بررسی عددی تأثیر ضربه قوچ بر طراحی بهینه‌ی سیستم آبیاری تحت فشار

Abstract

بهینه‌سازی شبکه‌های آبیاری تحت فشار به منظور کاهش دادن هزینه‌ها تاکنون تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است. در این تحقیقات غالباً بهینه سازی با استفاده از کد های آماده و یا جعبه ابزار های متداول انجام شده است. کد توسعه داده شده در این تحقیق که مبتنی بر بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک می باشد به هر یک از قطر های موجود در بازار یک عدد صحیح اختصاص می دهد. سپس با انجام عملیات تقاطع، جهش و جایگزینی با رویکرد نخبه گرایی بر روی مجموعه کروموزوم ها قطر های بهینه انتخاب و به زیر برنامه محاسبه ضربه قوچ فرستاده می شود. پس از محاسبه فشار های مازاد مجدداً به مدل بهینه سازی برمی‌گردیم. در این مرحله قیود حداکثر فشار کاری با قیود فشار ترکیدگی لوله جایگرین می شوند و مجدداً قطرهای بهینه محاسبه و به مدل ضربه قوچ فرستاده می شوند. نتایج این تحقیق نشان داد در مقایسه با شرایط موجود طراحی بهینه هزینه اجرای خطوط لوله شبکه آبیاری تحت فشار اسماعیل آباد لرستان را از ۲۸/825935 به ۳۷/۷۳۰۹۵۸ دلار کاهش می‌دهدکه معادل 5/11 درصد هزینه اجرای خطوط لوله شبکه می باشد. از طرفی محاسبات نشان داد تنها با تغییر قطر ۳ خط لوله از ۱۶ خط لوله موجود در سیستم می‌توان اضافه فشار ناشی از ضربه قوچ به علت بستن سریع همه شیرهای انتهایی خطوط لوله اصلی در مدت زمان کمتر از یک ثانیه را کنترل نمود. در این حالت هزینه اجرای خطوط لوله از۳۷/۷۳۰۹۵۸ دلار به ۲۸/۷۷۵۵۱۱ دلار یعنی حدود 1/6 درصد افزایش می یابد.