JP7306918B2 - Water Hammer Analyzer - Google Patents

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本発明の実施形態は、管路系で発生する水撃現象を解析する水撃解析装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a water hammer analysis device for analyzing a water hammer phenomenon occurring in a pipeline system.

流体が内在する配管系では、流体は、調整弁などによって所定の時間に所定の流量になるよう調整されるが、調整弁の開閉動作を急激に行うと、流体の慣性その他の原因で管路内の流体圧力が大きく変動する、いわゆる水撃現象が発生する。この水撃現象が発生すると、条件によっては一時的に設計圧力を超え、管路そのもの、あるいは管路に配設された機器等に損傷を招くリスクがある。このため、水撃現象の予測あるいは防止について、これまでにも様々な手段が用いられており、例えば、導水路制御システムにおいて水撃予測手段を組込み、導水路内の圧力変動等の予測値が許容値以内になるよう制御する技術が提案されている。 In a piping system that contains fluid, the fluid is regulated by a regulating valve or the like so that it reaches a prescribed flow rate at a prescribed time. A so-called water hammer phenomenon occurs in which the fluid pressure inside fluctuates greatly. When this water hammer phenomenon occurs, depending on the conditions, there is a risk of temporarily exceeding the design pressure and causing damage to the pipeline itself or equipment installed in the pipeline. For this reason, various means have been used to predict or prevent water hammer phenomena. Techniques have been proposed to control to within the allowable range.

水撃現象の予測に用いられる一般的な解析手法については、管路軸方向に一次元化した流体の運動方程式と連続の式を、管路軸方向分割長と時間分割長との間に一定の関係を設定して簡略化する特性曲線法などが知られており、専用の流体解析ソフトが市販されている。こうした従来の流体解析ソフトウェアでは、管路系のモデルと弁開閉動作などの境界条件をデータとして与え、計算はあらかじめプログラムされたコードにより行われる。そのため、この流体解析ソフトを使うユーザーはデータの入力方法を知る必要はあるが、解析がどのように行われたかについては知らされておらず、いわばブラックボックスになっている。 As for the general analysis method used for predicting water hammer phenomenon, the fluid motion equation and the continuity equation that are one-dimensionalized in the pipeline axial direction are fixed between the pipeline axial direction division length and the time division length. A characteristic curve method for setting and simplifying the relationship of is known, and dedicated fluid analysis software is commercially available. In such conventional fluid analysis software, a pipe system model and boundary conditions such as valve opening/closing operations are given as data, and calculations are performed by pre-programmed codes. Therefore, users of this fluid analysis software need to know how to input data, but they are not told how the analysis was performed, so it is a black box.

また、流体解析ソフトウェアのプログラムの作成過程で生じる仮定や制限に合致しない管路系を扱う場合には、プログラムされたコードを修正する必要が生じる。更に、流体解析ソフトウェアの品質保証の観点からは、プログラムされたコードを作成・修正した場合に水撃現象の解析が正しく行われたかの検証(ベリフィケーション)と、その解析結果の妥当性の確認(バリデーション)を行う、いわゆるV&Vが必要になる。 Also, when dealing with a pipeline system that does not meet the assumptions and limitations that arise in the process of creating a program for fluid analysis software, it becomes necessary to modify the programmed code. Furthermore, from the viewpoint of quality assurance of fluid analysis software, verification of whether the analysis of the water hammer phenomenon was performed correctly when the programmed code was created and modified (verification), and confirmation of the validity of the analysis results So-called V&V, which performs (validation), is required.

特開平11-305842Japanese Patent Laid-Open No. 11-305842

しかしながら、上述の従来の流体解析ソフトウェアでは、プログラムされたコードが開示されていない場合には、管路系のモデル等をデータとして作成したユーザーのみでは、水撃現象の解析についてV&Vは容易ではない。また、プログラムされたコードが開示されている場合でも、計算過程を逐一検証するにはデバッガなどの特別な環境が必要になり、V&Vに要する労力が小さくないという課題がある。 However, with the above-mentioned conventional fluid analysis software, if the programmed code is not disclosed, it is not easy to perform V&V for the analysis of the water hammer phenomenon only by the user who created the pipe system model etc. as data. . Also, even if the programmed code is disclosed, a special environment such as a debugger is required to verify the calculation process step by step, and V&V requires considerable labor.

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、特別なプログラム言語の知識を用いることなく、水撃現象の解析が正しく行われたかを容易に検証できると共に、その解析結果の妥当性を容易に確認できる水撃解析装置を提供することを目的とする。 The embodiments of the present invention have been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and can easily verify whether the analysis of the water hammer phenomenon has been correctly performed without using knowledge of a special program language, and can It is an object of the present invention to provide a water hammer analysis device capable of easily confirming the validity of results.

本発明の実施形態における水撃解析装置は、管路内の流体の水頭及び流量の変化により発生する水撃現象を解析する水撃解析装置において、前記管路の各部の管仕様情報を記録する管仕様情報記録手段と、前記管路内の各部における水頭及び流量を含む水撃解析パラメータ情報の時刻歴を記録する水撃解析パラメータ情報記録手段と、前記管仕様情報の値と前記水撃解析パラメータ情報の前時刻値とを用いて、前記水撃解析パラメータ情報の現時刻値を計算式により算出する計算手段と、異なる時刻に関する前記計算手段の前記計算式を表示可能な表示手段と、を有して構成されたことを特徴とするものである。 A water hammer analysis device according to an embodiment of the present invention is a water hammer analysis device that analyzes a water hammer phenomenon that occurs due to changes in the head and flow rate of a fluid in a pipeline, and records pipe specification information for each part of the pipeline. pipe specification information recording means; water hammer analysis parameter information recording means for recording a time history of water hammer analysis parameter information including water head and flow rate in each part in the pipeline; values of the pipe specification information and the water hammer analysis; calculation means for calculating the current time value of the water hammer analysis parameter information using a calculation formula using the previous time value of the parameter information; and display means capable of displaying the calculation formula of the calculation means relating to a different time. It is characterized in that it is configured to have

本発明の実施形態によれば、特別なプログラム言語の知識を用いることなく、水撃現象の解析が正しく行われたかを容易に検証できると共に、その解析結果の妥当性を容易に確認できる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to easily verify whether or not the analysis of the water hammer phenomenon has been correctly performed without using knowledge of a special program language, and to easily confirm the validity of the analysis result.

