VÁROSI VÍZGŐZHÁLÓZAT MODELLEZÉSE ÉS IDENTIFIKÁCIÓJA



Hasonló dokumentumok
JÓVÁHAGYÁS. szervezet. Név Dr. Szakonyi Lajos KPI Oktatási Minisztérium

Projekt előrehaladási jelentés (AKF) Koordinátor szervezet neve: Pécsi Tudományegyetem Projekt azonosítószáma: GVOP /3.

Projekt előrehaladási jelentés (AKF) Koordinátor szervezet neve: Pécsi Tudományegyetem Projekt azonosítószáma: GVOP /3.

Projekt előrehaladási jelentés (AKF) Koordinátor szervezet neve: Pécsi Tudományegyetem Projekt azonosítószáma: GVOP /3.

PhD tézisek. Nonlinear Extension of the Heat Equation and Infrared Imagery. Nemlineáris Hőterjedés és Hőképanalízis. Jancskárné Anweiler Ildikó

Publikációs lista. Dr. Molnárka-Miletics Edit Széchenyi István Egyetem Matematika és Számítástudományi Tanszék

1. Katona János publikációs jegyzéke

HIDEGEN HENGERELT ALUMÍNIUM SZALAG LENCSÉSSÉGÉNEK VIZSGÁLATA INVESTIGATION OF CROWN OF COLD ROLLED ALUMINIUM STRIP

és alkalmazások, MSc tézis, JATE TTK, Szeged, Témavezető: Dr. Hajnal Péter

2. munkaszakasz ( ) RÉSZLETES SZAKMAI BESZÁMOLÓ. A kedvezményezett szervezet neve: Pécsi Tudományegyetem

Extraktív heteroazeotróp desztilláció: ökologikus elválasztási eljárás nemideális

First experiences with Gd fuel assemblies in. Tamás Parkó, Botond Beliczai AER Symposium

Irányítási struktúrák összehasonlító vizsgálata. Tóth László Richárd. Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

Publikációs lista. Gódor Győző július 14. Cikk szerkesztett könyvben Külföldön megjelent idegen nyelvű folyóiratcikk...

PUBLIKÁCIÓS ÉS ALKOTÁSI TEVÉKENYSÉG ÉRTÉKELÉSE, IDÉZETTSÉG Oktatói, kutatói munkakörök betöltéséhez, magasabb fokozatba történı kinevezéshez.

A forrás pontos megnevezésének elmulasztása valamennyi hivatkozásban szerzői jogsértés (plágium).

TÁMOP A-11/1/KONV WORKSHOP Június 27.

(8) Globális stabilitásvesztéséhez tartozó kritikus erő/nyomaték analitikus meghatározása felületmodell

ICT ÉS BP RENDSZEREK HATÉKONY TELJESÍTMÉNY SZIMULÁCIÓJA DR. MUKA LÁSZLÓ

Geokémia gyakorlat. 1. Geokémiai adatok értelmezése: egyszerű statisztikai módszerek. Geológus szakirány (BSc) Dr. Lukács Réka

A BÜKKI KARSZTVÍZSZINT ÉSZLELŐ RENDSZER KERETÉBEN GYŰJTÖTT HIDROMETEOROLÓGIAI ADATOK ELEMZÉSE

Városi légszennyezettség vizsgálata térinformatikai és matematikai statisztikai módszerek alkalmazásával

A KUTATÁS EREDMÉNYEI ZÁRÓJELENTÉS

Kezdőlap > Termékek > Szabályozó rendszerek > EASYLAB és TCU-LON-II szabályozó rendszer LABCONTROL > Érzékelő rendszerek > Típus DS-TRD-01

KÖZEG. dv dt. q v. dm q m. = dt GÁZOK, GŐZÖK ÉS FOLYADÉKOK ÁRAMLÓ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE MÉRNI LEHET:

Információtartalmú elemzések a közlekedéseredetű szennyezőanyagok hatásvizsgálatánál

SZÉN NANOCSŐ KOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

P-gráf alapú workflow modellezés fuzzy kiterjesztéssel

Publikációk. Könyvek, könyvfejezetek:

FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Pécsi Tudományegyetem Közgazdaságtudományi Kar Regionális Politika és Gazdaságtan Doktori Iskola

PLATTÍROZOTT ALUMÍNIUM LEMEZEK KÖTÉSI VISZONYAINAK TECHNOLÓGIAI VIZSGÁLATA TECHNOLOGICAL INVESTIGATION OF PLATED ALUMINIUM SHEETS BONDING PROPERTIES

