بخشی از مقاله
چكيده
يكي از بهترين راهحلهاي انشعابگيري آب براي مشتركين استفاده از كلكتور براي منازل بيش از دو واحد مي باشد كه كاربرد چشمگيري در صنعت آب و فاضلاب به خود اختصاص داده است. دراين راستا كلكتور فيلتردار با طراحي بهينه و متفاوت بسياري از اين دغدغههاي ناشي از مشكلات انشعاب كلكتوري را كاهش داده است. انتخاب متريال مناسب، يكي از مهمترين پارامتر در توليد اين قطعه به عمل ميآيد.
در اين مقاله، ضمن معرفي كلكتور فيلتردار و بيان مزيتهاي اين نوع كلكتور، مدلسازي سيالاتي بر پايه الگوريتم سيمپل با استفاده از نرم افزار انسيس فلوئنت صورت گرفته است. علاوه بر اين نتايج آزمايش تست فشار روي اين كلكتور ثبت گرديده است. معادلات حاكم براي تجزيه تحليل جريان سيال، شامل معادله پيوستگي، مومنتوم و انرژي ميباشد. از جمله مهمترين نتايج در اين مقاله ميتوان به جلوگيري از انشعابگيري غيرمجاز، آببندي كامل كلكتور، عدم ايجاد ضربه قوچ و كمترين ميزان افت فشار به واسطه طراحي جديد و ويژه بر روي آن، اشاره كرد.
١. مقدمه
امروزه با رشد و پيشرفت كشور در ساخت منازل مسكوني و آپارتمانها، تعيين نوع انشعابگيري آب براي مشتركين يكي از موضوعات مهم و پردغدغه سازمان آب و فاضلاب به عمل ميآيد. استفاده از كلكتور در اين امر در دهههاي اخير بسيار موسوم گرديده است. همچنين يكي از كاربردهاي مهم كلكتورها در موتورخانه ميباشد. كلكتور، لوله قطوري است در حكم يك مخزن كوچك و هنگامي كه قرار است آب از چند مسير مختلف به دستگاههايي مثل كنتور در انشعابگيري صنعت آب و يا پمپ يا ديگ در موتورخانهها وارد يا خارج شود، مورد استفاده قرار ميگيرد.
نقش كلكتور عبارتست از ايجاد جريان صحيح آب در هر يك از مسيرها است. طول كلكتور به اين ترتيب تعيين ميگردد كه فاصله بين لولههايي كه به كلكتور وارد يا زا آن خارج ميشوند حداقل ١٢ اينچ و از طرفين حدود ٨ اينچ در نظر گرفته شود]١.[ روابط مهم مربوط به حركت و جريان سيال، همچنين مهم ترين روابط آنها كه موسوم به معادله ناوير استوكس است، براي حل جريان استفاده ميشود.
ديناميك سيالات محاسباتي نيز مدلسازي جريان داخل لولهها و شبيهسازي حركت سيال و انتقال حرارت را بر عهده خواهد گرفت]٢– ٤.[ استفاده از آب در مجتمعهاي مسكوني اكثرا بصورت دسته جمعي و بصورت غير استاندارد صورت ميگيرد و يكي از دغدغههاي مسئولين صنعت آب عدم وجود روشي مناسب و استاندارد در تفكيك انشعابات آب مشتركين ميباشد و اخيرا به عنوان يك ضرورت و الزام در بين مسئولين و سطح جامعه مطرح گرديده است .
در يك روش غيراصولي وغير استانداردي كه اين تفكيك انجام ميگيرد از كلكتورهايي استفاده ميشوند كه اكثرا بصورت دست ساز از فلز ويا جوشي از اتصالات پليمري ساخته ميشوند كه داراي مشكلات و معايب از قبيل ايجاد افت فشار، عدم يكپارچه بودن كلكتور وافزايش نشتي، غيراصولي بودن و غير استاندارد بودن كلكتور، قطر نامناسب كلكتور، گرفتن انشعاب غير مجاز، افزايش زمان نصب انشعاب بدليل افزايش تعداد اتصالات، ورود املاح ، شن و ماسه بدرون كلكتور و سپس خرابي كنتور، هزينه بالاتر اين كلكتورها نسبت به كلكتورهاي يكپارچه، افزايش زمان نصب و ايجاد پوسيدگي و زنگ زدگي در جنس فلز ميگردد.نمونه اي از اين كلكتورهاي غير استاندارد در شكل ١ مشاهده ميشود. همچنين نوعي كلكتور در بازار موجود بوده كه به صورت يكپارچه و پليمري است اما داراي دو روزه در انتهاي كلكتور - درپوشهاي كلكتور - وجود دارند.
در واقع يكپارچگي براي اين نوع كلكتورها به دليل امكان باز و بست نمودن دو انتهاي كلكتور شامل نمي گردد. علاوه بر اين اين نوع كلكتورها داراي معايب از قبيل ضريب نشتي بالا به دليل رزوه دار بودن دو قسمت انتهايي كلكتور، استفاده غير مجاز از انتهاي روزه و امكان انشعاب گيري غير مجاز، امكان نصب كمربند انشعاب و گرفتن انشعاب غيرمجاز بدليل قطر و فاصله نامناسب بين خروجي ها و سطح قوس دار كلكتورها، عدم يكسان بودن سرعت و فشار در خروجي هاي كلكتورهاي چند تكه، هزينه بالا بدليل استفاده از اورينگ آب بند، سيم پلمپ و هزينه مونتاژ، ايجاد تلاطم و نيز افت فشار در خروجي¬هاي كناري كلكتور و داراي نافه برنجي و مسئله زدايش روي و نشر سرب و روي در آب ميباشند.
با توجه به مطالعات صورت گرفته و بررسيهاي انجام شده بر روي انواع كلكتورهاي موجود در انشعاب گيري صنعت آب و فاضلاب كشور، كلكتورهاي موجود اكثرا مورد استاندارد واقع نشده است. در اين مقاله ضمن معرفي كلكتور فيلتردار كه مدلي از كلكتورهاي بهينه و جديد در صنعت آب و فاضلاب ميباشد، به بررسي آزمايشگاهي و همچنين تجزيه و تحليل عددي جريان و اثرات تنش بر روي كلكتور پرداخته شده است كه از جمله نوآوري هاي اين كار ميتوان به توليد محصول جديد كلكتور فيلتردار اشاره نمود. همچنين تحليلهاي مدلسازي عددي بر روي كلكتور صورت نگرفته است كه در اين مقاله نتايج مربوط به شبيه سازي عددي نيز گزارش شده است.
٢. توصيف كلكتورفيلتردار
معياراصلي طراحي كلكتورفيلتردار بر مبناي اصول و استانداردهاي سازمان نظام مهندسي هستند اما به جهت بهبود وبهينه سازي تغييراتي در كلكتور صورت گرفته است. كلكتورها بسته به نوع استفاده مي¬تواند تعدادي خروجي داشته باشد، بنابراين كلكتوري كه مورد بررسي واقع شده است از نوع سه واحدي و چهار واحدي با قطر ورودي D و قطرهاي خروجي di، - i بسته به نوع كلكتور ميتواند از i≥2 تغيير كند - است كه معمولا كاربرد فراوان¬تري نسبت به ساير كلكتورها دارند. شماتيك كلي براي كلكتور كه در شكل٢، مشاهده مي¬شود.
