Kétfázisú áramlás (nedves vízgőz) állapotjellemzőinek meghatározására, az áramlás minősítésére szolgáló mérési és számítási módszerek 2009. A know-how.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Termeléstervezési számítások
Advertisements

Pannon Egyetem Vegyészmérnöki Doktori Iskola Veszprém 2009
ÚJ INFOKOMMUNIKÁCIÓS TECHNOLÓGIA KIDOLGOZÁSÁNAK, REGIONÁLIS HASZNOSÍTÁSÁNAK KÉPZÉSKORSZERŰSÍTÉSRE GYAKOROLT HATÁSA A MÉRNÖK INFORMATIKUS SZAKON Szakonyi.
Az új épületenergetikai szabályozás
VÁROSI VÍZGŐZHÁLÓZAT IDENTIFIKÁCIÓJA Doktori (PhD) értekezés
Radó Krisztián1, Varga Kálmán1, Schunk János2
A november 18-i workshop napirendje
12.1. ábra. Egykomponenesű anyag fázisegyensúlyi diagramja.
Vízbázisvédelem fázisai
2010. május 6. Kertész Károly http/ 1 Emissziómérések-1 Mérési terv.
INFRASTRUKTÚRA MENEDZSMENT
Volumetrikus szivattyúk
1, r érték meghatározása 2, TENSTAND project
ZigBee alapú adatgyűjtő hálózat tervezése
Utófeszített vasbeton lemez statikai számítása Részletes számítás
Vizsgálati módszerek Közlekedési zaj mérésének alapelvei - közút
Áramlástan mérés beszámoló előadás
Szoftverfejlesztés és szolgáltatás kiszervezés Folyamatjavítási mérföldkövek a világon és Magyaroszágon Bevezető gondolatok Dr. Biró Miklós.
1 A magyar gazdaság helyzete, perspektívái 2008 tavaszán Dr. Papanek Gábor Előadás Egerben május 7.-én.
Ventilátorok Író Béla Hő- és Áramlástan Gépei (AG_011_1)
Az entalpia és a gőzök állapotváltozásai
A virtuális technológia alapjai Dr. Horv á th L á szl ó Budapesti Műszaki Főiskola Neumann János Informatikai Kar, Intelligens Mérnöki Rendszerek.
A CAD/CAM modellezés alapjai
A fluidumok sebessége és árama Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA
INFOKOMMUNIKÁCIÓS TECHNOLÓGIA KIDOLGOZÁSA ÉS REGIONÁLIS HASZNOSÍTÁSA AZ ENERGIAELOSZTÁS TERÜLETÉN Szakonyi Lajos PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék.
Matematika III. előadások MINB083, MILB083
Műszaki és környezeti áramlástan I.
Műszaki és környezeti áramlástan I.
Közműellátás gyakorlathoz elméleti összefoglaló
Levegőtisztaság-védelem 10. előadás Engedélyezési eljárások, eljáró hatóságok, eljárások menete, engedélykérelmek tartalmi követelményei.
Régióközi tudáshálózatok minőségének hatása a kutatási teljesítményre Sebestyén Tamás és Varga Attila.
Csővezetékek tervezése László Ormos
Számítógéppel segített minőségbiztosítás (SPC és SQC)
AaAa ÚJ MAGYARORSZÁG VIDÉKFEJLESZTÉSI PROGRAM Monitoring és értékelés.
S S A D M ELEMZÉSI ÉS TERVEZÉSI MÓDSZERTAN
A hiba-előjel alapú FxLMS algoritmus analízise Orosz György Konzulensek: Péceli Gábor, Sujbert László Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika.
A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg Nemzetközi és határ menti együttműködések támogatása.
A SZÉLENERGIA KUTATÁSA DEBRECENBEN Tar Károly A MAGYAR TUDOMÁNY ÜNNEPE KIEMELT HETE DEBRECENBEN NOVEMBER 2-6.
Szekció 6 Szekció elnök: Gróf Gyula Előadások: Vad János: Energia-hatékony axiálventilátorok tervezése Bene József, Hős Csaba: Városi szivattyúhálozatok.
Szakirányú továbbképzési szak /szakmérnöki képzés/
Gyakorlati alkalmazás
RÉSZEKRE BONTOTT SOKASÁG VIZSGÁLATA
Ideális folyadékok időálló áramlása
Automatika Az automatizálás célja gép, együttműködő gépcsoport, berendezés, eszköz, műszer, részegység minél kevesebb emberi beavatkozással történő, balesetmentes.
Általában a technológiáról A Zigbee lapú vezeték nélküli szenzorhálózatok olyan önálló érzékelők összessége, amelyek egy területen szétszórva, rádiós összeköttetés.
BelAmI2 projekt beszámoló Vida Rolland - BME március 1.
Two countries, one goal, joint success!
Az áramlástan szerepe az autóbusz karosszéria tervezésében Dr
Hídtartókra ható szélerők meghatározása numerikus szimulációval Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Áramlástan Tanszék február.
Szemcsés anyag, ha folyik...
Diszkrét elem módszerek BME TTK, By Krisztián Rónaszegi.
ELTE TTK Környezettudományi Doktori Iskola – Beszámoló napok
A Van der Waals-gáz molekuláris dinamikai modellezése Készítette: Kómár Péter Témavezető: Dr. Tichy Géza TDK konferencia
LOGISZTIKA Előadó: Dr. Fazekas Lajos Debreceni Egyetem Műszaki Kar.
A doktori képzés színvonalának és minőségének fejlesztése alprojekt TÁMOP-4.2.2/B-10/ Tudományos képzési műhelyek támogatása és a tehetséggondozás.
Hő- és Áramlástan Gépei
Automatika Az automatizálás célja gép, együttműködő gépcsoport, berendezés, eszköz, műszer, részegység minél kevesebb emberi beavatkozással történő, balesetmentes.
PPKE ITK 2008/09 tanév 8. félév (tavaszi) Távközlő rendszerek forgalmi elemzése Tájékoztatás
2010. május 6. Kertész Károly http/ 1 Emissziómérések-1 Mérési terv.
Az eredő szakasz GE(s) átmeneti függvénye alapján
Prof. Dr. Neményi Miklós tudományos és külügyi rektorhelyettes A doktori és publikációs adatbázis kialakításának elvei és megvalósítása Nyugat-magyarországi.
1 AZ IKTA-2000 projektjeinek szakmai bemutatója IKTA-144/2000 projekt november 28.
Gyakoroló feladatok Bernoulli egyenlet valós folyadékokra I.
Forgalom-szimuláció eltérő közegekben Max Gyula BMGE-AAIT 2008.
KŐZETFIZIKAI VIZSGÁLATOK SZÁMÍTÓGÉPES MÉRŐRENDSZERREL
Áramlástani alapok évfolyam
Áramlástani alapok évfolyam
Áramlástani alapok évfolyam
Név TERPLÁN Zénó Program 2016/2017 Somogyiné Molnár Judit
Csuklós munkadarab-befogó készülék koncepcionális tervezése
Előadás másolata:

Kétfázisú áramlás (nedves vízgőz) állapotjellemzőinek meghatározására, az áramlás minősítésére szolgáló mérési és számítási módszerek A know-how megnevezése

A know-how rövid leírása: Regionális vízgőzhálózat működtetése során a fogyasztói felhasználások ingadozása a vízgőz változó minőségét, kondenzálódását, a fogyasztói hálózatvégeken kétfázisú, réteges áramlás kialakulását okozza. A korrekt mérés és számlázás a vízgőz tömegáramának és hőtartalmának ismeretében valósítható meg. A know-how tartalmazza az állapotjellemzők (nedvességtartalom, sűrűség, hőátadási tényező, kondenzfilm-vastagság, stb.) meghatározására szolgáló számítási módszerek kidolgozását; a kétfázisú áramlás minősítésére, az áramlási formák jellemzésére alkalmas mérési módszerek, mérőeszközök és számítási módszerek kifejlesztését.

ELŐZMÉNYEK, CÉLKITŰZÉSEK, EREDMÉNYEK, MEGVALÓSULT OBJEKTUMOK A kutatás bázisrendszere: 13 km hosszúságú, DN50… DN450 névleges átmérőjű városi vízgőzhálózat ~130 ezer tonna vízgőz/év. Megelőző, GVOP projektmunka célja új információs és kommunikációs technológiák regionális hasznosításával: a hálózatidentifikáció elvégzését, az energiaelosztás ellenőrzését biztosító monitoring rendszer; az anyag- és energiaáram hálózat modelljeként, változó „forrásokkal”, ellenállásokkal, fogyasztóhelyekkel működtethető szimulációs rendszer; a változó topológiák, üzemállapotok követésére alkalmas üzemviteli programcsomag; a felügyeleti (intelligens monitoring) rendszer és a hálózati modellekhez illesztett irányítási stratégia. Jelenleg a fogyasztóhelyeken a szűkítőelemes áramlásmérőhelyhez csatlakoztatott nyomáskülönbség távadók nyomás-, illetve hőmérsékletkorrekciója túlhevített vízgőz állapotjellemzői alapján. A gőzfogyasztások jelentős visszaesésével a fogyasztói végeken jellemző a telített (nedves) vízgőz állapot, ez indokolná a mért értékek módosítását.

A Nyugati részhálózat térinformatikai vázlata A hálózat felmérése, vizsgálata, művelettani modellezése bontása, szimulációja indokolta a térinformatikai háttérbázis létrehozását, meglétét.

