Universitatea POLITEHNICA din BucurestiFacultatea de EnergeticăCatedra de Hidraulica si Masini Hidraulice

F I S A D I S C I P L I N E I

1. DATE DE IDENTIFICARE

Titlul Disciplinei: STAŢII DE POMPARE ŞI REŢELE HIDRAULICETitular de disciplină: conf. dr. ing. Sanda-Carmen GEORGESCUCod: UPB.02.S.08.O.075Tipul: pregătire de specialitateNumar ore curs: 42 oreNumar ore aplicatii: 14 ore (proiect)Numar puncte de credit: 5Semestrul: 8Pachetul: aria curiculară de specialitatePreconditii: Promovarea urmatoarelor discipline:

Mecanica fluidelor, Metode numerice, Utilizarea energiei apelor, Masini hidraulice, Hidraulica tehnica

2. OBIECTIVELE DISCIPLINEI

- pentru cursCursul prezintă noţiuni de bază din domeniul staţiilor de pompare, care sunt utilizate pentru folosinţe energetice, pentru irigaţii, pentru alimentarea cu apă, sau pentru funcţionarea unor instalaţii speciale. Se urmăreşte dobândirea cunoştinţelor necesare pentru exploatarea staţiilor de pompare şi sistemelor hidraulice complexe in care acestea sunt incadrate. Pentru înţelegerea cursului, este necesar ca studenţii să aibă cunoştinţe solide în domeniul calculului hidraulic al conductelor monofilare sau reductibile la o conductă monofilară, precum şi cunoştinţe de bază relative la calculul reţelelor de conducte. De asemenea, sunt necesare cunoştinţe solide relative la: punctul de funcţionare al unei turbopompe în reţea; cuplarea în serie şi paralel a pompelor; reglarea funcţionării acestora în reţea; cavitaţia în turbopompe şi curbele caracteristice cavitaţionale ale pompei şi instalaţiei.- pentru aplicatiiScopul proiectului consta in familiarizarea cu metodologia de proiectare a unei statii de pompare si optimizarea exploatarii acesteia in sistemul hidraulic complex in care este incadrata. Sunt parcurse următoarele etape: calculul de verificare/ dimensionare aferent retelei hidraulice, alegerea hidroagregatelor si dimensionarea statiei de pompare, analiza functionarii pompelor si efectuarea reglarii functionarii acestora in cadrul statiei de pompare, in functie de cerintele consumatorilor. Se abordează şi proiectarea asistata de calculator, cu ajutorul software-urilor GNU Octave1 si EPANET2.

1 GNU Octave este un limbaj de programare si un software de calcul numeric, echivalent software-ului comercial MATLAB. GNU Octave este de tip free software, deci accesibil studenţilor, putând fi instalat atât sub Linux, cât şi sub Windows.

2 Programul EPANET este elaborat de către Agenţia de Protecţie a Mediului din SUA. Este destinat efectuării calculelor hidraulice şi de analiză a calităţii apei în sisteme de distribuţie complexe (incluzand si pompe), pe perioade extinse de timp. EPANET 2.0 este de tip free software si poate fi instalat sub Windows.

Disciplina: STATII DE POMPARE SI RETELE HIDRAULICETitular curs: conf. dr. ing Sanda-Carmen GEORGESCU

1

3. COMPETENTE SPECIFICE (din spectrul de competente al programului de studii)

Competenţe generale: Capacitatea de a lucra în echipă; Culegerea, analiza şi interpretarea de date şi informaţii din punct de vedere cantitativ şi calitativ, din diverse surse alternative, respectiv din contexte profesionale reale şi din literatura din domeniu pentru formularea de argumente, decizii şi demersuri concrete; Utilizarea tehnologiilor informatice.

Competenţe profesionale: Capacitatea de a soluţiona probleme specifice domeniului; Capacitate de sintetizare şi interpretare a unui set de informaţii, de rezolvare a unor probleme de bază şi de evaluare a concluziilor posibile; Iniţiativă în analiza şi rezolvarea de probleme.

