Bilgisayar yardımıyla borularda su darbelerinin etüdü

Abstract

Bu çalışmada geçiş akışlarının bilgisayar ile analiz yöntemleri incelenmiştir. Geçiş akışı problemlerinin çözümünde gerekli olduğundan bazı temel sınır koşullarıda sunulmuştur. İlk olarak momentum ve süreklilik denklemleri kullanılarak, geçiş akışı sırasında oluşan basınç dalgası hızı (dalga hızı) hesaplanmıştır. Ayrıca su içerisinde bulunan hava ve katı parçacıklar ile borunun bağlanma şeklinin dalga hızı üzerine etkileri sunulmuştur. Geçiş akışı analiz yöntemleri tartışılarak, bilgisayar ile çözümde kullanılan karakteristikler yöntemi tanıtılmıştır. Hareket ve süreklilik kısmı difransiyel denklemleri sunulmuş, karakteristikler yöntemi kullanılarak kısmi diferansiyel denklem dört adi difransiyel denkleme dönüştürülmüştür. Elde edilen bu dört denklem sonlu farklar yöntemi sayısal olarak çözülmüş ve bilgisayar ile program yapılacak şekilde sunulmuştur. Geçiş akışları problemlerinin çözümü için gerekli olduğu için bazı temel sınır koşullarıda bilgisayar programında kullanılabilecek şekilde verilmiştir. Çok elastik borulardaki geçiş akış problemlerinin çözümünde karakteristikler yöntemine göre daha doyurucu sonuçlar verdiği için interpolasyonlarla karakteristikler yöntemi de sunulmuştur. Son bölümde tek boru hattı için karakteristikler yöntemi ve seri boru sistemleri içinde interpolasyonlarla karakteristikler yöntemi kullanılarak, fortran 77 'de hazırlanmış bilgisayar programlan verilmiştir. Program verileri ve sonuçlar sunulmuş, program sonuçlarından grafikler çizilerek Yük-Zaman ve Debi-Zaman değişimleri gösterilmiştir. vıı

In this study, the methods of analysis of waterhammer were investigated. Same basic boundary conditions necessary for waterhammer and transient problems were also presented. Firstly, using the momentum and continuity equations the speed of wave in the pipe was evaluated.In addition, the effects of air bubles and solid particles in the wave, and of the types of pipe connections on the speed of wave were determined. Having discussed the methods of analysis, the characteristic method used in the waterhammer analysis was outlined. Applying this method four ordinary differantial equations are deduced from the momentum and continuity equations which are a partial differantial equations with same basic boundary conditions of waterhammer problems were numerically solved by finite difference method. The interpolation characteristic method which gives more realistic result than normal standart characteristic method for more elastic pipe were also given. Finally, computer programs for the normal characteristic method applied to single pipeline and for the interpolation characteristic method applied to pipelines written in FORTRAN 77 form, were developed.Result obtained from these computer programs were graphically presented as variations of head and flow rate with time. VIII