Az alkalmazott kutatás fő célkitűzései: az áramló közeg anyag- és állapotjellemzőinek, valamint áramlási paramétereinek (nedvességtartalom, sűrűség, hőátadási tényező, nyírófeszültség, kondenzfilm-vastagság, fázisok térkitöltése, haladási sebessége stb.) becslésére szolgáló számítási módszerek kidolgozása; A vízgőzhálózat üzemviteli ellenőrzésére, a kétfázisú áramlás minősítésére, az áramlási formák jellemzésére alkalmas monitorozási stratégia (mérő-, adatátviteli, adatgyűjtő- és adatfeldolgozó rendszerek) és számítási módszerek kifejlesztése, gyakorlati hasznosítása; a regionális vízgőzhálózat elemekre bontása, az elemekre és a teljes hálózatra vonatkozó matematikai modellek felállítása, modellszimuláció; a topológiai és üzemviteli adatok feldolgozását, meghatározását és megjelenítését biztosító adat-integrált szoftverrendszer létrehozásához, a modellparaméterek becsléséhez és a modellellenőrzéshez szükséges identifikációs mérések megtervezése, kivitelezése.

Az üzemvitelt ellenőrző mérések pontatlansága, energiaáramok követhetősége a hálózat áramlástani és hőátviteli modelljének kialakítását, új mérési, számítási módszerek és technikák kifejlesztését indokolta. Irányított beavatkozások vizsgálata A szimulációs futtatások és az identifikációs mérések kiértékelése bizonyította: a gőzkiadás és a gőzfelhasználás között kimutatott, éves szinten ~ 52 %-os tömegáram (hőáram) különbözetből mintegy 20 % a kondenzleválasztók-nál a környezetbe hasznosítatlanul eltávozó kondenzveszteség, ~ 30 % a pontatlan gőzáram mérés.

A felügyeleti rendszer monitorozási stratégiájának kidolgozása a kétfázisú áramlás minősítésére, a kondenzáramok mérésére szolgáló technikák (mérő-, adatátviteli, adatgyűjtő- és adatfeldolgozó rendszerek) létrehozásával A hőerőműben jelenleg működtetett irányítási rendszerek a nagyfogyasztók számára nem biztosítják az állandó vízgőzminőséget, esetenként a száraz vízgőz vételezésének lehetőségét. A száraz vízgőz ellenőrzésére beállított mérőeszközök csupán tájékoztató tömegáram adatokat szolgáltatnak a kétfázisú, rétegzett áramlás kialakulása miatt. Nem ismeretes a vízgőz nedvességtartalma, a fogyasztói hálózatvégeken esetlegesen kialakuló kétfázisú áramlás során az eltérő sebességgel haladó fázisok sebessége és térkitöltése. Ennek megoldását a javasolt, intelligens monitorozást biztosító felügyeleti rendszer teszi lehetővé. Az identifikációs méréseknél alkalmazott, s egyben az üzemviteli felügyeleti rendszer létrehozásához kívánatos eszközök sorában a hagyományos ipari mérőberendezések mellett nélkülözhetetlen az egyedi tervezéssel és kivitelezéssel megvalósított, folyamatos ellenőrzést biztosító speciális mérő-érzékelők (a kétfázisú áramlás sebességeloszlásának, a fázisok térkitöltésének követésére, illetve a környezetbe távozó kondenzáramok mérésére alkalmas áramlásmérők) beépítése, a technológián folyamatosan mért jellemzők mobil adatátvitellel a felügyeleti rendszer központi gépeihez való továbbítása. Ugyanis a vízgőzhálózat üzemvitelét minősítő korrekt tömegmérleg megadásához szükséges a mérőhelyenkénti közegsűrűség ismerete, a kondenzleválasztóknál kilépő anyagáramok, s a fogyasztókhoz juttatott vízgőz áramlási formájának meghatározása. A felügyeleti rendszer elemei együttesen alkotják azt a mérés- és műszertechnikai, metrológia háttérbázist, mely előfeltétele a helyi ellenőrzést, a mobil távadatátvitelt, a központi felügyeletet és adatgyűjtési feladatokat biztosító infokommunikációs rendszer megfelelő működésének. Kapcsolódó publikációk: [P5, P6, P7, P19, P20, P4, P14, P33]

1 – M bej ; 2 – M mp kij ; 3 – M P kij ; 4, 5, 6, 7, 8 - M kli csomópont Pitot-cső elvű áramlásmérő j.ág csomópont PT kondenzleválasztók leágazásai kondenzátorként működtetett térfogatmérőkkel és akusztikus elvű tömegárammérőkkel számított tömegáram mérőperemes áramlásmérő A monitorozási stratégia elvi vázlata