4. CONTINUTUL TEMATIC

a. Curs:

Cap. ContinutulNr. Ore

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Generalităţi despre staţiile de pompare (SP) şi reţelele hidraulice (RH): Mărimi caracteristice; Clasificarea SP; Clasificarea RH .......................................................................Dimensionarea RH: conducte de transport ale reţelei de distribuţie; conducte de aspiratie si de refulare ale SP ............RH pentru distribuţia apei: Echilibrarea reţelelor ramificate; Reţele inelare (cu artere buclate, conducte principale buclate la capete, conducte de serviciu nebuclate sau buclate parţial) RH pentru distribuţia apei industriale: Scheme de alimentare cu circuit deschis; Scheme cu recirculare. Echilibrarea hidraulică a reţelelor binare (cu tur şi retur) .............................Tipuri constructive de SP şi echipamentele aferente: SP pentru folosinţe energetice (CHE, CTE, CNE); SP pentru hidroamelioraţii; SP pentru alimentări cu apă; Staţii de repompare; Staţii de hidrofor; SP pentru alimentarea reţelelor binare (tur-retur); SP pentru transportul lichidelor foarte vâscoase; Amplasarea liniilor tehnologice de bază la o SP .....Reglarea funcţionării pompelor într-o SP în funcţie de variaţia debitului cerut în RH: Reglarea discretă a funcţionării pompelor în SP; Reglarea continuă a funcţionării pompelor în SP. Metode numerice pentru studiul funcţionării şi reglării pompelor în reţea .....................................................................SP cu funcţie hidroenergetică, respectiv cu funcţie hidroameliorativă: Criterii generale de amenajare a nodurilor hidrotehnice de pompare (NHP); Determinarea principalelor dimensiuni ale SP; Construcţiile şi instalaţiile hidrotehnice din bieful inferior al NHP (bieful amonte), respectiv din bieful superior al NHP (bieful aval); Elemente de teoria racordării biefurilor - determinarea formei de racordare a biefurilor în bazinul de refulare al SP ..........................................................Fenomene de curgere a apei în conductele de aspiraţie şi de refulare ale SP la regim nepermanent şi rapid variabil: Scheme de racordare a conductelor la SP; Pornirea/oprirea

3

2

3

3

6

6

9

Disciplina: STATII DE POMPARE SI RETELE HIDRAULICETitular curs: conf. dr. ing Sanda-Carmen GEORGESCU

2

9.

agregatelor de pompare în SP; Oprirea forţată a agregatelor/ sau întreruperea accidentală a alimentării cu energie electrică a motoarelor; Manevre rapide ale echipamentelor hidromecanice din SP sau din RH; Studiul şocului hidraulic în SP; Protecţia instalaţiilor din SP la fenomenul loviturii de berbec ......................................................................................Instalaţii auxiliare în SP: instalaţii pentru amorsarea pompelor, pt. ungere şi răcire; pt. epuisment şi golire; pt. măsurarea parametrilor hidraulici şi hidromecanici ai agregatelor din SP; alte categorii de instalaţii auxiliare ............................................

7

3Total 42

b. Aplicaţii:

Orele de proiect aferente disciplinei se desfăşoară în Laboratorul de Informatică şi Metode numerice în Energetică3, sala ELa 117. Este utilizat software-ul de calcul numeric GNU Octave, în cadrul unei reţele de 18 PC-uri şi 1 server de tip P4 AMD, cu sistem de operare Linux (Mandriva 2006). Software-ul specializat EPANET 2.0 poate fi utilizat pe 2 PC-uri de tip P4 cu sistem de operare Windows.

Etape proiect

Continut Nr. ore

1

2

3

4

5

Calculul de verificare a unei retele hidraulice cu ajutorul unui program de calcul elaborat si executat in GNU Octave (retea inelara cu peste 25 de artere, cu debit constant la consumatori) .........................................................................Calculul de verificare a unei retele hidraulice cu ajutorul programului EPANET 2.0 (retea inelara cu peste 25 de artere, cu debit constant, respectiv cu debit variabil la consumatori) .........................................................................Determinarea punctului de funcţionare în cazul cuplării a 4 pompe în paralel cu ajutorul software-ului GNU Octave .......Reglarea discretă a funcţionării pompelor în SP, în cazul cuplării a 4 pompe în paralel (rezolvare grafo-analitica si rezolvare numerica cu ajutorul GNU Octave) .......................Reglarea continuă a funcţionării pompelor în SP, în cazul cuplării a 4 pompe în paralel (rezolvare grafo-analitica si rezolvare numerica cu ajutorul GNU Octave) .......................

2

3

1

4

4 Total 14

5. EVALUAREA

a) Activitatile evaluate si ponderea fiecareia:Activitatea la proiect: 60 pdintre care: 10 p pentru participarea activa la orele de proiect, 50 p pentru proiectul realizat pe baza etapelor enumerate in tabelul de mai sus.Examen final: 40 p

3 Sala ELa 117 are suprafaţa de 47 m2. Dotare: o reţea de 18 PC-uri şi 1 server P4 (AMD Sempron, 256 Mb RAM, 1,8 GHz) cu sistem de operare Linux (Mandriva 2006) şi software GNU Octave, OpenOffice.org, LaTeX 2e; 1 staţie de lucru SUN cu software Fluent, 2 PC-uri cu sistem de operare Windows, 1 server al catedrei cu sistem de operare Linux (Debian), 1 Catalyst 2900, componente reţelistică. În laborator pot efectua aplicaţii 18 studenţi simultan, rezultând 2,6 m2/student.

