cao ñộ cần thiết
Pressure: áp lực

Quality: Chất lượng

























g- Một số kết quả dạng ñồ hoạ

Biểu ñồ biến thiên của hệ số nhám trong ñường ống theo thời gian













Biểu ñồ biến thiên của áp lực tại nút theo thời gian