A felügyeleti rendszer elemei: az áramlás jellegéről információt nyújtó – a csőszelvény szabványos pontjaiban a dinamikus nyomás mérésén alapuló, egymástól független nyomáselvételi helyekkel és kivezetésekkel rendelkező speciális áramlásmérő beépítése minden nagyfogyasztónál (a mérőszakaszokon egy-egy nyomáskülönbség távadóhoz csatlakoztatva); a kondenzleválasztók működésének akusztikus ellenőrzése (a kiáramló vízgőz és kondenzátum által keltett zaj alapján meghatározható a nyitás periódusideje és a nyitás időtartama; az adatokat a GSM hálózatban továbbítva biztosított a folyamatos kondenzáram-mérés). A beépítésre javasolt mérő-, adatgyűjtő- és adatfeldolgozó eszközök, a mobil adatátvitel, a Honeywell felügyeleti keretrendszer az identifikációs mérések idején beüzemelve és működtetve.

A speciális áramlásérzékelők gyártási és beépítési vázlata

Speciális áramlásérzékelő telepítése Terepi mérőhely elrendezése és logikai vázlata

A speciális áramlásmérő egyes mérőcsatornáihoz kapcsolódó nagyérzékenységű nyomáskülönbség-távadók kimenetén az irányított beavatkozások folyamán a dinamikus nyomásértékek rögzítése. A tranziensek jól szemléltetik az egyensúlyi helyzetek beállásának időszükségletét. Dinamikus nyomások tranziens lefutása a csőszelvényben

A szabadba távozó kondenzáram mérése az AKL-07 és az AKL-05 jelű kondenzleválasztóknál Akusztikus kondenzmérő- berendezés és ideiglenes telepítése

A gőzvezeték-hálózaton keletkező és a környezetbe kilépő kondenzvíz mérésére kifejlesztett eszköz alkalmas a terepen történő mérésre és adatrögzítésre a zárt kondenzvíz-leválasztó rendszer megbontása nélkül is. A kifejlesztett akusztikus áramlásérzékelő a kondenzleválasztókhoz közeli zárószerelvényhez mereven rögzítve méri a vizsgált rendszerből származó rezgéseket. A kondenzleválasztók két lehetséges állapotát, a nyitott, illetve a zárt helyzetét jellemző akusztikus jelek eltérő amplitudójából meg lehet állapítani, hogy a kondenzvíz-leválasztó edényen keresztül áramlik-e közeg, vagy nem. A nyitott és zárt állapotok időarányának meghatározásával ellenőrizhető a leválasztón távozó kondenzvíz mennyisége. Az akusztikus kondenzáram mérőberendezés kalibrálása valamennyi kondenzle- választónál telepített, vízgőzkondenzátorként működtetett, térfogatmérésen ala- puló köböző berendezéshez, mindkét módszerrel meghatározva a távozó kon- denzvíz mennyiségét. A két eszközzel mért és az ebből számított kondenzvíz térfogat- és tömegáram értékek jó egyezőséget mutattak.

Kondenzáram-mérés térfogatmérés elvén alapuló mérőberendezéssel Kondenzáram-mérés akusztikus elven működő mérőberendezéssel

A kétfázisú áramlás jellemzésére alkalmas mérési és számítási módszerek kidolgozása A vízszintes csővezetékben kialakult kétfázisú áramlás rétegzett és gyűrűs áramlási formája esetén a szűkítőelemes és a helyi dinamikus nyomásmérésen alapuló speciális áramlásmérők egyidejű alkalmazásával meghatároztam az eltérő sebességgel előrehaladó fázisok sebességviszonyait. A számítási módszer – az erőművi forrásoldalról kiindulva, s a fogyasztók felé haladva – valamennyi, a gerincvezetékről a nagyfogyasztókig leágazó vezetékszakaszra a mérési eredmények „homogén modell”, valamint „szlip modell” alapján történő feldolgozását követi. E vezetékszakaszok belépő tömegárama a csomóponti egyenletek alapján számított érték, melyet a mért kondenzáramok összeg- zett értékével csökkentve, s ezt a szakaszvégen beépített – a tömegáramot a mért nyomáson és hőmérsékleten a telített száraz vízgőz sűrűségével számító – szűkítőelemes áramlásmérővel mért értékkel összevetve tömegáram-eltérés adódhat. Ennek magyarázata a kétfázisú áramlás esetleges kialakulásával a nedves vízgőz száraz vízgőznél nagyobb sűrűsége. Az előbbi tömegárameltérés esetén – a szűkítőelemnek állandó ellenállástényezőt feltételezve - az áramlásmérő korrekciós szorzóját az átlagos és a vízgőzsűrűség négyzetgyöke hányadosaként (az átfolyási egyenletek szerint) meghatározva kiszámíthatók a vízgőz nedvességtartalmát minősítő térfogatáramtörtek, a homo- génnek tekintett közeg átlagos sűrűsége, átlagos sebessége, az össztérfogatáram-, a fázis térfo- gatáram- és a fázis tömegáram-értékek. A szlip modell alkalmazásakor a dinamikus nyomásokat mérő speciális érzékelő szolgáltatja a helyi sebességeket telített száraz vízgőz sűrűségével számolva. A szűkítőelemes áramlásmérés alapján, s „homogén modell” feltételezésével meghatározott fázis (vízgőz) tömegáramnál nem lehet nagyobb a száraz vízgőz helyi dinamikus nyomásai alapján számított átlagos vízgőzsebesség, a vízgőz által elfoglalt csőszelvénykeresztmetszet és a vízgőz sűrűség szorzataként nyert tömegáram. Az így nyert vízgőz átlagsebesség és a szűkítőelemes módszerrel meghatározott vízgőz térfogatáram ismeretében számszerűsíthetők a fázisok által a csőszelvényben elfoglalt keresztmetszetek, a térfogattörtek és a tömegáramtörtek. Kapcsolódó publikációk: [P19, P20, P4, P14, P15, P16, P17]