2004 Nyugat Magyarországi Egyetem, Faipari Mérnöki Kar Okleveles Könnyűipari Mérnök

TARTÁLY LÉGRITKÍTÁSÁNAK TERMODINAMIKAI MODELLEZÉSE

Intelligens Induktív Érzékelők

A tudományos munkák jegyzéke

B/16. számú melléklet Önéletrajz sablon

oklevél száma: P-1086/2003 (summa cum laude) A disszertáció címe: Integrálegyenletek és integrálegyenl½otlenségek mértékterekben

Önéletrajz Dr. Bányai Orsolya.

FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Süle Zoltán publikációs listája

KS WI ELŐNYPONTOK. Szennyeződésekre gyakorlatilag érzéketlen, nagypontosságú, hosszú élettartamú térfogatáram-mérő.

KAKAÓVAJ-EGYENÉRTÉKŰ NÖVÉNYI ZSÍROK ÉS A TÁROLÁSI KÖRÜLMÉNYEK HATÁSA CSOKOLÁDÉ MODELLRENDSZEREK REOLÓGIAI ÉS ÉRZÉKSZERVI JELLEMZŐIRE

NAGYKITERJEDÉSŰ ENERGIAELLÁTÓ HÁLÓZATRA TELEPÍTETT MÉRŐ ÉS ADATFELDOLGOZÓ RENDSZER

Baranyáné Dr. Ganzler Katalin Osztályvezető

KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

KORSZERŐ ÁRAMLÁSMÉRÉS 1. - Dr. Vad János docens Általános áramlásmérési blokk: páratlan okt. h. kedd

Áramlásmérő távadók UHF, ORIFICE, OTHERS

Construction of a cube given with its centre and a sideline

AZ A PRIORI ISMERETEK ALKALMAZÁSA

Performance Modeling of Intelligent Car Parking Systems

KS HORDOZHATÓ KIVITEL

TARTALOMJEGYZÉK. Füleki Péter. Aszfaltbeton keverékek fundamentális alakváltozási jellemzőinek kapcsolata a bitumenek teljesítményalapú paramétereivel

Pannon Egyetem Vegyészmérnöki- és Anyagtudományok Doktori Iskola

Összefoglalás. Summary. Bevezetés

Hasznos és kártevő rovarok monitorozása innovatív szenzorokkal (LIFE13 ENV/HU/001092)

MŰSZAKI TUDOMÁNY AZ ÉSZAK-ALFÖLDI RÉGIÓBAN 2010

SZAKIRÁNYOK A MISKOLCI EGYETEM MÛSZAKI INFORMATIKAI SZAKÁN

A TISZA FOLYÓ MODELLEZÉSE EGYDIMENZIÓS HIDRODINAMIKAI MODELLEL. TISZA-VÖLGYI MŰHELY alapító konferencia

Kognitív Infokommunikáció: egy ébredő interdiszciplína. Baranyi Péter DSc

Protoncserélő membrános hidrogén - levegő tüzelőanyag-cellák működési elve, szabályozása és alkalmazása

Correlation & Linear Regression in SPSS

I. BEVEZETÉS, MOTIVÁCIÓ, PROBLÉMAFELVETÉS

Quadkopter szimulációja LabVIEW környezetben Simulation of a Quadcopter with LabVIEW

OTKA nyilvántartási szám: T ZÁRÓJELENTÉS

Studia Mundi - Economica Vol. 2. No. 3.(2015) A KREATÍV MUNKAERŐPIACI MAGATARTÁSFORMÁK FEJLESZTÉSÉNEK SZÜKSÉGESSÉGE

DECLARATION OF PERFORMANCE CPR-20-IC-040

A megerosítéses tanulás és a szimulált hutés kombinált használata: algoritmusok és alkalmazások

Drótposta: ; ; Honlapom:

Publikációs lista Szabó Szilárd

MŰSZAKI TUDOMÁNY AZ ÉSZAK-KELET MAGYARORSZÁGI RÉGIÓBAN 2012

Bevezetés a kvantum-informatikába és kommunikációba 2015/2016 tavasz

MULTIMÉDIA ALAPÚ OKTATÁSI TECHNOLÓGIÁK GYAKORLATI ALKALMAZÁSÁNAK VIZSGÁLATA A KATONAI SZAKNYELVOKTATÁSBAN

Térbeli folyamatok elemzése WiFi alapú virtuális szenzor hálózattal

Ács Péter. Béres Csaba Zoltán Filó Csilla.: E-neighbourhood, azaz a hipertér lokális perspektívái in: Kultúra és Közösség 2003/1