第1実施形態に係る水撃解析装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the water hammer analysis apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態における単一配管の管路構成を示すモデル図。FIG. 2 is a model diagram showing the pipeline configuration of a single pipe in the first embodiment; 図1の管仕様記録スプレッドシートの構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the pipe specification recording spreadsheet of FIG. 1; 図3の管仕様記録スプレッドシートの他の部分を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing another portion of the pipe specification recording spreadsheet of FIG. 3; 図1の進行波情報値スプレッドシートの構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of a traveling wave information value spreadsheet in FIG. 1; 図1の後退波情報値スプレッドシートの構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of a backward wave information value spreadsheet in FIG. 1; 図1の流量値スプレッドシートの構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the flow rate value spreadsheet of FIG. 1; 図1の水頭値スプレッドシートの構成を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the water head value spreadsheet of FIG. 1; 第1実施形態の水撃解析装置による解析結果を示すグラフ。The graph which shows the analysis result by the water hammer analysis apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態に係る水撃解析装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the water hammer analysis apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態における複合配管の管路構成を示すモデル図。The model figure which shows the pipeline structure of the composite piping in 2nd Embodiment. 図10の管仕様記録スプレッドシートの構成を示す構成図。FIG. 11 is a configuration diagram showing the configuration of the pipe specification recording spreadsheet of FIG. 10; 図10の進行波情報値スプレッドシート(図13(A))、後退波情報値スプレッドシート(図13(B))のそれぞれの構成を示す構成図。FIG. 11 is a configuration diagram showing respective configurations of the forwarding wave information value spreadsheet (FIG. 13A) and the backward wave information value spreadsheet (FIG. 13B) of FIG. 10; 図10の流量値スプレッドシート(図14(C))、水頭値スプレッドシート(図14(D))のそれぞれの構成を示す構成図。FIG. 11 is a configuration diagram showing the configuration of each of the flow rate value spreadsheet (FIG. 14(C)) and the water head value spreadsheet (FIG. 14(D)) of FIG. 10; 第2実施形態の水撃解析装置による流量値の解析結果を示すグラフ。The graph which shows the analysis result of the flow value by the water hammer analysis apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の水撃解析装置による水頭値の解析結果を示すグラフ。The graph which shows the analysis result of the water head value by the water hammer analysis apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る水撃解析装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the water hammer analysis apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 図17の管仕様記録スプレッドシートの構成を示す構成図。FIG. 18 is a configuration diagram showing the configuration of the pipe specification recording spreadsheet of FIG. 17; 図17の進行波情報値スプレッドシート(図19(A))、後退波情報値スプレッドシート(図19(B))のそれぞれの構成を示す構成図。FIG. 18 is a configuration diagram showing the configuration of each of the forwarding wave information value spreadsheet (FIG. 19A) and the backward wave information value spreadsheet (FIG. 19B) of FIG. 17; 図17の減圧フラグスプレッドシート(図20(C))、蒸気生成量スプレッドシート(図20(D)のそれぞれの構成を示す構成図。FIG. 17 is a configuration diagram showing the respective configurations of the decompression flag spreadsheet (FIG. 20(C)) and the steam generation amount spreadsheet (FIG. 20(D)) of FIG. 17; 図17の流量値スプレッドシート(図21(E))、水頭値スプレッドシート(図21(F))のそれぞれの構成を示す構成図。FIG. 18 is a configuration diagram showing the configuration of each of the flow rate value spreadsheet (FIG. 21(E)) and the water head value spreadsheet (FIG. 21(F)) of FIG. 17; 図20(C)の減圧フラグスプレッドシートを作成するための数式処理を示すフローチャート。20(C) is a flowchart showing formula processing for creating the decompression flag spreadsheet of FIG. 20(C). 図20(D)の蒸気生成量スプレッドシートを作成するための数式処理を示すフローチャート。20(D) is a flow chart showing formula processing for creating the steam production amount spreadsheet of FIG. 20(D). 図21(F)の水頭値スプレッドシートを作成するための数式処理を示すフローチャート。21(F) is a flow chart showing formula processing for creating the head value spreadsheet.

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
[A]第1実施形態(図1~図9)
図1は、第1実施形態に係る水撃解析装置の構成を示すブロック図である。この図1に示す水撃解析装置10は、管路内の弁の開閉、または管路の水頭若しくは流量の境界条件の変化などに伴って、管路内の流体の水頭及び流量が変化することで発生する水撃現象を解析するものである。但し、この水撃解析装置10は、管路内の流体の水頭が蒸気水頭相当(蒸気水頭+管高さ)以下になる場合に発生する水柱分離現象を伴う水撃現象を解析するものではない。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing.
[A] First embodiment (Figs. 1 to 9)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the water hammer analysis device according to the first embodiment. The water hammer analysis device 10 shown in FIG. 1 is designed to detect changes in the head and flow rate of the fluid in the pipeline due to the opening and closing of valves in the pipeline, changes in the boundary conditions of the hydraulic head or flow rate in the pipeline, and the like. This is to analyze the water hammer phenomenon that occurs in However, this water hammer analysis device 10 does not analyze the water hammer phenomenon accompanied by the water column separation phenomenon that occurs when the water head of the fluid in the pipeline becomes equal to or less than the steam head (steam head + pipe height). .

上述の水撃解析装置10は、管仕様情報記録手段としての管仕様記録スプレッドシート11と、水撃解析パラメータ情報記録手段としての水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12と、計算手段13と、表示手段18と、を有して構成される。このうちの水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12は、進行波情報値記録手段としての進行波情報値スプレッドシート14と、後退波情報値記録手段としての後退波情報値スプレッドシート15と、流量値記録手段としての流量値スプレッドシート16と、水頭値記録手段としての水頭値スプレッドシート17と、を備えて構成される。これらの各スプレッドシート14、15、16、17に、後に詳説する計算手段13の計算式が格納されている。また、表示手段18は、管仕様記録スプレッドシート11及び水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12を表示する。 The water hammer analysis device 10 described above includes a pipe specification recording spreadsheet 11 as pipe specification information recording means, a water hammer analysis parameter information spreadsheet 12 as water hammer analysis parameter information recording means, a calculation means 13, and a display means. 18 and . Among these, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 12 includes a traveling wave information value spreadsheet 14 as traveling wave information value recording means, a backward wave information value spreadsheet 15 as backward wave information value recording means, and a flow rate value recording It comprises a flow rate value spreadsheet 16 as means and a water head value spreadsheet 17 as water head value recording means. Each of these spreadsheets 14, 15, 16 and 17 stores calculation formulas of calculation means 13 which will be described in detail later. The display means 18 also displays the pipe specification record spreadsheet 11 and the water hammer analysis parameter information spreadsheet 12 .

上述の管仕様記録スプレッドシート11、進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16及び水頭値スプレッドシート17は、図3~図8に示すように、複数の行及び列により設定される複数のセルを備えた表計算ソフトウェアのスプレッドシートである。また、管仕様記録スプレッドシート11、進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16、水頭値スプレッドシート17では、管路内の各部の情報(管仕様情報、進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値)は、管内径もしくは管断面積が同一の管路の各部ついては列方向に連続して記録される。 The pipe specification recording spreadsheet 11, the traveling wave information value spreadsheet 14, the receding wave information value spreadsheet 15, the flow rate value spreadsheet 16, and the water head value spreadsheet 17 are, as shown in FIGS. 1 is a spreadsheet software spreadsheet with multiple cells set up by rows and columns. In addition, the pipe specification recording spreadsheet 11, the traveling wave information value spreadsheet 14, the backward wave information value spreadsheet 15, the flow rate value spreadsheet 16, and the water head value spreadsheet 17 contain information on each part in the pipe (pipe specification information, Forward wave information value, backward wave information value, flow rate value, water head value) are continuously recorded in the row direction for each portion of the pipe line having the same pipe inner diameter or pipe cross-sectional area.

ここで、図2に示すように、水撃解析装置10が適用される単一配管の管路20は、例えば管路長が360mであり、管内径が0.5m、管断面積が0.196m、管摩擦係数が0.018の仕様である。また、この管路20は、上流端20Aが定常水頭値150mであり、下流端20Bに、全開から2秒間で全閉する終端弁21が設けられている。この管路20内を流れる流体は例えば水であり、流体中の音速は1200m/sである。図1の水撃解析装置10は、終端弁21の全開時に管路20内の流体が定常流量0.477m/sで流れている場合に、終端弁21を2秒間で全閉したときの管路20内に発生する水撃現象を解析するものである。このときの解析時間刻みは0.1秒である。 Here, as shown in FIG. 2, a single pipeline 20 to which the water hammer analysis device 10 is applied has, for example, a pipeline length of 360 m, a pipe inner diameter of 0.5 m, and a pipe cross-sectional area of 0.5 m. The specifications are 196 m 2 and a pipe friction coefficient of 0.018. Further, the pipeline 20 has an upstream end 20A with a steady water head value of 150 m, and a downstream end 20B is provided with a terminal valve 21 that fully closes in 2 seconds after being fully opened. The fluid flowing through the conduit 20 is, for example, water, and the speed of sound in the fluid is 1200 m/s. In the water hammer analysis device 10 of FIG. 1, when the end valve 21 is fully opened and the fluid in the pipeline 20 is flowing at a steady flow rate of 0.477 m 3 /s, when the end valve 21 is fully closed in 2 seconds It analyzes the water hammer phenomenon that occurs in the pipeline 20 . The analysis time interval at this time is 0.1 seconds.

