Csőhálózatok hidraulikája

Tartalomjegyzék

• CSŐHÁLÓZATOK HIDRAULIKÁJA Állandósult áramlás
• Impresszum
• Előszó
• Bevezetés. A könyv Tárgya
• Jelölések jegyzéke
• chevron_rightI. Áramlástani alapok
  • chevron_right1. Alapegyenletek
    • chevron_right1.1. Az általános mozgásegyenletek nemállandósult állapotban vektoriális írásmóddal
      • 1.1.1. A súrlódásos áramlás általános mozgásegyenlete nemállandósult állapotban vektoriális írásmóddal
      • 1.1.2. Az Euler-egyenlet x irányú skaláris komponensének levezetése szubsztanciális írásmóddal
      • 1.1.3. A szubsztanciális és térelméleti írásmód matematikai összekapcsolása
      • 1.1.4. Az Euler-egyenlet x irányú sebességkomponensének levezetése lokális, térelméleti írásmódban
      • 1.1.5. A konvektív gyorsulás elemzése
    • 1.2. A kontinuitási egyenlet
    • chevron_right1.3. Az energiaegyenlet
      • 1.3.1. Az energiaegyenlet termikusan szigetelt, állandósult, vízszintes áramlásban, súrlódásmentesen és hővezetésmentesen
• chevron_rightII. Áramlás csővezetékben
  • chevron_right2. A csővezetéki áramlások leírása és alapegyenletei
    • chevron_right2.1. Az áramló tömeg megmaradásának egyenlete: a kontinuitási egyenlet
      • 2.1.1. A kontinuitási egyenlet levezetése térelméleti írásmóddal
    • chevron_right2.2. A csővezetéki áramlás dinamikai egyenlete
      • 2.2.1. Lamináris áramlás
      • 2.2.2. A csővezetéki áramlás dinamikai egyenletének lamináris és turbulens áramlásra érvényes alakja
    • chevron_right2.3. A csővezetéki áramlás energiaegyenletei
      • 2.3.1. Energiamérlegek a csőbeli átlagsebesség figyelembevételével
      • 2.3.2. A belső energia mérlege
    • 2.4. Gázok és gőzök állandósult áramlásának leírása
    • 2.5. A csővezetéki áramlások típusai
  • chevron_right3. Összenyomhatatlan közeg (hideg víz, forró víz) jellemzőinek (nyomás, hőmérséklet) számítása
    • 3.1. Súrlódásmentes, hőszigetelt (adiabatikus) áramlás
    • chevron_right3.2. Súrlódásos, hőszigetelt (adiabatikus) áramlás. Áramlási veszteség, hidraulikai ellenállás
      • 3.2.1. A hidraulikai OHM-törvény
      • 3.2.2. Nyomásveszteség egyedi hidraulikai ellenállásokon, illetve csővezetéki elemeken [15], [16] alapján
      • 3.2.3. A szivattyúteljesítmény meghatározása az áramlás fenntartásához a cső két pontja között
      • 3.2.4. Az ellenállás-tényező és az átfolyási szám kapcsolata csővezetéki szerelvényeknél
    • chevron_right3.3. Összenyomhatatlan forró közegek (forró víz) áramlásának vizsgálata
      • 3.3.1. Politropikus, súrlódásos, kívülről fűtött vagy hűtött áramlás, állandó áramlási keresztmetszetű csőben. A forró víz lehűlésének számítása
      • 3.3.2. Politropikus, kívülről fűtött vagy hűtött áramlás súrlódás nélkül, állandó áramlási keresztmetszetű csőben
      • 3.3.3. Izotermikus, izentropikus és izentalp súrlódásos áramlás, állandó áramlási keresztmetszetű csőben. A hőelvonás számítása
      • 3.3.4. Politropikus, súrlódásos áramlás, változó áramlási keresztmetszetű csőben. A jellemzők számítása
      • 3.3.5. Politropikus áramlás súrlódás nélkül, hőátvitellel, változó áramlási keresztmetszetű csőben
      • 3.3.6. Adiabatikus áramlás súrlódással, hőátvitel nélkül, változó áramlási keresztmetszetű csőben
    • chevron_right3.4. Gázok, gőzök áramlása. Ideális gázáramlás
      • 3.4.1. Izotermikus ideális gázáramlás, állandó áramlási keresztmetszet, a cső mentén változó súrlódás
      • 3.4.2. Ideális gáz izentalp áramlása
      • 3.4.3. Ideális gáz adiabatikus áramlása, állandó áramlási keresztmetszet, a cső mentén változó áramlási veszteség
      • 3.4.4. Ideális gáz izentrop áramlása, a cső mentén változó súrlódás és változó hőátvitel (hőleadás)
      • 3.4.5. A szuperszonikus és szubszonikus áramlás összehasonlítása
      • 3.4.6. Politropikus áramlás
• chevron_rightIII. Csőhálózatok hidraulikai analízise
  • chevron_right4. A távfűtő hálózatok és központi fűtési hálózatok hidraulikai analízisének kérdései állandósult áramlás esetén
    • chevron_right4.1. A hidraulikai analízis módszerei
      • 4.1.1. Hálózatok típusai a hidraulikai analízis szempontjából
      • 4.1.2. A hidraulikai analízis módszerei
    • 4.2. Csőhálózatok gráfja és topológiai leírása
    • chevron_right4.3. A csőhálózati áramlások megmaradási egyenletei, „peremfeltételei” és meghatározottsága
      • 4.3.1. Csomóponti egyenletek
      • 4.3.2. Hurokegyenletek
      • 4.3.3. Útegyenletek
    • chevron_right4.4. A csőhálózati áramlást leíró megmaradási egyenletek megoldása
      • 4.4.1. Az alapfeladat
      • 4.4.2. Az inverz feladat
    • 4.5. A csőhálózatokban történő áramlás variációs elve
  • chevron_right5. Az áram- és nyomáskép, valamint a betáplálási jellemzők meghatározása speciális hurkolt nyomvonalú távfűtő hálózatokban, előírt fogyasztási kép esetén: a hidraulikai analízis alapfeladata
    • 5.1. Az optimális áramlási kép meghatározása több és változtatható mértékű betáplálás esetén a disszipációs munka vagy a betáplálási munka minimalizálásával
    • chevron_right5.2. Egyetlen hurkot tartalmazó körvezetékes távfűtő hálózat hidraulikai analízise az alapfeladat esetében. Az általános megoldás előállítása
      • 5.2.1. Az áramlási kép a disszipált energia minimálásakor
      • 5.2.2. Szétválasztott szivattyúzás a betáplálási helyen
    • chevron_right5.3. Sugarasan összekötött hurkolt távfűtő hálózatok hidraulikai analízise
