Tutte le strutture che hanno una superficie libera possono essere modellati utilizzando un nodo di deposito: serbatoi di servizio e distribuzione, torri idriche, serbatoi di contatto e di bilanciamento, camere di interruzione della pressione e torrini.
Dettagli tecnici
La caratteristica importante di tutte le strutture è che il carico (livello dell'acqua, Z) in un nodo di questo tipo è noto in un determinato momento nel tempo (consentendo così il calcolo dell'immissione/della portata in uscita). Rimarrà costante durante un calcolo dello stato stazionario, ma verrà modificata nel timestep successivo (Δt) in base all'equazione di continuità:
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dove: A(Z) è l'area della sezione trasversale orizzontale al livello Z |
I serbatoi e le torri idriche sono strutture per lo stoccaggio dell'acqua (per lo più trattata). Possono avere una o più camere, oltre a complessi sistemi di condotte e accessori per l'immissione e la portata in uscita dell'acqua, il lavaggio, la prevenzione della fuoriuscita, il potenziamento, ecc.(vedere l'esempio nella figura sottostante).
Un serbatoio di distribuzione a due camere
I serbatoi possono avere forme diverse. Le forme comuni sono mostrate nella figura seguente. Un serbatoio multicamera potrebbe essere rappresentato come un grande serbatoio o come diversi serbatoi più piccoli, interconnessi da condotte e giunzioni adeguati (soluzione più complicata). Questa seconda soluzione è necessaria quando i livelli dell'acqua (WL) non sono gli stessi in tutte le camere.
Un serbatoio multicamera può anche essere modellato raggruppando serbatoi connessi che rappresentano ogni camera in un gruppo di serbatoi. Selezionare l'opzione Serbatoio multicomponente per il gruppo di serbatoi per considerare il gruppo come se tutti i serbatoi facessero parte di un serbatoio a più comparti. I carichi di tutti i serbatoi multicomponente verranno impostati simultaneamente sullo stesso valore, tranne quando uno o più serbatoi sono isolati da chiusure di condotte o valvole.
Un serbatoio a camera singola
Una torre idrica di forma sferica
Forme tipiche dei serbatoi
Un'altra informazione importante è il modo in cui l'acqua entra nel serbatoio. Le disposizioni tipiche sono mostrate nella figura seguente. Notare che in (c) non è possibile alcun riflusso (dal serbatoio), mentre in (d) una valvola di non ritorno (NRV) consente un rapido riflusso.
a) Ingresso al livello più basso
Condutture di ingresso/uscita separate
b) Ingresso al livello più basso
Condutture di ingresso/uscita comuni
c) Ingresso al livello più alto
d) Ingresso al livello più alto con condotta di riflusso
Disposizioni dell'immissione nel serbatoio
Condotta di bypass
I bacini idrici nelle reti di distribuzione hanno il più delle volte una condotta di bypass, che collega le condotte di immissione e portata in uscita. Questa condotta è chiusa in condizioni normali da una valvola o da una valvola di non ritorno (vedere la figura di seguito), ma in caso di emergenza può essere utilizzata per erogare acqua anche quando il serbatoio è fuori uso.
InfoWorks WS non contiene una struttura di questo tipo all'interno dell'elemento "nodo di deposito", che però può essere facilmente modellata aggiungendo due nuovi nodi su ciascun lato di un serbatoio con il collegamento corrispondente.
a) Con una valvola di arresto
b) Con una valvola di non ritorno
Condotte di bypass intorno al serbatoio
Controllo del livello dell'acqua
La quantità di acqua in un serbatoio è solitamente controllata da
- una valvola galleggiante (FLV), che impedisce la fuoriuscita, o
- una valvola di riduzione della pressione (PRV), che mantiene il livello dell'acqua vicino ad un valore prescritto.
La figura seguente mostra entrambe le disposizioni. Per ulteriori informazioni sulle valvole galleggianti, vedere Valvola galleggiante.
a) Serbatoio con valvola galleggiante all'ingresso per evitare fuoriuscite
b) Serbatoio con valvola di riduzione della pressione in ingresso per mantenere costante il livello dell'acqua
Controllo del livello dell'acqua nei serbatoi
Condizioni di emergenza
Durante la simulazione di alcuni casi, l'utente può incontrare delle difficoltà:
- uno o più serbatoi si riempiono e l'acqua fuoriesce, trasformandosi in una perdita,
- un serbatoio viene svuotato e l'aria inizia ad entrare nella rete di distribuzione.
Per il primo caso: il livello dell'acqua viene mantenuto un po' al di sopra della quota altimetrica di sfioro e le quantità sversate vengono registrate per un successivo monitoraggio.
Nel secondo caso, InfoWorks WS mantiene il livello alla quota altimetrica inferiore, registrando la quantità d'acqua necessaria per mantenerlo. Ciò fornisce un'idea del deficit di acqua nel sistema e consente all'utente di portare a termine la simulazione.
In entrambi i casi l'utente viene avvertito di evitare fuoriuscite/non svuotare i serbatoi. L'utente può quindi interrompere la simulazione per modificare le condizioni al contorno e iniziali, accendere/spegnere alcune pompe, chiudere/aprire alcune valvole o semplicemente attendere la fine della simulazione.