Rezisztens keményítők minősítése és termékekben (kenyér, száraztészta) való alkalmazhatóságának vizsgálata

Supporting Information

Dobor Laura II. éves KDI hallgató

Kvartó elrendezésű hengerállvány végeselemes modellezése a síkkifekvési hibák kimutatása érdekében. PhD értekezés tézisei

A Magyar Honvédség hírrendszerének továbbfejlesztése

Kristályosítók modell prediktív szabályozása

FÖLDRAJZ ANGOL NYELVEN

SZAKMAI ÉLETRAJZ. Felsőfokú tanulmányok és végzettség: Budapesti Műszaki Egyetem, Villamosmérnöki Kar

Ellenörző számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

Kádár István 1 Dr. Nagy László 1 1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem,

HALLGATÓI KÉRDŐÍV ÉS TESZT ÉRTÉKELÉSE

Implementation of water quality monitoring

Influence of geogas seepage on indoor radon. István Csige Sándor Csegzi Sándor Gyila

VALÓS HULLÁMFRONT ELŐÁLLÍTÁSA A SZÁMÍTÓGÉPES ÉS A DIGITÁLIS HOLOGRÁFIÁBAN PhD tézisfüzet

Diagnosztikai szemléletű talajtérképek szerkesztése korrelált talajtani adatrendszerek alapján

HÍDTARTÓK ELLENÁLLÁSTÉNYEZŐJE

A TERMÉSZETES VÍZÁRAMLÁS ÉS A TERMÁLIS GYÓGYVIZEK HŐMÉRSÉKLETÉNEK KAPCSOLATA AZ ÉK ALFÖLD PORÓZUS ÜLEDÉKEIBEN

DR. LAKATOS ÁKOS PH.D PUBLIKÁCIÓS LISTÁJA B) TUDOMÁNYOS FOLYÓIRATBELI KÖZLEMÉNYEK

Pro sensors Measurement sensors to IP Thermo Professional network

FÖLDRAJZ ANGOL NYELVEN

Mérnök informatikus (BSc) alapszak levelező tagozat (BIL) / BSc in Engineering Information Technology (Part Time)

Pletykaalapú gépi tanulás teljesen elosztott környezetben

Mérnök informatikus mesterszak mintatanterve (GE-MI) nappali tagozat/ MSc in, full time Érvényes: 2011/2012. tanév 1. félévétől, felmenő rendszerben

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar

FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Átírás:

dr. Szakonyi Lajos VÁROSI VÍZGŐZHÁLÓZAT MODELLEZÉSE ÉS IDENTIFIKÁCIÓJA Doktori (PhD) értekezés TÉZIS FÜZET Pannon Egyetem Vegyészmérnöki Doktori Iskola Veszprém 2009

1. ELŐZMÉNYEK A kutatás bázisrendszeréül a mintegy 13 km hosszúságú, DN50-től DN450 ig változó névleges átmérőjű városi vízgőzhálózat szolgált, mely éves szinten ~130 ezer tonna vízgőz elosztásával a város jelentős részére terjed ki. A disszertáció megírását eredményező, únios támogatású GVOP projektmunka [P5, P6, P7, P18] új információs és kommunikációs technológiák regionális hasznosításával - a hálózatidentifikáció elvégzését [P21, P22], az energiaelosztás ellenőrzését biztosító monitoring rendszer [P18, P19]; - az anyag- és energiaáram hálózat modelljeként, változó forrásokkal, ellenállásokkal, fogyasztóhelyekkel működtethető szimulációs rendszer [P23, P24, P25, P26]; - a változó topológiák, üzemállapotok követésére alkalmas programcsomag [P20]; - a felügyeleti (intelligens monitoring) rendszer és a hálózati modellekhez illesztett irányítási stratégia [P27, P28, P29, P30, P31, P32] létrehozását célozta meg. A vízgőzhálózatot működtető és a hőenergiát szolgáltató cég üzemvitelt ellenőrző méréseinek pontatlansága, hiánya, ill. a fogyasztók számára biztosított energiaáramok követhetőségi igénye indokolta a hálózat áramlástani és hőátviteli modelljének kialakítását, új mérési, számítási módszerek és technikák kifejlesztését. 2. KUTATÁSI CÉL Az előbbi alkalmazott kutatás mérés- és műszertechnikai, informatikai eszközbázisához kapcsolódóan a disszertáció fő célkitűzései a következők: - az áramló közeg anyag- és állapotjellemzőinek, valamint áramlási paramétereinek (nedvességtartalom, sűrűség, hőátadási tényező, nyírófeszültség, kondenzfilmvastagság, fázisok térkitöltése, haladási sebessége stb.) becslésére szolgáló számítási módszerek kidolgozása [P18, P2, P15, P16, P17]; - a kétfázisú áramlás minősítésére, az áramlási formák jellemzésére alkalmas mérési módszerek, mérőeszközök és számítási módszerek kifejlesztése, gyakorlati hasznosítása [P20, P14, P15, P16, P17]; - a regionális vízgőzhálózat elemekre bontása, az elemekre és a teljes hálózatra vonatkozó matematikai modellek felállítása, modellszimuláció [P18, P19, P20, P1, P3, P2]; 1