      • 5.3.1. Egy vagy több betáplálási hely ismert mértékű betáplálással
    • 5.4. Optimális sugaras üzemmód keresése hurkolt (körvezetékes) távfűtő hálózatban a körvezeték felnyitásával és szakaszolással
    • chevron_right5.5. Az alapfeladat sugaras nyomvonalú távfűtő hálózatokra. Két vagy több betáplálási pontú sugaras távfűtő hálózat előírt fogyasztásokkal. A betáplálások optimális mértékének meghatározása
      • 5.5.1. Az áramlási munka: a disszipált energia minimuma
      • 5.5.2. A betáplált energia minimumának keresése
    • chevron_right5.6. Az áram-, nyomás-, valamint a fogyasztási kép meghatározása előírt betáplálási jellemzők esetén: a hidraulikai analízis inverz feladata
      • 5.6.1. Egyszeresen összefüggő gráfú (hurkolt sugaras) távfűtő hálózatok azonos értékű fogyasztóhelyi nyomáskülönbségekkel
      • 5.6.2. Egyszeresen összefüggő gráfú (hurkolt sugaras) csőhálózatok különböző értékű fogyasztóhelyi potenciálokkal
      • 5.6.3. Kétszeresen összefüggő gráfú (tiszta hurkolt) csőhálózatok előírt elvételi ellenállások fogyasztóhelyi, hőközponti fojtások mellett
      • 5.6.4. Korlátos szállítóképességű csőszakaszokkal rendelkező hálózatok maximális szállítóképességének vizsgálata
      • 5.6.5. Csővezeték-hálózatok hidraulikai analízisének módszerei összenyomható folyadékok állandósult áramlása esetén
  • chevron_right6. Hurkolt vízszolgáltató hálózatok hidraulikai analízise
    • 6.1. A betáplálási jellemzők előállítása ismert szivattyú-jelleggörbék munkapontjaként. Alapfeladat
    • 6.2. A betáplálási jellemzők előállítása előírt nyomású csomópontokat tartalmazó hálózatokban
  • chevron_right7. Sugaras hálózatok hidraulikai analízise az eredő hidraulikai ellenállások módszerének felhasználásával
    • chevron_right7.1. Az eredő (helyettesítő) ellenállás meghatározása hálózatrészekre
      • 7.1.1. Párhuzamosan kötött vezetékszakaszok
      • 7.1.2. Sorba kötött vezetékszakaszok
    • chevron_right7.2. Sugaras hálózatok hidraulikai analízise
      • 7.2.1. A nyomáskép, a szükséges fojtások és a betáplálási jellemzők – a szivattyúmunkapont – meghatározása előírt fogyasztási kép esetén. Az alapfeladat
      • 7.2.2. Adott betáplálási jellemzők esetén a térfogatáram-eloszlás és nyomáskép a hálózaton. Az inverz feladat
    • 7.3. Példák, feladatok
    • chevron_right7.4. Nyomáslengés figyelembevétele távfűtő rendszerekben a mértékadó nyomás meghatározásához
      • 7.4.1. A nyomáslengések vizsgálata szimulációs módszerekkel
      • 7.4.2. A nyomáslengések vizsgálata közelítő számításokkal
• chevron_rightIV. Csővezetéki hálózatok hidraulikai szabályozása
  • chevron_right8. A keringetés tervezése forró vizes távhőellátó rendszerekben
    • 8.1. A forróvíz-rendszerek keringető egységei
    • 8.2. Szivattyú mint rendszerelem. Örvényszivattyúk
    • chevron_right8.3. Az örvényszivattyúk hidraulikai és energetikai jellemzői
      • 8.3.1. A szivattyúk volumetrikus szállítóképessége. A szivattyúk által szállított térfogatáram
      • 8.3.2. Szivattyúk emelőmagassága (H), emelőnyomása (Äp)
      • 8.3.3. A szivattyúk hatásfoka, hidraulikai teljesítménye és mechanikai teljesítményigénye
      • 8.3.4. Az örvényszivattyúk szívóképessége és belső nyomásesése
      • 8.3.5. A szivattyúk jelleggörbéi
      • 8.3.6. A szivattyúk fordulatszáma
    • chevron_right8.4. Szivattyú- és hajtáskiválasztás
      • 8.4.1. A mechanikai kiválasztás
    • chevron_right8.5. A villanymotor kiválasztása
      • 8.5.1. A motorteljesítmény meghatározása
    • 8.6. Indítás. Üzemzavari helyzetek. Szivattyúkiesés. Vízütés, lengés a távhőrendszerekben és kiküszöbölésük
    • 8.7. Szivattyúk kavitációja és kiküszöbölésük
    • 8.8. Az örvényszivattyúk párhuzamos üzeme
    • 8.9. Soros üzem (egymás utáni kapcsolás)
    • chevron_right8.10. Szivattyúzási energiamegtakarítási lehetőségek
      • 8.10.1. A járókerék leesztergálása
      • 8.10.2. A járókerék lapátjainak hátoldali kihegyezése
      • 8.10.3. Fordulatszám-változtatás
    • chevron_right8.11. A változó tömegáramú távhőrendszerek keringetésének rendszerszabályozása
      • 8.11.1. Állandó értékű végponti nyomáskülönbségre történő szabályozás
      • 8.11.2. A változó tömegáramú forró víz keringetési munkapontjainak beállítása és a keringetéshez szükséges energia meghatározása. A különböző szabályozásokkal elérhető megtakarítások összehasonlítása
    • 8.12. A változó tömegáramú forró víz keringetésének szabályozása
  • chevron_right9. Nyomáskülönbség- és térfogatáram-szabályozás változó tömegáramú távhőrendszerben: a hidraulikai beszabályozás kérdései. Működés, eszközök, beállítás [50]
    • chevron_right9.1. A térfogatáram- és nyomáskülönbség-szabályozó szelepek alkalmazásának szükségessége
      • 9.1.1. A változó tömegáramú hőközpontok szabályozóköreinek üzemi körülményei
      • 9.1.2. A változó tömegáramú üzemvitel során megoldandó problémák
      • 9.1.3. Stabil nyomáskülönbség biztosítása a hőközpontok szabályozókörei számára
• Felhasznált irodalom
• 1. melléklet Alapműveletek vektorokkal és tenzorokkal
• 2. melléklet Az áramló folyadék feszültségi állapota
• 3. melléklet
• chevron_rightTámogatók
  • Budapesti Távhőszolgáltató Zrt.
  • DAKÖV Kft.
  • ECODAN Környezetépítő Kft.
  • Grundfos South East Europe Gyártó Kft.
  • JSP 97 Kft.
  • Magyar Távhőszolgáltatók Szakmai Szövetsége – MATÁSZSZ
  • Reál-Energo Csoport
  • TECHEM Kft.
  • T-SZOL Tatabányai Szolgáltató Zrt.