水撃解析装置10の管仕様記録スプレッドシート11では、図3に示すように、解析時間刻みと流体中の音速の積である120mを管軸長刻みとして、管路20を軸方向に仮想分割した管路20各部が列方向に設定される。つまり、管路20の上記端20Aが第2列に、下流端20Bが第5列に、上流端20Aと下流端20B間の節点が第3列、第4列にそれぞれ設定される。また、管仕様記録スプレッドシート11の各行に管仕様情報である、管路20各部の管内径、管路20各部の管断面積、管路20内の流体中の音速、管路20内の流体流動時の管摩擦係数、係数B、R、ζ、θ、管高さ(管路20各部の基準面からの高さ)、蒸気水頭がそれぞれ個別に設定される。このようにして管仕様記録スプレッドシート11には、行及び列で設定される各セルに、管路20各部の管仕様情報の値が記録される。 In the pipe specification recording spreadsheet 11 of the water hammer analysis device 10, as shown in FIG. Each portion of the pipeline 20 is set in the column direction. That is, the end 20A of the pipeline 20 is set in the second line, the downstream end 20B is set in the fifth line, and the nodes between the upstream end 20A and the downstream end 20B are set in the third line and the fourth line, respectively. In addition, each line of the pipe specification recording spreadsheet 11 contains pipe specification information, such as the pipe inner diameter of each part of the pipe 20, the pipe cross-sectional area of each part of the pipe 20, the sound velocity in the fluid in the pipe 20, the fluid in the pipe 20 The coefficient of pipe friction during flow, the coefficients B, R, .zeta., .theta., the pipe height (the height of each part of the pipe 20 from the reference surface), and the steam head are individually set. Thus, in the pipe specification recording spreadsheet 11, values of pipe specification information for each part of the pipeline 20 are recorded in each cell set in rows and columns.

上述の係数B、R、θ、ζは、管路20各部の音速をa、管内径をD、管断面積をA、管摩擦係数をf、管軸長刻みをdx、解析時間刻みをdt、重力加速度をgとしたとき、次のように定義にされる。

Figure 0007306918000001
The above-mentioned coefficients B, R, θ, and ζ are the speed of sound at each part of the pipe 20, a; , and the gravitational acceleration is g, the definition is as follows.
Figure 0007306918000001

ここで、係数ζは、1解析時間刻みdt当たりに音速aで伝播する距離を管路20の管軸長刻みdxで除した比を示している。水撃現象の解が安定して行われるためには、管軸長刻みdxが1解析時間刻みdt当たりに音速aで伝播する距離に等しいか、または以上である条件が必要であるから、ζ≦1になるように、解析時間刻みdtと管軸長刻みdxとが設定されることが望ましい。 Here, the coefficient ζ represents a ratio obtained by dividing the distance propagated at the speed of sound a per one analysis time step dt by the pipe axis length step dx of the pipe 20 . In order to stably solve the water hammer phenomenon, it is necessary to satisfy the condition that the tube axis length step dx is equal to or greater than the distance propagated at the speed of sound a per one analysis time step dt. It is desirable to set the analysis time step dt and the tube axis length step dx so that ≦1.

更に、管仕様記録スプレッドシート11では、図4に示すように、弁開度τ及びCv値が、音速や管内径などの上述の管仕様情報とは異なる形式で記録されている。即ち、管仕様記録スプレッドシート11の第4列に弁開度τが、第5列にCv値が、それぞれ第21行~第42行に亘って、解析時間刻みdtが0.1秒で記録されている。 Furthermore, in the pipe specification recording spreadsheet 11, as shown in FIG. 4, valve opening τ and Cv values are recorded in a format different from the above-described pipe specification information such as sound velocity and pipe inner diameter. That is, the valve opening degree τ is recorded in the fourth column of the pipe specification recording spreadsheet 11, the Cv value is recorded in the fifth column, and the analysis time interval dt is recorded at 0.1 seconds over the 21st to 42nd rows. It is

τ=1.000が終端弁21の全開を、τ=0.000が終端弁21の全閉をそれぞれ表す。また、Cv値は、管路20の下流端20Bに設置された終端弁21の水頭損失Δhが終端弁21を通過する流体の流量Qの2乗に比例する特性を、次の数式5で表したものである。

Figure 0007306918000002
時刻0~約2秒間で閉鎖する終端弁21のCv値は、第21行に終端弁21が全開時の値が、第42行に終端弁21が全閉時の値がそれぞれ記録されている。 τ=1.000 and τ=0.000 respectively represent the end valve 21 fully open and the end valve 21 fully closed. In addition, the Cv value expresses the characteristic that the water head loss Δh of the terminal valve 21 installed at the downstream end 20B of the pipeline 20 is proportional to the square of the flow rate Q of the fluid passing through the terminal valve 21 by the following equation 5. It is what I did.
Figure 0007306918000002
As for the Cv value of the terminal valve 21 that closes from time 0 to about 2 seconds, the value when the terminal valve 21 is fully open is recorded on the 21st line, and the value when the terminal valve 21 is fully closed is recorded on the 42nd line. .

図1及び図5に示す進行波情報値スプレッドシート14は、管路20内の上流から下流へ伝達する進行波の情報値における管路20内各部の時刻歴を、水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する。また、図1及び図6に示す後退波情報値スプレッドシート15は、管路20内を下流から上流へ伝達する後退波の情報値における管路20内各部の時刻歴を、水撃情報パラメータの時刻歴として記録する。更に、図1及び図7に示す流量値スプレッドシート16は、管路20内各部を流れる流体の流量値の時刻歴を、水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する。また、図1及び図8に示す水頭値スプレッドシート17は、管路20内各部の水頭値の時刻歴を、水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する。 The traveling wave information value spreadsheet 14 shown in FIGS. 1 and 5 shows the time history of each part in the pipeline 20 in the information value of the traveling wave transmitted from the upstream to the downstream in the pipeline 20 as the time of the water hammer analysis parameter information. Record as history. 1 and 6, the backward wave information value spreadsheet 15 shown in FIG. 1 and FIG. Record as a time history. Furthermore, the flow rate value spreadsheet 16 shown in FIGS. 1 and 7 records the time history of the flow rate value of the fluid flowing through each part of the pipeline 20 as the time history of the water hammer analysis parameter information. The water head value spreadsheet 17 shown in FIGS. 1 and 8 records the time history of the water head value of each part in the pipeline 20 as the time history of the water hammer analysis parameter information.

これらの進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16及び水頭値スプレッドシート17においても、解析時間刻みと流体中の音速の積である120mを管軸長刻みとして、管路20を軸方向に仮想分割した管路20の各部が列方向に設定される。つまり、管路20の上流端20Aが第2列に、下流端20Bが第5列に、上流端20Aと下流端20B間の節点が第3列、第4列にそれぞれ設定される。 In these forward wave information value spreadsheet 14, backward wave information value spreadsheet 15, flow rate value spreadsheet 16, and water head value spreadsheet 17, 120 m, which is the product of the analysis time step and the sound speed in the fluid, is used as the pipe axis length step. , each part of the pipeline 20 obtained by virtually dividing the pipeline 20 in the axial direction is set in the column direction. That is, the upstream end 20A of the pipeline 20 is set in the second row, the downstream end 20B is set in the fifth row, and the nodes between the upstream end 20A and the downstream end 20B are set in the third row and the fourth row, respectively.

また、進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16及び水頭値スプレッドシート17の各行に時間軸が設定され、第4行に初期時刻(時刻0)の初期条件が、第5行以降の各行に、解析時間刻みを0.1秒とした時刻が順次設定される。 Further, a time axis is set in each row of the traveling wave information value spreadsheet 14, the backward wave information value spreadsheet 15, the flow rate value spreadsheet 16, and the water head value spreadsheet 17, and the initial time (time 0) is set in the fourth row. As for the conditions, the times are sequentially set in each line after the fifth line, with the analysis time increment being 0.1 second.