Disciplina: STATII DE POMPARE SI RETELE HIDRAULICETitular curs: conf. dr. ing Sanda-Carmen GEORGESCU

3

b) Cerintele minimale pentru promovare prezenta la minim 70% din orele de curs prezenta la minim 72% din orele de proiect (nu se prevad recuperari) predarea intregului proiect promovarea proiectului cu 50% din punctaj obţinerea a 50% din punctaj la examinarea finală.

c) Calculul notei finale: prin rotunjirea punctajului final

6. REPERE METODOLOGICE (modul de prezentare, materiale, etc.)

Prezentarea cursului cu explicaţii pe tablă; Cursul este publicat în două ediţii (2005 şi 2007); Documentatia aferenta cursului este oferita la cerere şi sub forma electronica; Foi de platformă pentru activitatea de la proiect, respectiv exemple de programe

elaborate in GNU Octave.

7. BIBLIOGRAFIA

[1] Georgescu A.-M., Georgescu S.-C , Hidraulica re ţelelor de conducte şi maşini hidraulice, Editura Printech, Bucureşti, 2007

[2] Georgescu S.-C , Georgescu A.-M., Dunca G., Staţii de pompare. Încadrarea turbopompelor în sisteme hidraulice, Editura Printech, Bucureşti, 2005

[3] Georgescu A.M., Georgescu S.-C , Pagina WEB interactiva pentru rezolvarea problemelor simple de masini hidraulice, Revista Hidrotehnica, Vol.49, Nr.1, pp.3-9, 2004

[4] Georgescu A.M., Georgescu S.-C , Perju S., Alboiu N, Energy savings quantification for the refurbishment of a pumping station, In: Proc. on 6th International Conference on Hydraulic Machinery and Hydrodynamics, Timisoara, 21-22 oct., 2004

[5] Georgescu S.-C ., Popa R., Petrovici T., 2005 , Metode numerice în energetică. Îndrumar de laborator (cu programe în MATLAB) , partea I, Editura Printech, Bucureşti, 104p

[6] Georgescu S.-C. , Petrovici T., 2006 , Informatica în Energetică. Fişe de laborator cu programe în GNU Octave (on-line) : http://www.hydrop.pub.ro/informatica.htm

[7] Isbasoiu E.C., Georgescu S.-C. , Mecanica fluidelor, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1995

[8] Burchiu V., Gheorghiu L., Dudău Al., Ghidul utilizatorului de pompe, vol. 1 & vol. 2, Editura ATLAS PRESS, Bucureşti, 2006

[9] Burchiu V., Santău I., Alexandrescu O., Instalaţii de pompare, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982

[10] Diacon A., Nistreanu V., Centrale hidroelectrice si statii de pompare, vol. II, Litografia UPB, 1989

[11] Eaton J., 1998, GNU OCTAVE – Interactive Language for Numerical Computations, Department of Chemical Engineering, University of Wisconsin, html document http://www.octave.org

[12] Grishin M.M., Hydraulic structures, vol. I si II, Ed. Mir Pub. Moscow, 1982[13] Iamandi et al., Hidraulica instalatiilor - Elemente de calcul si aplicatii, Ed.

Tehnica, Bucuresti, 1985[14] Idelcik I.E., Îndrumator pentru calculul rezistentelor hidraulice, Ed. Tehnica,

Bucuresti, 1992[15] Krivchenko G. I., Hydraulic machines and pumps, Ed. Mir Pub. Moscow,

1986

Disciplina: STATII DE POMPARE SI RETELE HIDRAULICETitular curs: conf. dr. ing Sanda-Carmen GEORGESCU

4

[16] Pop M. et al, Îndrumar. Tabele, nomograme şi formule termotehnice, vol. III, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1987

[17] Priscu R., Constructii hidrotehnice, vol. I si II, Ed. Didactica si Pedag., Bucuresti, 1974

[18] Rossman L, EPANET 2 – Users manual, EPA/600/R-00/057, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, 2000.

SEF DE CATEDRA TITULAR DE DISCIPLINA

Prof. dr. ing. Eugen Constantin Isbăşoiu Conf. dr. ing. Sanda-Carmen Georgescu

Disciplina: STATII DE POMPARE SI RETELE HIDRAULICETitular curs: conf. dr. ing Sanda-Carmen GEORGESCU

5