Üzemviteli mérések és számítások menete A csomópontok között elhelyezkedő j. ágon az akusztikus elven működő tömegáram számlálókkal mért átlagos tömegáramok összegzett értéke: (1) A korrekt tömegmérleg megadásához szükséges vízgőzsűrűség, kilépő anyagáram, áramlási forma meghatározása - valamennyi ágon az utolsó kondenzleválasztó utáni szakaszon - a szűkítőelemes áramlásmérés mellett (esetenként helyett) a csőszelvény helyi sebességeloszlását tisztázó dinamikus nyomásmérésen alapuló áramlásmérők beépítésével biztosítható. A szűkítőelemes – a tömegáramot a mért nyomáson és hőmérsékleten a telített száraz vízgőz sűrűségével számító – áramlásmérővel mért érték: Ezt összevetve az kondenzáramokkal csökkentett, belépő ágárammal - a különbözet, az alábbi tömegárameltérés: (2)

Ez a kondenzálódással járó sűrűségváltozásnak, e sűrűségkorrekció hiányának tulajdonítható. A szűkítőelemes áramlásmérő korrekciós szorzója: (3) Az áramló közeg átlagos sűrűsége: (4) ahol, ill. - a vízgőz, ill. folyadék térfogatáramtörtje;, - vízgőzsűrűség, folyadéksűrűség, átlagos sűrűség [kg/m 3 ]; - a kétfázisú áramlás tömegárama [kg/s]; - a kétfázisú áramlás térfogatárama [m 3 /s]. A korrekciós szorzó és a (4) összefüggés alapján a térfogatáramtörtek számítására (5)

Az ágat elhagyó tömegáramot tekinthetjük a szűkítőelemes mérés sűrűségkorrekcióval módosított értékének: (6) Ismerve a csővezeték A c áramlási keresztmetszetét és a számított átlagos sűrűséget, az áramló közeg u k átlagos sebessége: (7) A speciális mérőeszközzel elvégzett áramlásmérések igazolták, hogy a csőszelvényben többnyire elkülönülten, jelentős sebességkülönbséggel áramlik a folyadék- és a gőzfázis. Az egyes fázisokra megadott térfogatáramtörtek: ; (8) a különböző sebességgel áramló fázisok térkitöltésére nem adnak felvilágosítást.

A vízszintes helyzetű csővezetékben kialakított mérőhelyeken a kondenzátum elhelyezkedése: A vízszintes mérőszakasz csőszelvényének kitüntetett (szabvány által meghatározott) pontjaiban mért dinamikus nyomásokból a helyi sebességek az alábbi összefüggéssel számíthatók: ; (9)

Szabványos mérőhelyek a helyi sebesség meghatározására

A körszelvény azonos területű részszelvényeit jellemző helyi vízgőzsebessé- gek alapján számítható a vízgőz átlagos axiális sebessége: (10) ahol u gi - az m számú (min. 3, max. 6) helyi vízgőzsebesség számtani átlagaként nyert érték [m/s]; m - a szabványos mérőhelyek száma. A (6) és (5) összefüggésekből határozható meg a kétfázisú áramlás térfogatárama. E térfogatáramot a (8) összefüggésekkel jellemzett térfogatáramtörtekkel beszorozva kapjuk meg az egyes fázisok térfogatáramát: (11) Az egyes fázisok térfogatáramának és sűrűségének ismeretében nyert tömegáramok: ; ; (12) ; ;