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2019

ISBN: 978 963 454 115 8

DOI: 10.1556/9789634541158

Könyvünket a BME Gépészmérnöki karon a Komfort épületgépészet mesterszakon az oktatási törzsanyag részét képező Csőhálózatok hidraulikája tantárgy tematikájának és követelményrendszerének szem előtt tartásával írtuk meg.

A csővezetéki áramlások kérdéskörével Magyarországon elsőként Vajna Zoltán foglalkozott. Az általa kidolgozott hálózatelemző módszert Almássy–Budavári–Vajna-módszerként ismeri a szakma. Az újabb szakirodalomban e problémakört átfogóan elemzi Halász Gábor, Kristóf Gergely és Kullmann László könyve, szintén a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen folyó oktatás igényeinek alapulvételével (Halász G. – Kristóf G. – Kullmann L.: Áramlás csőhálózatokban, Műegyetemi Kiadó, 2002). Könyvük különösen fontos fejezete a nemállandósult áramlások vizsgálata.

Könyvünkben összefoglaltuk a legfontosabb csővezetéki áramlási típusok leírásának differenciálegyenlet-rendszereit és azok megoldásait. Összefoglaljuk a csőhálózatokban végbemenő állandósult áramlások leírásának, az ún. hidraulikai analízisnek a módszereit, és gazdag példaanyagot mellékelünk az elmélethez. Végül a csővezetékrendszerek gazdasági optimumra törő üzemeltetésének, a változó tömegáramú keringetés szabályozásának módszereit mutatjuk be.

Hivatkozás: https://mersz.hu/garbai-csohalozatok-hidraulikaja//