- 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 [P19, P8, P9, P10, P1]. 2.1. Outline of the research entitled: Identificaton of an Urban Steam-network The main aims and results are the following: - establishment of calculation methods for the estimation of the thermodynamic properties of a flowing medium [P18, P2, P15, P16, P17]; - development and practical application of measurement methods, measuring devices and computation methods for the qualification of the two-phase flow and the characterization of flow regimes [P20, P14, P15, P16, P17]; - construction of the mathematical model of the elements of the network and the model of the whole network as well, model-based simulation of the network [P18, P19, P20, P1, P3, P2]; - to develop and perform identification measurements in order to estimate model parameters and validate the mathematical model [P19, P8, P9, P10, P1]. 2.2. Auszug der Forschungsarbeit mit dem Titel Identifikation städtischen Wasserdampfnetzes Die wichtigsten Zielsetzungen und Ergebnisse sind die Untenstehenden: - Ausarbeitung der Berechnungsmethoden zur Schätzung der Zustangrössen strömenden Mediums [P18, P2, P15, P16, P17]; - Entwicklung und praktische Verwendung der Messverfahren, der Messinstrumente und der Berechnungsmethoden zur Qualifizierung der zweiphasigen Strömung und Kennzeichnung der Strömungsformen [P20, P14, P15, P16, P17]; - Aufstellung mathematischer Modelle zur Elemente regionalen Wasserdampfnetzes und für das ganze Netz, Modellsimulation [P18, P19, P20, P1, P3, P2]; - Planverfassung und Ausführung der Identifizierungsmessungen zur Schätzung der Modellparameter und zur Modellprüfung [P19, P8, P9, P10, P1]. 2

3. ALKALMAZOTT VIZSGÁLATI / KÍSÉRLETI MÓDSZEREK Az értekezés kísérleti (vizsgálati) részében a vízgőzhálózat bontásával nyert berendezésekre és berendezéselemekre matematikai modellként először az áramlástani, hőátviteli makrofolyamatok fenomenologikus összefüggéseit alkalmaztam. A kondenzálódás következményeként a vízgőzhálózat egyes ágaiban a két fázis egyidejű jelenléte azonban indokolta a fázisváltozás mikrofolyamatainak elemzését, az egyes fázisjellemzők közötti kapcsolatok formális leírását is. E munkaszakasz eredményezte az 1. tézis felállítását. A levezetett összefüggések, valamint a vízgőzhálózati modellegyenletek szimulációs futtatásainak igazolása identifikációs mérések megvalósítását tette szükségessé az ipari objektumon. Ez a hagyományos ipari mérés- és műszertechnikai háttéren túlmenően egyedi tervezéssel és kivitelezéssel megvalósított speciális érzékelők, a mobil adatátvitelt, a mérésadatgyűjtést és feldolgozást biztosító infokommunikációs rendszer tervezését és vízgőzhálózatra telepítését, a hagyományos üzemi áramlásmérőkkel szolgáltatott mérési adatok korrekcióját, a jellegzetes üzemállapotokban elvégzett kísérletek megtervezését, a kifejlesztett mérőberendezések üzemi körülmények között végzett kalibrálását jelentette. A monitorozási stratégia megtervezése és gyakorlati próbája vezetett a 2. tézis felállításához. A vízgőzhálózati modellegyenletek szimulációs futtatásai és az identifikációs mérések kiértékelése alapján bebizonyosodott, s a vízgőzhálózat energetikai jellemzéséül szolgált, hogy a gőzszolgáltató által, a Nyugati részhálózaton a gőzkiadás és a gőzfelhasználás között kimutatott, éves szinten ~52 %-os tömegáram (hőáram) különbözetből mintegy 20 % a kondenzleválasztóknál a környezetbe hasznosítatlanul eltávozó kondenzveszteség. A hiányzó ~30 % a pontatlan gőzáram méréseknek tulajdonítható. Az előbbi megállapítások és a szolgáltató hálózatüzemeltetési stratégiájának megismerése további, a kétfázisú áramlás rétegzett és gyűrűs áramlási formáinak nyomon követésére is alkalmas mérések elvégzését, s a fogyasztók számára jutatott vízgőz minőségét jellemző felügyeleti rendszer létrehozását, tehát az identifikációs vizsgálatokhoz kidolgozott, a 3. tézisben rögzített mérési és számítási módszerek üzemviteli célú hasznosítását támasztották alá. Az előbbiek gyakorlati megvalósítására az egyik nagyfogyasztó hőközpontjában került sor. Az itt elvégzett irányított beavatkozások módosították a kétfázisú rétegzett áramlás 3