Az ágat elhagyó tömegáramból a (11) és a (12) összefüggések alkalmazásával nyert vízgőz tömegáramnál nem lehet nagyobb a dinamikus nyomásmérésen alapuló speciális áramlásmérővel mért, s az alábbiak szerint számított tömegáram: (13) ahol u g - a helyi dinamikus nyomásokból számított átlagos vízgőzsebesség [m/s]; m - a ténylegesen vízgőzáramot mérő szabványos mérési pontok száma (min. 3, max. 6); A F - a kondenzfilm (filmgyűrű) szelvénye [m 2 ]; - a maximális, de megfelelő számú mérési pontok átlagaként számolt vízgőz tömegáram [kg/s]; - az ág távozó vízgőz össztömegárama [kg/s]. A (7) összefüggésnek megfelelően ellenőrízhető az u k átlagos sebesség az alábbiak szerint: (14)

A vízgőz u g átlagos sebességét a (10), a térfogatáramát a (11) összefüggés szerint meghatározva számítható a speciális áramlásmérő beépítési helyén a csőszelvényben a vízgőz által elfoglalt keresztmetszet: (15) A folyadék által elfoglalt A f csőszelvény: (16) Az egységnyi hosszúságú áramlási csatorna által meghatározott térfogatelemet tekintve, az előbbiek alapján számíthatók a térfogattörtek: ; (17)

A tömegáramtörtek a (12) összefüggés alapján értelmezhetők: ; (18) Az egyes ágak végső szakaszán beépített speciális áramlásmérőknél a (16) összefüggés szerint meghatározva a A f folyadékszelvény értékét, a (11) képlettel számított folyadék térfogatáram ismeretében a folyadékfázis u f átlagos haladási sebessége réteges áramlás esetén: (19)

A szűkítőelemes és a dinamikus nyomás mérésén alapuló áramlásmérőkkel mért tömegáramok jó egyezőséget mutatnak, amennyiben feltételezhetjük, hogy az áramlási csatornában homogén fluidum áramlik, s a két fázis tulajdonságaiból átlagos értékeket hozhatunk létre. A kétfázisú áramlás e homogén modellel való leképezése úgy értelmezhető, hogy a légnemű és a folyadék fázis azonos sebességgel áramlik,, ill.. A számított adatokból elkészített sebességeloszlást az ábrán tüntettem fel (homogén modell feltételezésével).

Kétfázisú áramlás áramlási jellemzőinek „szlip modell” feltételezésével számított értékei

Az A f folyadékszelvény-felületekből a kondenzátum vízszintes csőszakaszban való elhelyezkedésére lehet következtetni. A folyadék által elfoglalt A sz körszelet-szelvény területének meghatározása: (20) ahol r - a csővezeték átlagos kondenzfilm-vastagsággal csökkentett belső sugara [m]; - középponti szög [º]. A körszelet szelvény területének meghatározásához a folyadék által elfog- lalt csőszelvény-felületből ki kell vonnunk az filmgyűrűszelvény-felü- letet, e terület ismeretében az előbbi képletből az ω szög iterációval kiszámítható. E szöget meghatározva a vízszintes csővezetékben kialakult folyadékszint értékére lehet következtetni. Az folyadékszint ugyancsak körszelvény magasságaként határozható meg: (21) ahol - a körszelet középponti szöge.

A speciális áramlásmérővel mért, s az ismertetett módszerrel számított sebességeloszlás (lásd következő ábra) alapján a vízgőz átlagos nedvességtartalmának növekedésével a csatornaszelvény belső részein elhelyezkedő mérési pontoknál a dinamikus nyomások növekedése (e helyeken száraz vízgőz sűrűségével számolva sebességnövekedés), a csővezeték felső alkotója ill. a folyadékfelszín felé haladva sebességcsökkenés tapasztalható.

Kétfázisú áramlás sebességeloszlása „szlip modell” feltételezésével (D=250mm)

Sebességadatok és geometriai jellemzők rétegzett áramlás szemléltetésére

A felügyeleti rendszer létrehozásának előfeltételei: a kifejlesztett számítógépes modellek futtatásával változó üzemállapotok (változó energiafeladás, topológia és ellenállásviszonyok) szimulálása; a vízgőzhálózat egyes ágaiban (valamennyi nagyfogyasztói végpont és a gerincvezetékről való leágazás csomópontja közötti ágon) a jelenlegi áramlásmérőhelyek közelében a csőszelvényben kialakult sebességeloszlás meghatározása helyi dinamikus nyomásmérés elvén, valamennyi, a gerincvezetékről leágazó ágban telepített kondenzleválasztó távozó tömegáramának mérése; a meglévő és a javasolt mérőhelyeken mért adatok mobil kommunikációval történő továbbítása a felügyeleti rendszerhez; a kétfázisú áramlás minősítésére és számítására szolgáló módszerek és összefüggések algoritmizálása.