そして、進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16、水頭値スプレッドシート17のそれぞれには、行及び列により設定される各セルに、管路20の各部の進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値のそれぞれの時刻歴が記録される。 In each of the forwarding wave information value spreadsheet 14, the backward wave information value spreadsheet 15, the flow rate value spreadsheet 16, and the water head value spreadsheet 17, each part of the pipeline 20 is shown in each cell set by rows and columns. Time histories of forward wave information values, backward wave information values, discharge values, and water head values are recorded.

図5に示す進行波情報値スプレッドシート14に記録される管路20内の各部の進行波情報値は、同一列の水頭値及び流量値の同時刻値と、隣接する上流側列の水頭値及び流量値の同時刻値とを用いて、数式6により算出される。 The traveling wave information values of each part in the pipeline 20 recorded in the traveling wave information value spreadsheet 14 shown in FIG. and the value of the flow rate at the same time, it is calculated by Equation 6.

つまり、進行波情報値CPは、この進行波情報値CPと同時刻(同一行)で同一列の流量値スプレッドシート16の流量値をQ、同時刻で1つ上流側(図7で1つ左側の列)の流量値スプレッドシート16の流量値をQ、同じく進行波情報値CPと同時刻(同一行)で同一列の水頭値スプレッドシート17の水頭値をH、同時刻で1つ上流側(図8で1つ左側の列)の水頭値スプレッドシート18の水頭値をHとすると、管仕様記録スプレッドシート11に記録された計数B、R、θ、ζ、管断面積Aも用いて、次の数式6で与えられる。

Figure 0007306918000003
That is, the traveling wave information value CP is the flow rate value of the flow rate value spreadsheet 16 in the same column at the same time (same row) as the traveling wave information value CP, Q, and one upstream (one in FIG. 7) at the same time. The flow rate value of the flow rate value spreadsheet 16 in the left column) is Q A , the head value of the water head value spreadsheet 17 in the same column at the same time (same row) as the traveling wave information value CP is H, and one at the same time. Assuming that the water head value of the water head value spreadsheet 18 on the upstream side (one left column in FIG. 8) is HA , the coefficients B, R, θ, ζ, and pipe cross-sectional area A recorded in the pipe specification recording spreadsheet 11 is given by the following Equation 6.
Figure 0007306918000003

図6に示す後退波情報値スプレッドシート15に記録される管路20内の各部の後退波情報値は、同一列の水頭値及び流量値の同時刻値と、隣接する下流側列の水頭値及び流量値の同時刻値とを用いて、数式7により算出される。 The backward wave information value of each part in the pipeline 20 recorded in the backward wave information value spreadsheet 15 shown in FIG. and the simultaneous value of the flow rate value, it is calculated by Equation 7.

つまり、後退波情報値CMは、この後退波情報値CMと同時刻(同一行)で同一列の流量値スプレッドシート16の流量値をQ、同時刻で1つ下流側(図7で1つ右側の列)の流量値スプレッドシート16の流量値をQ、同じく後退波情報値CMと同時刻(同一行)で同一列の水頭値スプレッドシート17の水頭値をH、同時刻で1つ下流側(図8で1つ右側の列)の水頭値スプレッドシート17の水頭値をHとすると、管仕様記録スプレッドシート11に記録された計数B、R、θ、ζ、管断面積Aも用いて、次の数式7で与えられる。

Figure 0007306918000004
That is, the backward wave information value CM is the flow rate value of the flow rate value spreadsheet 16 in the same column at the same time (same row) as the backward wave information value CM, Q, and one downstream (one in FIG. 7) at the same time. The flow rate value of the flow rate value spreadsheet 16 in the right column) is QB , and the head value of the water head value spreadsheet 17 at the same time (same row) and the same column as the backward wave information value CM is H, and one at the same time. Assuming that the water head value of the water head value spreadsheet 17 on the downstream side (one column to the right in FIG. 8) is HB , the coefficients B, R, θ, ζ, and pipe cross-sectional area A recorded in the pipe specification recording spreadsheet 11 are is given by the following Equation 7.
Figure 0007306918000004

これらの数式6及び数式7から分かるように、進行波情報値及び数式6は、上流端20Aでは定義されず、進行波情報値スプレッドシート14において上流端20A以外に対応するセルに入力されて記録される。また、後退波情報値及び数式7は、下流端20Bでは定義されず、後退波情報値スプレッドシート15において下流端20B以外に対応するセルに入力され記録される。また、数式4で定義される係数ζは、数式6及び数式7からも分かるように、1以下の正数であるように設定される必要がある。 As can be seen from these Equations 6 and 7, the traveling wave information value and Equation 6 are not defined at the upstream end 20A, and are entered and recorded in cells corresponding to those other than the upstream end 20A in the traveling wave information value spreadsheet 14. be done. Also, the backward wave information value and Equation 7 are not defined at the downstream end 20B, and are input and recorded in the cells corresponding to those other than the downstream end 20B in the backward wave information value spreadsheet 15 . Also, the coefficient ζ defined by Equation 4 must be set to be a positive number of 1 or less, as can be seen from Equations 6 and 7 as well.

図8に示す水頭値スプレッドシート17に記録される管路20内の各部の水頭値の現時刻値は、管内径もしくは管断面積が同一である管路20の管端部(上流端20A及び下流端20B)以外の管路部分では、数式8に示すように、進行波情報値の1時刻前値と後退波情報値の1時刻前値との和を2で除した平均値であり、管内径もしくは管断面積が同一である管路20の下流端20Bでは、流量値の現時刻値が先に算出される場合に、数式9で示すように、進行波情報値の1時刻前値から、流量値の現時刻値に係数B(管路20内の流体中の音速aを管路20内の管断面積Aと重力加速度gとの積で除した数式1の値)を乗じた値を減算した値である。 The current time value of the water head value of each part in the pipeline 20 recorded in the water head value spreadsheet 17 shown in FIG. In the pipeline portion other than the downstream end 20B), as shown in Equation 8, it is an average value obtained by dividing the sum of the forward wave information value one time ago value and the backward wave information value one time ago value by 2, At the downstream end 20B of the pipe 20 having the same pipe inner diameter or pipe cross-sectional area, when the current time value of the flow rate value is calculated first, as shown in Equation 9, the value of the traveling wave information value one time before , the current time value of the flow rate value is multiplied by the coefficient B (the value of Equation 1 obtained by dividing the sound velocity a in the fluid in the pipeline 20 by the product of the pipe cross-sectional area A in the pipeline 20 and the gravitational acceleration g) It is the value obtained by subtracting the value.

つまり、水頭値スプレッドシート17に記録される水頭値は、初期時刻値が初期条件として第4行に与えられ、図8では上流端20Aでも一定水頭値が第2列で与えられる。このように数値として与えられるスプレッドシートのセルを図8では背景色を灰色にしている。水頭値の第5行以降の現時刻値をHとすると、同一列の進行波情報値の1時刻前値をCP-1とし、同一列の後進波情報値の1時刻前値をCM-1として、上流端20A及び下流端20B以外では次の数式8で与えられる。

Figure 0007306918000005
That is, the head values recorded in the head value spreadsheet 17 are given in the fourth row as the initial time value as the initial condition, and in FIG. 8, the constant head value is given in the second column even at the upstream end 20A. Cells of the spreadsheet given as numerical values in this way are shown in gray background color in FIG. Assuming that the current time value of the head value in the fifth and subsequent rows is H, the value of the forward wave information value one time before in the same column is CP -1 , and the value of the backward wave information value in the same column one time before is CM -1 . , it is given by the following Equation 8 except for the upstream end 20A and the downstream end 20B.
Figure 0007306918000005

下流端20Bでは、後述のように終端弁21の開度に応じて流量値スプレッドシート16の流量値が先に計算されるので、水頭値スプレッドシート17の第5行における水頭値の現時刻値Hは、同時刻の同列の流量値をQとして、次の数式9で与えられる。

Figure 0007306918000006
ここで、計数Bは、数式1で計算されて管仕様記録スプレッドシート11に記録された値である。 At the downstream end 20B, the flow rate value of the flow rate value spreadsheet 16 is first calculated according to the opening of the terminal valve 21 as described later, so the current time value of the head value in the fifth row of the head value spreadsheet 17 is calculated. H is given by the following equation 9, where Q is the same flow rate value at the same time.
Figure 0007306918000006
Here, the count B is the value calculated by Equation 1 and recorded in the pipe specification recording spreadsheet 11.