sebességviszonyait, az áramló fázisok állapotjellemzőit. Az előbbi identifikációs vizsgálatok és kiértékelésük volt a próbája az új mérési, számítási módszereknek és technikáknak. Végül fenomenologikus közelítéssel nyert, dimenziómentes számok (Froude-, Weber-, Reynolds- szám) kapcsolatával jellemzett összefüggések felhasználásával gyűrűs kétfázisú áramlás minősítésére szolgáló számítási módszert ismertetem, mely ugyancsak a kifejlesztett mérési technikán alapul, azonban a vízgőzhálózat jelenlegi üzemvitelét jellemző feladási sebességeknél jóval nagyobb értékeknél alkalmazható. 4. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK 1. tézis. A fázisváltozás mikrofolyamatait jellemző összefüggések felállítása A telített gőz függőleges falon történő lamináris filmkondenzációját értelmező Nusselt-féle modellt a függőleges falat egy vízszintes csőszakasz belső félpalástjával helyettesítve, a folyadékfilm és a kis sebességgel (mérésekkel alátámasztott, 5 10 m/s alatti) áramló gőz közötti nyírófeszültséget elhanyagolva terjesztettem ki zárt, vízszintes helyzetű csővezetékben történő kondenzálódásra [P18, P8, P9, P10, P1, P11, P12, P3, P13, P4, P2]. - A csőszakasz belső palástfelületét elemi szélességű, a függőleges síkkal 0 o és között változó szöget bezáró, téglalap palástelemekkel közelítettem, a palástelemeken kondenzálódó folyadékfilm elemeire az erőegyensúlyt a súlyerő falirányú összetevője és a részecskék közötti falirányú súrlódási erő eredőjeként megadva a differenciálegyenlet megoldásakor palástelemenként az ívérintő irányú folyadéksebességre nyertem összefüggést. - A kondenzfilm-vastagság sugárirányú változásával a falon lecsurgó folyadék sebessége, sűrűsége és az általa kitöltött keresztmetszet szorzataként az integrálásokat palástelemenként elvégezve, a keletkező tömegáramok összegezésével a hengeres, egységnyi hosszúságú vízszintes csőszakasz felső alkotójától kezdődően a paláston lefolyt, a filmvastagság köbével arányos kondenz-tömegáramot határoztam meg. - A kondenzálódás során időegység alatt felszabadult hőmennyiséget a kondenzátum és a csőfal közötti hőmérsékletkülönbség hatására, a filmrétegen át a hőelvonó csőfalig vezetéssel haladó hőárammal egyezőnek tekintettem, s az így nyert differenciálegyenlet integrálása a kondenzfilm vastagság, a hőátadási tényező, a kondenz geometriai elrendeződésének jellemzésére szolgáló összefüggéseket o 90 4

