Page 36 - MaSzeSz hírcsatorna 2020/2.

IVÓVÍZHÁLÓZATOK MODELLEZÉSE

Napjainkban az informatikai rendszerek szél- és csőszakasz adatokkal, hálózati vízigénnyel
eskörű elterjedésének köszönhetően lehe- stb.), majd a matematikai számítások után a ki-
tőség van arra, hogy az ivóvízhálózatokban meneten megkapjuk a hálózatban található
található minden egyes hidraulikai elemet csomópontok nyomását valamint az ágele-
(csőszakaszt, tolózárat, szivattyút) virtuálisan meken átfolyó térfogatáramot.
tároljunk és kezeljünk. A hálózatok e módú
leképezése lehetővé teszi olyan hidrauli- Modellezés szempontjából az eddig leírtak ál-
kai modell építését, melynek köszönhetően talánosan elterjedtek és általában alkalmasak
a modellezett hálózat viselkedése feltérképez- a rendeletésszerű működésüket leírni az ivó-
hető a valóságot közelítő módon [1]. Egy ilyen vízhálózatoknak, azonban a szélsőséges ese-
hidraulikai modell számtalan lehetőséget rejt tek számításához szükséges van kiegészítésre.
magában: a beszakadt tolózárak detektálá- Csőtörés vagy hirtelen nagy mennyiségű víz
sától kezdődően; az esetleges hálózatbőví- kivétele esetén előfordulhat, hogy a hálózati
tések hidraulikára gyakorolt hatásának kon- nyomás oly nagymértékben lecsökken, hogy
cepcióterv szintű vizsgálatain keresztül, a kis az már nem képes kielégíteni a fogyasztói igé-
vízigényváltozásra nagy nyomásváltozásokkal nyeket. Ennek modellezésére természetesen
reagáló (magas nyomásváltozás érzékeny- lehetőség van az úgynevezett nyomásfüggő
ségű) hálózati helyek azonosításáig. fogyasztási modell definiálásával. E modell
dióhéjban alkalmas arra, hogy ha a nyomás
A matematikai modellről dióhéjban a kö- egy adott küszöb alá esik, csak részlegesen
vetkezőket érdemes ismerni. Egydimenziós szolgálja ki a definiált névleges vízigényt, így
áramlást, összenyomhatatlan közeget feltéte- biztosítva lehetőséget az egyes havária esetek
lezünk, továbbá időben szakaszosan állandó- közvetlen fogyasztói manifesztációjának fel-
sult állapotot vizsgálunk. Ilyen feltételek mellet térképezésére. A következőkben bemutatott
írjuk fel minden csomópontra az anyagmeg- vizsgálatainkhoz ezzel a modellel egészítettük
maradás, illetve minden ágelemre (pl. cső- ki a Staci programcsomagunkat.
szakasz, szivattyú) az energiamegmaradás
egyenletét [3]. Ezen egyenletek egy nagymé- Hidraulikai modell építését és használatát mu-
terű, egyértelműen megoldható, algebrai, tatja be vázlatosan az 1. ábra. Hasonló célokra
nemlineáris egyenletrendszert alkotnak. Ezt alkalmas eszközök napjainkban számos keres-
a Newton-Rhapson-módszerre épülő meg- kedelmi forgalomban kapható szoftverben el-
oldóval oldjuk meg, a Dr. Hős Csaba által érhetőek. A továbbiakban azon módszereket
fejlesztett Staci programcsomag segítségé- mutatjuk be, melyeket csak a Staci-ban állnak
vel [4]. Ez a hidraulikai megoldó bemenetén rendelkezésre.
kap egy hálózatot (topológiával, csomóponti

36