図7に示す流量値スプレッドシート16に記録される管路20内の各部の流量値の現時刻値は、水頭値の現時刻値が先に算出される場合に、数式10に示すように、進行波情報値の1時刻前値から水頭値の現時刻値を減算した値を係数B(管路20内の流体中の音速を管路20内の管断面積と重力加速度との積で除した値)で除した値であり、または数式11に示すように、水頭値の現時刻値から後退波情報値の1時刻前値を減算した値を係数Bで除した値である。 If the current time value of the head value is calculated first, the current time value of the flow rate value of each part in the pipeline 20 recorded in the flow rate value spreadsheet 16 shown in FIG. The value obtained by subtracting the current time value of the water head value from the value of the traveling wave information value one time ago is taken as a coefficient B (the sound velocity in the fluid in the pipeline 20 divided by the product of the pipe cross-sectional area in the pipeline 20 and the gravitational acceleration. or the value obtained by subtracting the value of the backward wave information value one time ago from the current value of the head value and dividing the value by the coefficient B, as shown in Equation 11.

つまり、流量値スプレッドシート16に記録される流量値の現時刻値Qは、水頭値の現時刻値Hが先に計算される場合には、同一列の進行波情報値の1時刻前値をCP-1とし、同一列の後進波情報値の1時刻前値をCM-1とし、管仕様記録スプレッドシート11に記録された係数Bも用いて、次の数式10あるいは数式11で与えられる。

Figure 0007306918000007
That is, when the current time value Q of the water head value is calculated first, the current time value Q of the flow rate value recorded in the flow rate value spreadsheet 16 is the value of the traveling wave information value one time before in the same column. It is given by the following formula 10 or formula 11 using the coefficient B recorded in the pipe specification recording spreadsheet 11 with CP −1 and the backward wave information value one time earlier in the same column as CM −1 .
Figure 0007306918000007

また、終端弁21が取り付けられた管路20の下流端20Bの流量値の現時刻値Qは、下流端20Bの進行波情報値の1時刻前値をCP-1として、次の数式12-1及び数式12-2で与えられる。

Figure 0007306918000008
Further, the current time value Q of the flow rate value at the downstream end 20B of the pipeline 20 to which the terminal valve 21 is attached is expressed by the following equation 12- 1 and Equation 12-2.
Figure 0007306918000008

ここで、係数Bは、下流端20Bにおいて管仕様記録スプレッドシート11に記録された数式1で定義される値であり、Cvは、図4のように、管仕様記録スプレッドシート11の下流端20Bに対応する第5列の第21行~第42行に時刻歴として記録された値のうち、対応する時刻の値を参照したものである。 Here, the coefficient B is the value defined by Equation 1 recorded in the pipe specification recording spreadsheet 11 at the downstream end 20B, and Cv is the downstream end 20B of the pipe specification recording spreadsheet 11 as shown in FIG. Of the values recorded as the time history in the 21st to 42nd rows of the 5th column corresponding to , the value of the corresponding time is referred to.

図1に示す前述の計算手段13は、管仕様記録スプレッドシート11に記録された管仕様情報の値と、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12(進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16、水頭値スプレッドシート17)に記録された水撃解析パラメータ情報(進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値)の前時刻値または同時刻値とを用いて、所望の水撃解析パラメータ情報(進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値)の現時刻値を計算式により算出するものである。具体的には、この計算手段13の計算式は、進行波情報値を算出する数式6、後退波情報値を算出する数式7、水頭値を算出する数式8及び数式9、流量値を算出する数式10、数式11、数式12-1及び数式12-2である。これらの異なる時刻に関する計算式は表示手段18に表示可能に設けられる。 The aforementioned calculation means 13 shown in FIG. Sheet 15, flow rate value spreadsheet 16, head value spreadsheet 17) of the water hammer analysis parameter information (traveling wave information value, backward wave information value, flow rate value, water head value) recorded at the previous time value or the same time value is used to calculate the current time value of the desired water hammer analysis parameter information (advancing wave information value, receding wave information value, flow rate value, water head value) by a calculation formula. Specifically, the calculation formulas of this calculation means 13 are Formula 6 for calculating the forward wave information value, Formula 7 for calculating the backward wave information value, Formula 8 and Formula 9 for calculating the water head value, and Formula 9 for calculating the flow rate value. Equation 10, Equation 11, Equation 12-1 and Equation 12-2. Calculation formulas relating to these different times are provided so as to be displayed on the display means 18 .

この計算手段13の計算式(数式6~数式12-2)は、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12(進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16、水頭値スプレッドシート17)における水撃解析パラメータ情報(進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値)の現時刻値を記録するセルに入力され記録されて、算出した数値を当該セルに記録する。これらの数式6~数式12-2は、初期条件が記録される第4行の次の第5行のセルにまず入力されて、この第5行に対応する時刻の水撃解析パラメータ情報(進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値)の数値を算出し記録した後、第6行以降の各行のセルに複写して入力されて、それぞれのセルに対応する時刻の水撃解析パラメータ情報の数値を算出し記録する。 The calculation formulas (Formula 6 to Formula 12-2) of this calculation means 13 are the water hammer analysis parameter information spreadsheet 12 (forward wave information value spreadsheet 14, backward wave information value spreadsheet 15, flow rate value spreadsheet 16, water head Input and record the current time value of the water hammer analysis parameter information (advancing wave information value, receding wave information value, flow rate value, water head value) in the value spreadsheet 17), and the calculated numerical value is entered in the cell Record. These formulas 6 to 12-2 are first entered into the cells of the fifth line next to the fourth line where the initial conditions are recorded, and the water hammer analysis parameter information (progress wave information value, receding wave information value, discharge value, water head value) are calculated and recorded, then copied and entered in the cells of each row from the 6th row onwards, and the water hammer at the time corresponding to each cell Calculate and record the numerical value of the analysis parameter information.

例えば、図8に示す水頭値スプレッドシート17では、管路20の上流端20A及び下流端20Bを除く節点に対応する第3列及び第4列の第5行以降の各セルに数式8が入力されて記録され、この数式8により、各セルに対応する時刻の水頭値が算出されて記録される。更に、この水頭値スプレッドシート17では、管路20の下流端20Bに対応する第5列の第5行以降の各セルに数式9が入力されて記録され、この数式9により、各セルに対応する時刻の水頭値が算出されて記録される。 For example, in the water head value spreadsheet 17 shown in FIG. The water head value at the time corresponding to each cell is calculated and recorded according to Equation 8. Furthermore, in this water head value spreadsheet 17, the formula 9 is input and recorded in each cell of the fifth row and the fifth row corresponding to the downstream end 20B of the pipeline 20, and according to this formula 9, each cell corresponds to The head value is calculated and recorded.