eredményezett, melyeket a működő hálózat áramlástani, hőátviteli modellezésénél, minősítésénél alkalmaztam. 2. tézis. A felügyeleti rendszer monitorozási stratégiájának kidolgozása a kétfázisú áramlás minősítésére, a kondenzáramok mérésére szolgáló technikák (mérő-, adatátviteli, adatgyűjtő- és adatfeldolgozó rendszerek) létrehozásával Megállapítottam, hogy a vízgőz ellenőrzésére jelenleg működtetett mérőeszközök nem alkalmasak a vízgőz nedvességtartalmának, a fogyasztói hálózatvégeken esetlegesen kialakuló kétfázisú áramlás során az eltérő sebességgel haladó fázisok sebességének és térkitöltésének meghatározására, ennek megoldását az általam kidolgozott, intelligens monitorozást biztosító felügyeleti rendszer teszi lehetővé [P5, P6, P7, P19, P20, P4, P14, P33]. - A hagyományos ipari mérőberendezések mellett nélkülözhetetlen az általam kidolgozott, egyedi tervezéssel és kivitelezéssel megvalósított, a 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. - A kidolgozott monitorozási stratégia lehetővé teszi a vízgőzhálózat üzemvitelét minősítő korrekt tömeg- és energiamérleg megadását, biztosítja a mérés- és műszertechnikai, metrológiai háttérbázist a helyi ellenőrzést, a központi felügyeletet és adatgyűjtési feladatokat megvalósító infokommunikációs rendszer megfelelő működéséhez. 3. tézis. 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 5

sebességviszonyait, a fázisok által a csőszelvényben elfoglalt keresztmetszeteket, a térfogattörteket és a tömegáramtörteket [P19, P20, P4, P14, P15, P16, P17]. - A számítási módszer a 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, s e vezetékszakaszok belépő tömegárama állandósult állapotban a csomóponti egyenletek alapján számított érték. - Az átfolyási egyenlet alapján a tömegáramot a mért nyomáson és hőmérsékleten a telített száraz vízgőz sűrűségével számító hagyományos szűkítőelemes áramlásmérők mért értékei - a kétfázisú áramlás esetleges kialakulásával - a nedves vízgőz száraz vízgőznél nagyobb sűrűsége miatt korrigálandók, ezért az áramlásmérők korrekciós szorzóját a szűkítőelemeknek állandó átfolyási számot feltételezve a Reynolds számok állandósági határgörbét meghaladó értékeire való hivatkozással - az átlagos és a vízgőzsűrűség négyzetgyöke hányadosaként határoztam meg. Így kiszámíthatók a vízgőz nedvességtartalmát minősítő térfogatáramtörtek, a homogénnek tekintett közeg átlagos sűrűsége, átlagos sebessége, az össztérfogatáram-, a fázis térfogatáram- és a fázis tömegáram-értékek. - 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 csőszelvény-keresztmetszet 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. NEW SCIENTIFIC RESULTS 1. Establishment of formulas for the qualification of the micro-processes of phase change I have extended the Nusselt-model of laminar film condensation on vertical wall to the case of condensation in a closed, horizontal pipe, substituting the vertical wall by the inner halfsurface of a horizontal pipe segment and neglecting the shear-stress between the liquid film 6

and the low velocity (verified by measurements, below 5...10 m/s) steam [P18, P8, P9, P10, P1, P11, P12, P3, P13, P4, P2]. - I have approximated the inner surface area of the pipe segment with rectangular surface elements having various angles with the vertical plane in the range of 0-90 degrees. I have derived a formula for the angular velocity of the liquid, solving a differential equation describing the force-balance of the elementary volumes of the liquid film - I have obtained a condensate mass flow proportional to the third power of the thickness of the liquid film by integrating the mass flows on each surface element starting from the upper generatrix of the horizontal pipe segment - concerning the radial variations of the film thickness. - I have assumed the equality of the heat released due to condensation and the conductive heat flux towards the wall through the liquid film. The solution of the differential equation based on this assumption resulted in formulae, which can be applied to qualify the geometry of the condensate film, film thickness, heat transfer coefficient. I have applied these formulas for the energetic- and transport modelling, and ualification of the network. 2. Development of the monitoring strategy of a supervisory system by the establishment of qualification methods of two phase flow, and measurement techniques (measurement-, data collecting and processing systems) of condensate flows I have found that the currently used measurement devices are not capable of determining the liquid content of the steam, the different phase velocities, and the volume occupation of the phases in the case of occasionally arising two-phase flow at the consumers. The solution of this problem can be approached by the developed supervisory system providing intelligent monitoring [P5, P6, P7, P19, P20, P4, P14, P33]. - In addition to the traditional measuring devices it is crucial to build in special measuring and sensory devices (measurement devices capable of measuring velocity distribution, volume occupation of the phases, and condensate flows towards the environment) based on unique design and ensuring permanent control. 7

