Simulation of flow transients in liquid pipeline systems
Sıvı boru hattı sistemlerinde zamana bağlı akış simülasyonu
- Tez No: 177429
- Danışmanlar: PROF.DR. O. CAHİT ERALP
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Boru hatları, Hesaplamalı Akıskanlar Dinamigi, Zamana baglı akıs, Su darbesi, Method of Characteristics, Pipeline, Computational Fluid Dynamics, Transients, Waterhammer, Surge, Method of Characteristics
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 162
Özet
Boru hattı sistemlerinde, hatların zarar görmesine sebep olan asıl unsur zamana baglı akıs durumlarıdır. Zamana baglı akısta, duragan akısın aksine, boru içi sıvı basıncı ve debi zamanla hızlı degisiklikler göstermektedir. Zamana baglı akıs su darbesi olarak ta bilinmektedir ve bu ismi ani kapatılan vana ve musluklarda çıkardıgı çekiç sesinden almaktadır. Sıvı boru hatlarında tasarım duragan akıs parametreleri gözönünde bulundurularak yapılmaktadır ancak zamana baglı akıs durumları mutlaka incelenmelidir. Vana kapanmaları, pompa kapanmaları ya da akıstaki dalgalanmalar gibi zamana baglı akısa ve su darbesine sebep olan bir çok sebep vardır. Zaman baglı akıs ile tahmin edilemeyen basınç yükselmeleri ve alçalmaları söz konusudur. Bu sebepten zamana baglı akıs, degisik akıs senaryolarının simüle edilebildigi tam bir prosedürle incelenmelidir. Bununla beraber elde edilen sonuçlarla önlemlerin alınması gerekmektedir. Zamana baglı akısı simule etmek ve çözmek için çesitli hesaplamalı yöntemler bulunmaktadır. Bütün bu yöntemler temel akıs denklemleri olan süreklilik ve momentum denklemlerini kullanmaktadır. Bu denklemler dogrusal olmayan diferansiyel denklemlerdir ve dogrusal denklemlere dönüstürülmeleri için bir takım matematik araçlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tezde, yine bu matematik araçlardan biri olan ?Karakteristik Methodu? kullanılarak bir bilgisayar programı kodlanmıstır. Akısın iki temel denklemi olan süreklilik ve momentum denklemleri boru içi basınç ve debi degerlerinin hesaplanması için çözülmüs ve simüle edilmistir. Tezde MATLAB 7.1, programlama dili olarak kullanılmıstır. Elde edilen kod, daha sonra C# koduna çevrilerek, kullanıcı dostu bir arayüzle entegre edilmesi saglanmıstır. Yazılan bilgisayar programı, literatürdeki bazı örnek soru ve çözümleri için dogrulanmıstır. Programın çıktısı olarak ise, tabule haldeki basınç ve debi degerleri verilebilir. Bu degerlerin grafiksel gösterimleri de program çıktıları arasında sayılabilir. Program aynı zamanda kullanıcıyı tasarıma dair kritik ve hatalı durumlarda uyarabilecek bir yapıya sahiptir.
Özet (Çeviri)
In liquid pipeline systems, transient flow is the major cause of pipeline damages. Transient flow is a situation where the pressure and flow rate in the pipeline rapidly changes with time. Flow transients are also known as surge and Waterhammer which originates from the hammering sound of the water in the taps or valves. In liquid pipelines, preliminary design parameters are chosen for steady state operations, but a transient check is always necessary. There are various types of transient flow situations such as valve closures, pump trips and flow oscillations. During a transient flow, pressure inside the pipe may increase or decrease in an unexpected way that cannot be foreseen by a steady state analysis. Flow transients should be considered by a complete procedure that simulates possible transient flow scenarios and by the obtained results, precautions should be taken. There are different computational methods that can be used to solve and simulate flow transients in computer environment. All computational methods utilize basic flow equations which are continuity and momentum equations. These equations are nonlinear differential equations and some mathematical tools are necessary to make these equations linear. In this thesis a computer program is coded that utilizes ?Method of Characteristics? which is a numerical method in solving partial differential equations. In pipeline hydraulics, two partial differential equations, continuity and momentum equations are solved together, in order to obtain the pressure and flow rate values in the pipeline, during transient flow. In this thesis, MATLAB 7.1 is used as the programming language and obtained code is converted to a C# language to be able to integrate the core of the program with a user friendly Graphical User Interface (GUI). The Computer program is verified for different scenarios with the available real pipeline data and results of various reputable agencies. The output of the computer program is the tabulated pressure and flow rate values according to time indexes and graphical representations of these values. There are also prompts for users warning about possible dangerous operation modes of the pipeline components.
Benzer Tezler
- Simulation of unsteady flow in liquid pipelines
Başlık çevirisi yok
EMİNE ASLI AKSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
1991
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. OSMAN CAHİT ERALP
- Transient analysis of liquid pipeline systems
Sıvı boru hatlarında zamana bağlı akış analizi
NALAN KONCAGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN CAHİT ERALP
- Basınçlı su reaktörleri U borulu buhar üreteçlerinin termo-hidrolik modellenmesi
Thermal-hydraulic analysis of U-tube steam generators for gressurized water reactors
SÜLEYMAN ÖZKAYNAK
- Güneş enerjili kendinden pompalı sıcak su sisteminin analiz ve simülasyonu
Analysis and simulation of a two phase self pumping solar water heater
TUNCAY GÜVEN
