Vízügyi Közlemények, 1974 (56. évfolyam)
3. füzet - Rövidebb közlemények és beszámolók
Víz—levegő keverék áramlás 467 2. A nem permanens áramlás számítógépes szimulációja Számítógéppel folyamatosan kiszámíthatjuk a víztávvezeték egyes szelvényeiben, az egyes időpontokban fellépő nyomásmagasság- és áramló mennyiségértékeitet, ezzel a nem permanens áramlást szimulálhatjuk. Kiíratásra illetve rajzolásra csak az információként szükséges adatok kerülnek, éspedig általában az alsó és felső lengésvonal. A számítógép-programok felépítése igen különböző lehet, az eredményüket az alkalmazott matematikai modell határozza meg. A rugalmas lengések matematikai modellje, a hullámegyenlet, közismert [1]. A víz —levegő keverék nem permanens áramlására vonatkozó utalást ezzel szemben a már idézett [2] tanulmányon kívül sem a hazai, sem a nyomáslengések számítását tárgyaló [1] külföldi irodalomban nem találtunk. A hullámegyenlet a keverékáramlásra nem vonatkozik, programkönyvtárakban szereplő hullámegyenletet megoldó [1] számítógépprogramok nem használhatók és a jelenségnek nincs villamos analógiája sem. A múltban, a számítógépes szimuláció előtt, a lengésvonalak meghatározása kizárólag gyakorlati tapasztalatok alapján történt, részletesen számított értékek helyett a nyomásemelkedés felső korlátjait (1. ábra) adtuk meg [2]. Használható számítási módszer nem állott rendelkezésünkre, a grafikus fürészdiagram eljárás e célra alkalmatlannak bizonyult. A számítógépprogram kidolgozásánál azonban a nem permanens keverékáramlás kérdése nem volt tovább megkerülhető. A páranyomásnál kisebb nyomásértékek kiíratása nyilván lehetetlen lenne. Ilyen érték azonban adódik, ha a program modellje a hullámegyenletre korlátozódik és abban a keverékáramlás modellje nem szerepel [Íj. Kézenfekvő, feltételes utasítással ilyen fizikailag lehetetlen értéket - 8 m körüli nyomásmagassággal helyettesíteni, és ezzel a gyakorlati tapasztalatokkal egyező értékkel folytatni a számítást. E kézenfekvő eljárással azonban éppen a feladat közelítő megoldását kapjuk (4. ábra), melynek pontossága egyes vezetékek vizsgálatánál gyakorlatilag elfogadható. A közelítés igazolásához és vezetékrendszerek interferenciáinak számításához természetesen szükséges a szabatos megoldás. :!. A keverékáramlás matematikai modellje A keverékáramlás a rugalmas nyomáslengéssel egyidejűleg lép fel. Egy rögzített időpontban a csővezeték egyik szakaszán a rugalmas nyomáslengés modellje, egy másik szakaszon a keverékáramlás modellje egyidejűleg érvényes. Ilyen bonyolult számítás gyakorlatilag nyilvánvalóan csak számítógéppel végezhető! A rugalmas lengések matematikai modellje differenciálegyenlet-rendszer, az egyensúly és a folytonosság egyenlete [Íj. Változatlan keresztmetszetű csővezeték egyenletrendszere az 5. ábra szerinti indexekkel : OR+PS ho-hs Egyensúly: + « * -ßQc\Qc\ (m 3/s) = h R + h s 1 QR-QS A paraméterek : Kontinuitás: h p = ——-4 —— (m) дВ 2л , s Ax 2JxA a— (m 3/s) J(s) (s/m 3) ahol Q az áramló vízmennyiség m 3/s h a nyomásmagasság hasonlító sík felett m с a hullámsebesség m/s D a csőátmérő m