また、図7に示す流量値スプレッドシート16では、終端弁21が設置されていない管路20の上流端20A及び節点に対応する第2列、第3列及び第4列の第5行以降の各セルに数式10及び数式11が入力されて記録され、これらの数式10、数式11により、各セルに対応する時刻の流量値が算出されて記録される。更に、この流量値スプレッドシート16では、終端弁21が設置された管路20の下流端20Bに対応する第5列の第5行以降の各セルに数式12-1及び数式12-2がそれぞれ記録され、これらの数式12-1及び数式12-2により、各セルに対応する時刻の流量値が算出されて記録される。 In addition, in the flow rate value spreadsheet 16 shown in FIG. 7, the fifth and subsequent rows of the second, third, and fourth columns corresponding to the upstream end 20A and the node of the pipeline 20 where the end valve 21 is not installed Equations 10 and 11 are input and recorded in each cell, and the flow rate value at the time corresponding to each cell is calculated and recorded by these Equations 10 and 11. Furthermore, in this flow rate value spreadsheet 16, formulas 12-1 and 12-2 are provided in each cell after the fifth row of the fifth column corresponding to the downstream end 20B of the pipeline 20 in which the terminal valve 21 is installed. The flow rate value at the time corresponding to each cell is calculated and recorded by these formulas 12-1 and 12-2.

このようにして解析された第1実施形態での解析結果を、終端弁21が設置された管路20の下流端20Bでの流量と圧力の時刻歴として図9に示す。この図9では、圧力値で示しているが、この圧力値は水頭値Hに流体密度ρと重力加速度gを乗じて換算された値である。図9から分かるように、下流端20Bの流量値は、2秒後の終端弁21の閉鎖と共にゼロになる一方、下流端20Bの圧力は、終端弁21の閉鎖の開始と共に上昇し、終端弁21の閉鎖後も、上流端20Aと下流端20Bとの間で圧力波が往復伝播する水撃現象をシミュレートしていることが分かる。 FIG. 9 shows the analysis results of the first embodiment analyzed in this manner as the time history of the flow rate and pressure at the downstream end 20B of the pipeline 20 in which the terminal valve 21 is installed. In FIG. 9, pressure values are shown, and these pressure values are converted by multiplying the water head value H by the fluid density ρ and the gravitational acceleration g. As can be seen from FIG. 9, the flow value at the downstream end 20B becomes zero with the closing of the end valve 21 after 2 seconds, while the pressure at the downstream end 20B rises with the beginning of the closing of the end valve 21 and It can be seen that the water hammer phenomenon in which the pressure wave propagates back and forth between the upstream end 20A and the downstream end 20B is simulated even after closing of 21 .

以上のように構成されたことから、本第1実施形態によれば、次の効果(1)を奏する。
(1)水撃解析装置10によれば、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12(進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16、水頭値スプレッドシート17)のセルには、水撃解析用の数式、及びこの数式により決定された数値が入力され記録されている。このため、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12(進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16、水頭値スプレッドシート17)に水撃現象の解析過程が全て明示されているので、この水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12の同一列の各行に入力された数式を比較することで、特別なプログラム言語を用いることなく、水撃現象の解析が正しく行われたかを容易に検証できる。
With the configuration as described above, according to the first embodiment, the following effect (1) can be obtained.
(1) According to the water hammer analysis device 10, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 12 (traveling wave information value spreadsheet 14, receding wave information value spreadsheet 15, flow rate value spreadsheet 16, water head value spreadsheet 17) Formulas for water hammer analysis and numerical values determined by these formulas are entered and recorded in the cells. For this reason, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 12 (advancing wave information value spreadsheet 14, receding wave information value spreadsheet 15, flow rate value spreadsheet 16, water head value spreadsheet 17) clearly indicates all the analysis processes of the water hammer phenomenon. Therefore, by comparing the formulas entered in each row of the same column of the water hammer analysis parameter information spreadsheet 12, it can be determined whether the water hammer phenomenon has been correctly analyzed without using a special program language. Easy to verify.

また、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート12(進行波情報値スプレッドシート14、後退波情報値スプレッドシート15、流量値スプレッドシート16、水頭値スプレッドシート17)のセルに記録された数値をグラフ化して波形で表示することで、水撃解析装置10による解析結果の妥当性を容易に確認することができる。 In addition, the numerical values recorded in the cells of the water hammer analysis parameter information spreadsheet 12 (traveling wave information value spreadsheet 14, receding wave information value spreadsheet 15, flow rate value spreadsheet 16, water head value spreadsheet 17) are graphed. By displaying the waveform, the validity of the analysis result by the water hammer analysis device 10 can be easily confirmed.

[B]第2実施形態(図10~図16)
図10は、第2実施形態に係る水撃解析装置の構成を示すブロック図である。この第2実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[B] Second embodiment (Figs. 10 to 16)
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the water hammer analysis device according to the second embodiment. In the second embodiment, parts similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment to simplify or omit the description.

本第2実施形態の水撃解析装置25は、図11に示すように、上流から下流へ流体としての水を送る主送水管26とそのバイパス管27との間でなされる流体の流れの切り替え時に発生する水撃現象を解析するものである。主送水管26内を上流端26A(水頭値10m)から下流端26B(水頭値0m)へ流れる流体の流れを主送水弁8を閉鎖することで停止し、代わりに、バイパス管27に配設されたバイパス弁9を開弁することでバイパス弁27を経由して流体の流れを切り替える際に発生する水撃現象を、水撃解析装置25が解析する。 The water hammer analysis device 25 of the second embodiment, as shown in FIG. 11, switches the flow of fluid between the main water pipe 26 that sends water as fluid from upstream to downstream and its bypass pipe 27. It analyzes the water hammer phenomenon that sometimes occurs. The flow of fluid flowing in the main water pipe 26 from the upstream end 26A (water head value 10 m) to the downstream end 26B (water head value 0 m) is stopped by closing the main water valve 8, and instead, it is arranged in the bypass pipe 27. The water hammer analysis device 25 analyzes the water hammer phenomenon that occurs when switching the flow of fluid via the bypass valve 27 by opening the bypass valve 9 .

管路構成として、主送水管26は、上流側から下流側に、管1、管2、管3、管4が順次配置されてなり、また、バイパス管27は、上流側から下流側に管5、管6が順次配置されてなる。主送水管26の管2と管3間に主送水弁8が設置され、バイパス管27の管5と管6間にバイパス弁9が設置される。また、管1と管2と管5とが第1集合分岐部(図13及び図14で「第1分岐」と表示)で接続され、管3と管4と管6とが第2集合分岐部32(図13及び図14で「第2分岐」と表示)で接続される。 As a pipeline configuration, the main water pipe 26 is composed of pipes 1, 2, 3, and 4 arranged in order from the upstream side to the downstream side, and the bypass pipe 27 is arranged from the upstream side to the downstream side. 5 and tubes 6 are arranged in sequence. A main water valve 8 is installed between the pipes 2 and 3 of the main water pipe 26 and a bypass valve 9 is installed between the pipes 5 and 6 of the bypass pipe 27 . Further, the pipe 1, the pipe 2 and the pipe 5 are connected at a first collective branch (indicated as "first branch" in FIGS. 13 and 14), and the pipe 3, the pipe 4 and the pipe 6 are connected at a second collective branch. It is connected at a portion 32 (indicated as "second branch" in FIGS. 13 and 14).

また、管5には、第1集合分岐部31とバイパス弁9間に中間節点28が設けられ、管6には、バイパス弁9と第2集合分岐部32間に中間節点29が設けられる。また、主送水管26(管1、管2、管3及び管4)は、例えば、管内径が0.02m、管断面積が3.14×10-4であり、管1、管2、管3、管4のそれぞれは管長が5mである。また、バイパス管27(管5及び管6)は、管内径が0.01m、管断面積が7.85×10-5であり、管5、管6のそれぞれは管長が10mである。また、主送水管26とバイパス管27を流れる流体中の音速は1250m/sである。更に、主送水弁8の全開時のCv値は1.00×10-8/sであり、バイパス弁9の全開時のCv値は0.25×10-8/sである。 Further, the pipe 5 is provided with an intermediate node 28 between the first collecting branch 31 and the bypass valve 9 , and the pipe 6 is provided with an intermediate node 29 between the bypass valve 9 and the second collecting branch 32 . The main water pipe 26 (pipe 1, pipe 2, pipe 3, and pipe 4) has, for example, a pipe inner diameter of 0.02 m and a pipe cross-sectional area of 3.14×10 −4 m 2 . 2, pipe 3 and pipe 4 each have a pipe length of 5 m. The bypass pipe 27 (pipe 5 and pipe 6) has a pipe inner diameter of 0.01 m and a pipe cross-sectional area of 7.85×10 −5 m 2 , and each of the pipes 5 and 6 has a pipe length of 10 m. . Moreover, the sound velocity in the fluid flowing through the main water pipe 26 and the bypass pipe 27 is 1250 m/s. Furthermore, the Cv value when the main water supply valve 8 is fully open is 1.00×10 −8 m 5 /s 2 , and the Cv value when the bypass valve 9 is fully open is 0.25×10 −8 m 5 /s 2 . is.

