MIKE URBAN MOUSE Csıhálózati áramlási modell Modell elemek Készült az projekt keretében, a DHI Prága oktatási anyagainak felhasználásával 1 Kiválasztás menü és eszköztár Csomópontok és csövek A csomópont egyszerő elem (akna) ami két csövet csatlakoztat és megengedi a rendszer felszíni terhelését A legtöbb esetben a helyzet egyszerő: egy aknához egy csıcsatlakozik és távozik. De lehetnek igen bonyolult helyzetek, amikor több, különbözı szinten csatlakozó (esetleg kimenı) csatorna kapcsolódik... 1
Akna geometria Az akna helyét rögzítı koordináták, a fenékszint, terepszint és az átmérı képezik a fı geometriai adatokat. Átmérı (m) Terepszint (m) Fenékszint (m) MOUSE csomópontok: elfolyásos és nem elfolyásos aknák Elfolyásos aknák: A kiömlı víz elvész a rendszerbıl Nem elfolyásos aknák: A megadott szint felett kiömlı víz ki van véve az aknára vonatkozó folytonossági egyenletbıl MOUSE csomópontok: : Tározó Ez a csomópont típus megfeleltehetı: Nem körkeresztmetszető aknaként Tartályként Tározóként Természetes tóként A tározókat, mivel a csatornamodell 1D-s, aknaként modellezzük annak ellenére, hogy térfogata annál sokkal nagyobb is lehet. A vízmélységgel változó térfogatot azonban figyelembe vesszük. 2
MOUSE csomópontok: : Tározó 1.8 10 6 m 3 3.5 10 6 m 3 0.6 10 6 m 3 MOUSE csomópontok: : Tározó Tározó adatok: 19.20 X-koordinata Y-koordinata Terepszint [m Bf.] Fenékszint [m Bf.] Kritikus szint [m Bf.] Kifolyó szelvény Geometriai adatok: H = magasság [m Bf.] Ac= átfolyási keresztmetszet (m2) As= vízfelszín (m 2 ) Ac (m 2 ) As (m 2 ) 16.20 14.20 20.00 3.00 5.00 3.00 MOUSE csomópontok: : Tározó geometria A tározó geometriáját a magasság (H) és a hozzá tartozó vízfelszín területével (As), valamint a folyásirányra merıleges átfolyási területtel (As) írjuk le. 3
MOUSE csomópontok: egyéb típusok KIFOLYÁS: - Állandó, vagy idıben változó víszint mint kerületi feltétel szabad vagy visszaduzzasztott kifolyás - Felhasználói Q-H kapcsolat - Egy kifolyáshoz csak egy csı csatlakoztatható TÁROZÓ CSOMÓPONT: - Fiktív csomópont méretek nélkül -Feladata bukó vagy szivattyú által keletkezı terhelés fogadása - A tározódó víz a megadott függvény szerint visszafolyik a rendszerbe - A felszíni kiöntések szimulációjára szolgál Energiaveszteség az aknákban Sokesetben az aknáknál fellépı veszteségek a csısúrlódásihoz képest elhenyegolhatók. Az áramlást azonban megzavarhatja az iránytörés, fenékesés, átmésı és szelvényváltás, és különösen ha egy aknához több csatorna csatlakozik.. Egy be- és kivezetéses, irányváltásos akna 6.8 Q out a Q in b Csövek - Geometria A fı geometriai adatok: kezdı- és végcsomópont (aknák), fenékszintek és a szelvényalakok és szelvényméretek. Felvízi akna Csıhossz Alvízi akna Fenékszint 4
Csövek - Keresztszelvények A leggyakoribb körszelvényen kívül igen sokféle fordul elı a gyakorlatban... Kör Tojás B Összetett Csısúrlódási veszteség A veszteség a csıfal érdességétıl függ. Például a mőanyagcsı sokkal simább mint a beton Az érdességet többnyire a Manning számmal jellemezzük (50 : nagyon érdes - 85 : nagyon sima) A valóságban a veszteségeket az illesztések és az irányváltások is befolyásolják. Ez az oka, hogy a tényezı gyakran kalibrálandó. Szabványos szelvények a MIKE URBAN MOUSE-ban Kör Négyszög B = D Tojás Dán tojás B B = D 5
Magasság Széllesség adatok H-W koordinaták alulról felfelé H 3 H 2 H 1 W 1 W 2 W 3 H 3 H 2 H-W Nyílt W H-W Zárt Mag. Szélesség 0.0 0.0 0.2 0.5 0.5 0.7 0.6 1.5 1.0 2.2 1.4 2.7 2.0 3.0 2.6 2.7 3.0 2.2 4.0 0.0 Magasság H 1 W 1 W 2 W W 3 Szélesség A keresztszelvények megadása (XZ) Z 1 2 3 4 5 6 7 X-Z Nyílt 8 Az X-Z koordináták óramutató járásával ellentétes iránban történı megadása Z 6 5 4 3 7 8 1 2 X-Z Zárt X X Aknák és csövek a szoftverben A MOUSE modell l különbözı típusú csomópontokból és kapcsolatokból áll: a legygakrabban aknákból. A rendszert ezek kapcsolatai éítik fel 6
Keresztszelvény szerkesztı a MOUSE-ban Szivattyútípusok Hidraulikai szempontból fıként két típusú szivattyút alkalmazunk a csatornahálózatokban: Centrifugál és Archimedes csigaszivattúkat A szivattyúk állandó és változó fordulatszámmal üzemelhetnek A szivattyúzás = energiaátadás a folyadéknak Szivattyú jelleggörbe Példák az átemelı üzemelésére Leürítı nyitva => gravitációs üzem: Vízszint a csatornában szivattyú(nem üzemell ) Leürítı NYITVA Befogadó Leürítı zárva => Szivattyúzás: szivattyú (üzemel ) Befogadó Max cstornabeli vízszint Leürítı ZÁRVA 7
Az átemelı helyszíne és üzemelése A szivattyúkat gyakran helyezzük egyazon aknába és üzemeltetjük együttesen, vagy váltakozva, a biztonság és az élettartam növelése érdekében Többletszivattyúkat léptethetünk üzembe, ha a normál kapacitás kimerült, a terhelés nagyobb A csatornázási modellezés problémáit gyakran a szivattyúk helyes modellezése okozza correctly Szivattyúk - 1 példa Szivattyúk - 2 példa 8
Szivattyúk - 3 példa MOUSE Bukók Bukókat használunk a túlterhelések csökkentésére A bukók ugyancsak alkalmasak a hálózati pontokon szükséges lefolyásirányításra A túlfolyó lehet szabad, vagy visszaduzzasztott átbukású A modellben a felhasználó által megadható a Q-H görbe, vagy a bukóképlet Bukó - geometria A bukók fı geometriai jellemzıit az alvízi- és a felvízi szintek (aknák/tározók), a bukóélszint, a bukóél hossza és szelvénye Szélesküszöbő bukó Élesküszöbő bukó 9
Bukási típusok Szabad átbukás Alulról befolyásolt átbukás Bukóképlet szabad átbukás Homlokbukó Oldalbukó B : vízfelszín szélessége H : átbukási magasság K c : Bukótényezı (veszteségtényezı) Bukók - fotó 10