- The monitoring strategy developed enables the calculation of the correct mass- and energy balance qualifying the operation of the steam network -, and forms the metrological basis for the proper operation of the info-communication system performing local control, central supervision, and data collection. 3. Establishment of measurement and calculation methods for the qualification of two-phase flow I have determined the phase velocities, the volume occupations, the voume fractions and the volume-flow fractions in the case of annular and stratified two-phase flow in horizontal pipe by the simultaneous application of orifice plates and special flow meters based on local dynamic pressure measurements [P19, P20, P4, P14, P15, P16, P17]. - The calculation method starting from the source towards the consumers is based on the processing of the measurement results for each pipe segment, branching from the main branch assuming the homogenous and the slip model. The inflow of mass of these segments in stationary case is calculated from the nodal equations. - The measured values of the traditional orifice plates has to be corrected - in the case of the occasionally arising two-phase flow - due to the density difference of the wet and the dry steam. I have calculated the correctional multipliers of the flow-meters as the quotient of the square roots of the average phase density and the density of the steam assuming constant flow coefficient corresponding to the high Reynolds numbers. In this way the volume-flow fractions - qualifying the liquid content of the steam -, the average density of the medium, the average velocity, the sum of mass flow, the phase volume flow and the phase mass flow can be calculated. - The phase (steam) mass flow obtained by the orifice plate based measurement under,,homogenous model assumption cannot be smaller than the mass flow calculated from the average velocity, which is obtained from the local dynamic pressure measurements. In view of the measured average velocity and the mass flow obtained from the orifice plate based measurement, the mass fractions, mass flow fractions and the volume occupation of the phases can be calculated. 8

5. TOVÁBBI KUTATÁSI FELADATOK A jelenlegi irányítási rendszer hiányossága a vízgőzhálózatra történő energiakiadás szempontjából a vízgőzhőmérséklet ingadozásával kívánatos kompenzáció, az önműködő irányított beavatkozás elmaradása. Ugyanis az erőművi üzemvitel és irányítás a villamos energiatermelés lehető legjobb energetikai hatásfokának elérését támogatja, s nem a külső fogyasztóknak kiadott vízgőzenergia hőtartalmának értékentartását. Fogyasztóhelyenként az állandó minőségű száraz, ill. csekély nedvességtartalmú vízgőz biztosítása a fogyasztóhelyhez közeli érzékeléssel és beavatkozással valósítható meg. A nagyfogyasztóknál kialakított méréstechnikai, műszertechnikai háttér az alábbi üzemviteli tényezők: - az erősen lecsökkent fogyasztószám és vízgőzigény, - a tervezett és lehetséges kapacitásánál jóval alacsonyabb kihasználással működő vízgőzhálózat üzemvitele, - a tartós szaturációs állapot kialakulása miatt nem alkalmas a telített vízgőz állapotváltozásának, a nedves, változó nedvességtartalmú vízgőz minőségének követésére. A monitoring rendszerben jelenleg alkalmazott hagyományos mérőeszközökkel és távadókkal [P31, P32] nem kapunk információt a csőben lévő áramlás többfázisú jellegéről és a kondenzleválasztók működéséről. Szükséges a megbízható méréseken, a vízgőz állapotjellemzők pontos ismeretén alapuló, a korrekt energiaelszámolás feltételeit biztosító számítógépes felügyeleti rendszer kialakítása. A beépítésre javasolt mérő-, adatgyűjtő- és adatfeldolgozó eszközök, s az alkalmazott felügyeleti keretrendszer az identifikációs mérések idején beüzemelésre került, további hasznosításuk feltétlen szükséges a kialakítandó felügyeleti rendszer működtetésénél. Az intelligens monitorozást biztosító felügyeleti rendszer létrehozásának előfeltételei az alábbiak: - 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 9