図10~図14に示すように、水撃解析装置25は、管仕様情報記憶手段としての管仕様記録スプレッドシート33と、水撃解析パラメータ情報記録手段としての水撃解析パラメータ情報スプレッドシート34と、計算手段35とを有する。このうちの水撃解析パラメータ情報スプレッドシート34は、進行波情報値記録手段としての進行波情報値スプレッドシート36と、後退波情報値記録手段としての後退波情報値スプレッドシート37と、流量値記録手段としての流量値スプレッドシート38と、水頭値記録手段としての水頭値スプレッドシート39と、を備えて構成される。これらの各スプレッドシート36、37、38、39に、後に詳説する計算手段35が格納されている。 As shown in FIGS. 10 to 14, the water hammer analysis device 25 includes a pipe specification recording spreadsheet 33 as pipe specification information storage means, and a water hammer analysis parameter information spreadsheet 34 as water hammer analysis parameter information recording means. , and computing means 35 . Among them, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 34 includes a traveling wave information value spreadsheet 36 as traveling wave information value recording means, a backward wave information value spreadsheet 37 as backward wave information value recording means, and a flow rate value recording It comprises a flow rate value spreadsheet 38 as means and a water head value spreadsheet 39 as water head value recording means. Each of these spreadsheets 36, 37, 38, 39 stores calculation means 35, which will be described in detail later.

管仕様記録スプレッドシート33、進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38及び水頭値スプレッドシート39においては、第1実施形態と同様に、列方向に管路(主送水管26、バイパス管27)を管軸方向に仮想分割した管路の各部が設定される。また、これらの管仕様記録スプレッドシート33、進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38及び水頭値スプレッドシート39では、管路(主送水管26、バイパス、27)の各部の情報(管仕様情報、進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値)は、管路(主送水管26、バイパス管27)の管内径もしくは管断面積が異なる異径管接続部、管路(主送水管26、バイパス管27)に設けられる弁、オリフィス等の集中圧力損失部(主送水弁8、バイパス弁9)、管路(主送水管26、バイパス管27)に設けられる集合分岐部(第1集合分岐部31、第2集合分岐部32)については、列方向に1列以上の間隔を設けて記録される。 In the pipe specification recording spreadsheet 33, the traveling wave information value spreadsheet 36, the backward wave information value spreadsheet 37, the flow rate value spreadsheet 38, and the water head value spreadsheet 39, the pipelines are arranged in the column direction in the same manner as in the first embodiment. Each part of the pipeline is set by virtually dividing (the main water pipe 26 and the bypass pipe 27) in the pipe axis direction. In addition, in these pipe specification recording spreadsheet 33, traveling wave information value spreadsheet 36, backward wave information value spreadsheet 37, flow rate value spreadsheet 38, and water head value spreadsheet 39, pipelines (main water pipe 26, bypass, 27) The information of each part (pipe specification information, traveling wave information value, backward wave information value, flow rate value, water head value) is different in pipe inner diameter or pipe cross-sectional area of the pipe (main water pipe 26, bypass pipe 27) Concentrated pressure loss parts such as different diameter pipe connections, valves provided in pipelines (main water pipe 26, bypass pipe 27), orifices (main water pipe 8, bypass valve 9), pipelines (main water pipe 26, bypass The collective branch portions (the first collective branch portion 31, the second collective branch portion 32) provided in the pipe 27) are recorded at intervals of one or more rows in the column direction.

管仕様記録スプレッドシート33では行方向に、第1実施形態と同様に管内径等の管仕様情報が設定される。また、進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38、水頭値スプレッドシート39では、行方向に時間軸が設定され、第4行の初期時刻に初期条件が設定される。進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38、水頭値スプレッドシート39のそれぞれでは、第5行以降の各行に、解析時間刻みを0.1秒とした時刻が順次設定され、これらの各行のセルに、水撃解析パラメータ情報(進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値)の時刻歴が記録される。 In the pipe specification recording spreadsheet 33, pipe specification information such as the pipe inner diameter is set in the row direction in the same manner as in the first embodiment. Further, in the traveling wave information value spreadsheet 36, the backward wave information value spreadsheet 37, the flow rate value spreadsheet 38, and the water head value spreadsheet 39, the time axis is set in the row direction, and the initial condition is set at the initial time of the fourth row. set. In each of the traveling wave information value spreadsheet 36, the backward wave information value spreadsheet 37, the flow rate value spreadsheet 38, and the water head value spreadsheet 39, each row after the fifth row shows the time with an analysis time interval of 0.1 second. are sequentially set, and the time history of the water hammer analysis parameter information (traveling wave information value, receding wave information value, flow rate value, water head value) is recorded in the cells of each row.

進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38、水頭値スプレッドシート39では、それぞれ進行波情報値、後退波情報値、流量値、水頭値の時刻歴が記録されるセルに、この時刻歴を算出するための計算手段35としての数式(進行波情報値スプレッドシート36用の数式6、後退波情報値スプレッドシート37用の数式7、流量値スプレッドシート38用の数式10、数式11、数式14-1及び数式14-2、水頭値スプレッドシート39用の数式8、数式9、数式15、数式16-1及び数式16-2)が入力されて記録される。これらの数式は、管路(主送水管26、バイパス管27)の各部に対応する各列において、第5行のセルに入力されて記録された数式が第6行以降の各セルに複写して入力されて記録される。 In the traveling wave information value spreadsheet 36, the backward wave information value spreadsheet 37, the flow rate value spreadsheet 38, and the water head value spreadsheet 39, the time histories of the traveling wave information value, the backward wave information value, the flow rate value, and the water head value are recorded, respectively. Formulas as calculation means 35 for calculating this time history (formula 6 for forwarding wave information value spreadsheet 36, formula 7 for backward wave information value spreadsheet 37, flow rate value spreadsheet 38 Equation 10, Equation 11, Equation 14-1 and Equation 14-2, Equation 8, Equation 9, Equation 15, Equation 16-1 and Equation 16-2 for the head value spreadsheet 39) are entered and recorded . These formulas are copied to each cell of the 6th and subsequent rows in each column corresponding to each part of the pipeline (main water pipe 26, bypass pipe 27). entered and recorded.