Anyag- és energiaáramhálózat topológiáját és üzemvitelét modellező adat-integrált, egyedi szofverrendszer A szoftver címe

Biztosítja a hálózat tervezésénél és üzemeltetésénél a topológiai és az üzemviteli adatok feldolgozását, meghatározását és megjelenítését, továbbá az áramlástani és a hőátviteli szimulációt. Egy regionális, esetlegesen egy városra kiterjedő anyag- és energiaáramhálózat felmérése, vizsgálata, művelettani modellezése, elemi egységekre bontása (dekomponálása), szimulációja feltétlen indokolja a térinformatikai háttérbázis létrehozását, meglétét. A hálózat áramlástani és hőátviteli modellezésénél felmerülő induktív modellalkotási módszer (kísérleti identifikáció) használatát, az üzemvitel számítógépes szimulációját megelőzi a térinformatikai modell elkészítése. Az adat-integrált szoftverrendszer létrehozása a választott - SQL alapú adatbázist használó, a mért és felvett topológiai adatok és egyéb számított jellemzők tárolására és feldolgozására alkalmas – ArcGIS térinformatikai programrendszer és a MATLAB alatt fejlesztett - az áramlástani és a hőátviteli modellezést végző - szimulációs program integrálását, valamint a programrendszerek közötti adatkonverziót megvalósító makrocsomagok kifejlesztését jelentette. A kifejlesztett szoftver felhasználási területét ipari-szolgáltató cég által működtetett anyag- energiaáramhálózatra telepítendő számítógépes monitoring és irányítási rendszer létrehozása, energetikai vizsgálatok elvégzése, energiaveszteségek feltárása, a hálózat modellezése és szimulációja, felügyeleti (intelligens monitoring) rendszer létrehozása jelenti.

IRODALOMJEGYZÉK Referált folyóirat [P1] L. Szakonyi - I. A. Jancskar - Z. Sari: Energetic Model for an Elementary Unit of a Steam Network, Pollack Periodica, An International Journal for Engineering and Information Sciences. Akadémiai Kiadó, Budapest, Vol. 1, No. 3, pp , 2006, HU ISSN 1788 – 1994 [P2] L. Szakonyi: Energetic model of an elementary pipe-segment of a steam-water network, Pollack Periodica, An International Journal for Engineering and Information Sciences, Akadémiai Kiadó, Budapest, Vol. 2, No. 1, pp , 2007, HU ISSN [P3] A. Jancskar - Z. Sari - L. Szakonyi - A. Ivanyi: Diffuse Interface Modeling of Liquid-Vapor Phase Transition with Hysteresis, Physica B, Vol. 403, pp , 2008, ISSN , SCI: [P4] L. Szakonyi: Investigation and Control of a Regional Steam-Distribution Network under Two-Phase Flow Conditions, Studies in Informatics and Control, (előkészületben) Konferencia előadás és –kiadvány [P5] Szakonyi L.: Városi vízgőzhálózat identifikálása, számítógépes felügyeleti rendszerének kidolgozása, IV. Alkalmazott Informatika Konferencia, X. Folyamatinformatika Szekció (Irányítás, tervezés), Kaposvár, máj. 27, ISSN [P6] Szakonyi L.: Infokommunikációs technológia kidolgozása és regionális hasznosítása az energiaelosztás területén, Informatika a felsőoktatásban Konferencia, Műszaki Informatika Szekció, Debrecen, aug Konferenciakiadvány, pp. 139, ISBN [P7] Szakonyi L.: Városi vízgőzhálózat modellezése és számítógépes felügyeleti rendszerének kidolgozása, Acta Agraria Kaposváriensis, Kaposvári Egyetem, Vol. 10, No. 1, 2006, pp [P8] L. Szakonyi - I. A. Jancskar - Z. Sari: Numerical Study of Condensation in Wet Steam Flow under Dynamic Loading, Proceedings of the Fifth International Conference on Engineering Computational Technology, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, September 2006, B.H.V. Topping, G. Montero, R. Montenegro (Ed.), Civil-Comp Press, 2006, Stirlingshire, Scottland, paper 180. pp. 1-13, (CD-ROM), ISBN