áramlásmérőhelyek közelében a csőszelvényben kialakult sebességeloszlás folyamatos ellenőrzése helyi dinamikus nyomásmérés elvén, - valamennyi, a gerincvezetékről leágazó ágban telepített kondenzleválasztó távozó tömegáramának folyamatos 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. 6. IRODALOMJEGYZÉK Referált folyóirat [P1] [P2] [P3] [P4] 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. 91-102, 2006, HU ISSN 1788-1994 L. Szakonyi: Energetic model of an elementary pipe-segment of a steam-water network, Pollack Periodica, An International Journal for Engineering and Information Sciences, HU ISSN 1788. 1994. Akadémiai Kiadó, Budapest, Vol. 2, No. 1, pp. 63-78, 2007. I. A. Jancskar - Z. Sari - L. Szakonyi - A. Ivanyi: Diffuse Interface Modeling of Liquid- Vapor Phase Transition with Hysteresis, Physica B, Vol. 403, pp. 505-508, 2008, ISSN 0921-4526, SCI: 0.872 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] [P6] Szakonyi L.: Városi vízgőzhálózat identifikálása, számítógépes felügyeleti rendszerének kidolgozása, IV. Alkalmazott Informatika Konferencia, X. Folyamatinformatika Szekció (Irányítás, tervezés), Kaposvár, 2005. máj. 27. (ISSN 1418-1789) Szakonyi L.: Infokommunikációs technológia kidolgozása és regionális hasznosítása az energiaelosztás területén, Informatika a felsőoktatásban Konferencia, Műszaki Informatika Szekció, Debrecen, 2005. aug. 24-26. Konferenciakiadvány, pp. 139. (ISBN 963 472 9009 6) [P7] Szakonyi L.: Városi vízgőzhálózat modellezése és számítógépes felügyeleti rendszerének kidolgozása, Acta Agraria Kaposváriensis, Kaposvári Egyetem, Vol. 10, No. 1, 2006, pp. 157-162. [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, 12-15 10

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 1-905088-01-9 [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, 25-29 September 2006, pp. 643-646, (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, 26-27 October, 2006, M. Ivanyi (Ed.), pp. 29, ISBN 978-963-642-118-2 [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, 25-26 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, 18-21 September, 2007, pp. 217, ISBN 978-1-905088-15-7, Abstract Book [P14] Szakonyi L.: Új infokommunikációs technológia kidolgozásának, regionális hasznosításának képzéskorszerűsítésre gyakorolt hatása a mérnök informatikus szakon, Informatika a felsőoktatásban Konferencia, Debrecen, 2008. aug. 27-29, paper 149, pp. 1-10 [P15] L. Szakonyi - P. Iványi - 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, 27-31 Julius 2008, pp. 222 [P16] L. Szakonyi - P. Iványi - 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, 20-21 October 2008, M. Iványi (Ed.), pp. 55 Zárójelentések, jegyzetek [P18] Nemzeti Fejlesztési Terv GVOP-3.1.1.-2004-05-0125/3.0 projekt, I. Részletes szakmai beszámoló, 2006. jan., (projektvezető: Szakonyi L.) [P19] Nemzeti Fejlesztési Terv GVOP-3.1.1.-2004-05-0125/3.0 projekt, II. Részletes szakmai beszámoló, 2007. jan., (projektvezető: Szakonyi L.) [P20] Nemzeti Fejlesztési Terv GVOP-3.1.1.-2004-05-0125/3.0 projekt, III. Részletes szakmai beszámoló, 2008. jan., (projektvezető: Szakonyi L.) [P21] Szakonyi L.: Jelek és rendszerek, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, 1998. [P22] Szakonyi L.: Jelek és rendszerek I., PTE PMMK jegyzet, Pécs, 2002. 11

[P23] Szakonyi L.: Cementgyári nyerslisztgyártás rendszertechnikai vizsgálata, Doktori értekezés, Veszprémi Vegyipari Egyetem, 1983. [P24] Szakonyi L.: Jelek és rendszerek II., PTE PMMK jegyzet, Pécs, 2002. [P25] Szakonyi L.: Műszaki rendszerek és hálózatok, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, 1998. [P26] Szakonyi L.: Műszaki rendszerek és hálózatok, PTE PMMK jegyzet, Pécs, 2002. [P27] Szakonyi L. - Jancskárné A. I.: Szabályozások, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, 1998. [P28] Szakonyi L.- Jancskárné A. I.: Szabályozások, PTE PMMK jegyzet, Pécs, 2002. [P29] Szakonyi L. - Jancskárné A. I.: Folyamatirányítás, Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), Pécs, 1998. [P30] Szakonyi L. - Jancskárné A. I.: Számítógépes folyamatirányítás, PTE PMMK jegyzet, Pécs, 2002. [P31] Szakonyi L: Irányítástechnika I. Multimédiás főiskolai jegyzet (Phare program támogatásával), 1998. [P32] Szakonyi L: Irányítástechnika I., PTE PMMK jegyzet, Pécs, 1998. [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, 18-21 September, 2007, paper 217, pp. 1-10, ISBN 978-1-905088-15-7, Full paper CD 12