[P9] L. Szakonyi - Z. Sari: Identification and Modeling of Condensation Phenomena in a Regional Steam Network, 5th International Symposium on Turbulence, Heat Transfer Dubrovnik, Croatia, September 2006, pp , (CD-ROM) [P10] L. Szakonyi - I. A. Jancskar - Z. Sari: Identification and Modeling of a Steam Network under Wet Steam Flow Conditions, Abstracts of the Second International PhD Symposium in Engineering, Pécs, Hungary, October, 2006, M. Ivanyi (Ed.), pp. 29, ISBN [P11] I. A. Jancskar – Z. Sari - L. Szakonyi – A. Ivanyi: Diffuse Interface Modeling of Liquid-Vapor Phase Transition with Hysteresis, Abstract Book of 6th International Symposium on Hysteresis Modeling and Micromagnetics, 4-6 June, 2007, Naples, Italy, pp. 136 [P12] Z. Sari - I. A. Jancskar - L. Szakonyi – A. Ivanyi: Application of Hysteresis in FEM Modelling of Dynamic Phase Transition in Two-Phase Flow, Abstracts of the third International PhD Symposium in Engineering, Pécs, Hungary, October, 2007, M. Ivanyi (Ed.), pp. 42 [P13] Z. Sari - I. A. Jancskar - L. Szakonyi – A. Ivanyi: Phenomenological Transient FEM Modelling of a Two-Phase Flow with Dynamic Phase Change, Proceedings of the Eleventh International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, St. Julians, Malta, September, 2007, pp. 217, ISBN , Abstract Book [P14] Szakonyi L.: Új infokommunikációs technológia kidolgozásának, regionális hasznosításának képzéskorszerűsítésre gyakorolt hatása a mérnök informatikus szakon, Informatika a felsőoktatásban Konferencia, Debrecen, aug , pp [P15] L. Szakonyi - I. Jancskar - Z. Sari: Developing of an Info-communication Technology for the Operating and Controlling of a Saturated Steam Network, ICEE 2008 International Conference on Engineering Education, Pécs- Budapest, Hungary, Julius 2008, pp. 222 [P16] L. Szakonyi - I. Jancskar - Z. Sari: Measurement Based Flow Regime and Velocity Profile Calculation of High Pressure Steam Network in Saturated State, CST2008: The Sixth International Conference on Engineering Computational Technology, Athens, Greece, 2-5 September 2008, p. 16 [P17] L. Szakonyi – P. Iványi – Z. Sári: Developing a Measurement and Calculation Method for the Characterization of the Flow Regimes in Two-Phase Flow, Fourth International PhD, DLA Symposium, Hungary, University of Pécs, Pollack Mihály Faculty of Engineering, October 2008, M. Iványi (Ed.), pp. 55

Zárójelentések, jegyzetek [P18] Nemzeti Fejlesztési Terv GVOP /3.0 projekt, I. Részletes szakmai beszámoló, jan., (projektvezető: Szakonyi L.) [P19] Nemzeti Fejlesztési Terv GVOP /3.0 projekt, II. Részletes szakmai beszámoló, jan., (projektvezető: Szakonyi L.) [P20] Nemzeti Fejlesztési Terv GVOP /3.0 projekt, III. Részletes szakmai beszámoló, jan., (projektvezető: Szakonyi L.) [P21] Szakonyi L.: Jelek és rendszerek, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, [P22] Szakonyi L.: Jelek és rendszerek I., PTE PMMK jegyzet, Pécs, [P23] Szakonyi L.: Cementgyári nyerslisztgyártás rendszertechnikai vizsgálata, Doktori értekezés, Veszprémi Vegyipari Egyetem, [P24] Szakonyi L.: Jelek és rendszerek II., PTE PMMK jegyzet, Pécs, [P25] Szakonyi L.: Műszaki rendszerek és hálózatok, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, [P26] Szakonyi L.: Műszaki rendszerek és hálózatok, PTE PMMK jegyzet, Pécs, [P27] Szakonyi L. - Jancskárné A. I.: Szabályozások, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, [P28] Szakonyi L.- Jancskárné A. I.: Szabályozások, PTE PMMK jegyzet, Pécs, [P29] Szakonyi L. - Jancskárné A. I.: Folyamatirányítás, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, [P30] Szakonyi L. - Jancskárné A. I.: Számítógépes folyamatirányítás, PTE PMMK jegyzet, Pécs, [P31] Szakonyi L: Irányítástechnika I. Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), [P32] Szakonyi L: Irányítástechnika I., PTE PMMK jegyzet, Pécs, [P33] Z. Sari - I. A. Jancskar - L. Szakonyi – A. Ivanyi: Phenomenological transient FEM modelling of a two-phase flow with dynamic phase change, Proceedings of the Eleventh International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, St. Julians, Malta, September, 2007, paper 217, pp. 1-10, ISBN , Full paper CD

A városi vízgőzhálózat műszerezési vázlata

A mérési adatok továbbítása bérelt telefon-vonalakon, GSM alapú adatátviteli rendszeren. Ideiglenesen felszerelt terepi készülékek rádiós (mobil) adatátvitellel kommunikálnak a létrehozott felügyeleti központtal. A megvalósított kísérleti infokommunikációs rendszer

Állapotjellemzők a gerincvezetékről a kondenzleválasztókig vezető leágazásoknál

Tömegmérleg a Nyugati részhálózatra

A szűkítőelemes és a dinamikus nyomás mérésén alapuló áramlásmérők összevetése (sebességmérés „homogén modell” feltételezésével)

Diagram vízszintes csőben előforduló áramlási formák meghatározására (Baker-diagram)

Dinamikus nyomás mérésen alapuló áramlásmérés helyi sebességei, átlagértékei

Állapotjellemzők a Baker-digrammban való ábrázoláshoz az áramlási forma becsléséhez