次に、各スプレッドシートについて更に詳説する。
図12に示す管仕様記録スプレッドシート33では、管と管の境界で1列の空列が設けられ、これにより、管と管の境界が明示されて可読性が向上する。また、この管仕様記録スプレッドシート33では、主送水弁8の上流側の管2に対応する第6列の第21行以降のセルに、主送水弁8のCv (Cv1)値の時刻歴が記録され、バイパス弁9の上流側の管5に対応する第16列の第21行以降のセルに、バイパス弁9のCv(Cv2)値の時刻歴が記録されている。また、第1集合分岐部31に対応する第3列と第5列と第14列のセル、及び第2集合分岐部32に対応する第9列と第11列と第20列のそれぞれ第13行のセルに、分岐の係数が設定されて記録される。この分岐の係数は、集合分岐部31、32に関わる列のB値の逆数の和となる数式13である。

Figure 0007306918000009
Each spreadsheet will now be described in more detail.
In the pipe specification record spreadsheet 33 shown in FIG. 12, one empty row is provided at the boundary between pipes, thereby clarifying the boundary between pipes and improving readability. Also, in this pipe specification recording spreadsheet 33, the time history of the Cv (Cv1) value of the main water valve 8 is shown in the cells after the 21st row of the 6th column corresponding to the pipe 2 on the upstream side of the main water valve 8. The time history of the Cv (Cv2) value of the bypass valve 9 is recorded in the cells from the 21st row onwards in the 16th column corresponding to the pipe 5 on the upstream side of the bypass valve 9 . Also, the cells in the third, fifth and fourteenth columns corresponding to the first branching group 31, and the thirteenth cells in the ninth, eleventh and twentieth columns corresponding to the second branching group 32 A branch coefficient is set and recorded in the row cell. The coefficient of this branch is Equation 13 which is the sum of the inverses of the B values of the columns involved in the set branches 31,32.
Figure 0007306918000009

例えば、第1集合分岐部31に対応する第3列と第5列と第14列の第13行のセルには、第3列のB値の逆数と第5列のB値の逆数と第14列のB値の逆数の和がそれぞれ設定されて記録される。 For example, in the 13th row cells of the 3rd column, the 5th column and the 14th column corresponding to the first set branching unit 31, the reciprocal of the B value in the 3rd column, the reciprocal of the B value in the 5th column and the 1st The sum of the reciprocals of the 14 columns of B values is set and recorded respectively.

このように設定した管仕様記録スプレッドシート33の管仕様情報を参照して、図13(A)に示す進行波情報値スプレッドシート36、図13(B)に示す後退波情報値スプレッドシート37、図14(C)に示す流量値スプレッドシート38、図14(D)に示す水頭値スプレッドシート39において上述の各数式を用いて計算が行われる。 By referring to the pipe specification information in the pipe specification recording spreadsheet 33 set in this way, a forward wave information value spreadsheet 36 shown in FIG. 13(A), a backward wave information value spreadsheet 37 shown in FIG. Calculations are performed using the above formulas in the flow rate value spreadsheet 38 shown in FIG. 14(C) and the water head value spreadsheet 39 shown in FIG. 14(D).

つまり、図13(A)に示す進行波情報値スプレッドシート36では、管の始端{管1上流端(第2列)、第1集合分岐部始端(第5列、第14列)、主送水弁8下流始端(第8列)、第2集合分岐部始端(第11列)、パイパス弁9下流始端(第18列)}を除くセルに、数式6及びその計算値が入力される。また、図13(B)に示す後退波情報値スプレッドシート37では、管の終端{第1集合分岐部終端(第3列)、主送水弁8上流終端(第6列)、第2集合分岐部終端(第9列、第20列)、管4下流端(第12列)、バイパス弁9上流終端(第16列)}を除くセルに、数式7及びその計算値が入力される。 That is, in the traveling wave information value spreadsheet 36 shown in FIG. Equation 6 and its calculated value are input to the cells excluding the valve 8 downstream starting end (8th column), the second collection branching portion starting end (11th column), and the bypass valve 9 downstream starting end (18th column)}. Also, in the backward wave information value spreadsheet 37 shown in FIG. 7 and its calculated value are input to the cells excluding the terminal end (9th and 20th columns), the downstream end of the pipe 4 (12th column), and the upstream end of the bypass valve 9 (16th column)}.

図14(C)に示す流量値スプレッドシート38では、初期時刻(第4行)には初期条件の数値が入力される。そして、初期時刻の次の現時刻(第5行)では、水頭値が境界条件として設定される第2列及び第12列と、管の接続端でない中間節点28、29に対応する第15列及び第19列と、後述のように第1及び第2集合分岐部31、32に対応する第3列、第5列、第9列、第11列、第14列及び第20列とでは水頭値が先に計算されるため、これらの第2列及び第12列、第15列及び第19列、並びに第3列、第5列、第9列、第11列、第14列及び第20列のセルに、数式10あるいは数式11を入力して、水頭値の現時刻値から流量値の現時刻値を計算する。 In the flow rate value spreadsheet 38 shown in FIG. 14(C), the numerical value of the initial condition is entered in the initial time (fourth row). Then, at the current time (fifth row) following the initial time, the second and twelfth columns where the water head value is set as the boundary condition, and the fifteenth column corresponding to the intermediate nodes 28 and 29 that are not connected ends of the pipe and the 19th row, and the 3rd, 5th, 9th, 11th, 14th and 20th rows corresponding to the first and second collective branch portions 31 and 32 as will be described later. These 2nd and 12th columns, 15th and 19th columns, and 3rd, 5th, 9th, 11th, 14th and 20th columns, since the values are calculated first. Enter Equation 10 or Equation 11 in the column cell to calculate the current flow rate value from the current head value.

また、集中応力損失部である主送水弁8、バイパス弁9を通過する流体の流量値の現時刻値は、主送水弁8、バイパス弁9における流量と水頭差との関係を示すCv値と、主送水弁8、バイパス弁9に対し上流側の進行波情報値の1時刻前値と、主送水弁8、バイパス弁9に対し下流側の後退波情報値の1時刻前値と、主送水弁8、バイパス弁9に対し上流側の管路(管2、管5)内の流体中の音速を上流側の管路(管2、管5)の管断面積と重力加速度との積で除した係数B1と、主送水弁8、バイパス弁9に対し下流側の管路(管3、管6)内の流体中の音速を下流側の管路(管3、管6)の管断面積と重力加速度との積で除した係数B2と、に基づいて数式14-1、数式14-2により算出される。 In addition, the current time value of the flow rate value of the fluid passing through the main water valve 8 and the bypass valve 9, which are the concentrated stress loss portions, is the Cv value that indicates the relationship between the flow rate and the head difference in the main water valve 8 and the bypass valve 9. , the value of the forward wave information value on the upstream side of the main water supply valve 8 and the bypass valve 9 one time ago, the value of the backward wave information value on the downstream side of the main water supply valve 8 and the bypass valve 9 one time ago, and the main The sound velocity in the fluid in the upstream pipes (pipe 2, pipe 5) with respect to the water supply valve 8 and the bypass valve 9 is the product of the pipe cross-sectional area of the upstream pipe (pipe 2, pipe 5) and the gravitational acceleration. and the sound velocity in the fluid in the pipeline (pipe 3, pipe 6) on the downstream side with respect to the main water valve 8 and the bypass valve 9. It is calculated by Equations 14-1 and 14-2 based on the coefficient B2 divided by the product of the cross-sectional area and the gravitational acceleration.

つまり、主送水弁8の上流端に対応する第6列、バイパス弁9の上流端に対応する第16列では、管仕様記録スプレッドシート33の第21行のCv値を参照して、次の数式14-1、数式14-2のように流量値を算出する。即ち、主送水弁8、バイパス弁9の上流端に対応する列(第6列、第16列)のB値をB1、主送水弁8、バイパス弁9の下流端に対応する列(第8列、第18列)のB値をB2、主送水弁8、バイパス弁9の下流端の後退波情報値の1時刻前値をCM-1、主送水弁8、バイパス弁9の上流端の進行波情報値の1時刻前値をCP-1として、主送水弁8、バイパス弁9の上流端の流量値の現時刻値Qは、次の数式14-1及び数式14-2を第6列、第16列のセルに入力して計算し、計算値を当該セルに数式と共に記録する。 That is, in the 6th column corresponding to the upstream end of the main water supply valve 8 and the 16th column corresponding to the upstream end of the bypass valve 9, the Cv value in the 21st row of the pipe specification recording spreadsheet 33 is referred to, and the following A flow rate value is calculated as shown in Equations 14-1 and 14-2. That is, the B value of the row (sixth row and sixteenth row) corresponding to the upstream ends of the main water supply valve 8 and the bypass valve 9 is set to B1, and the row corresponding to the downstream end of the main water supply valve 8 and the bypass valve 9 (the eighth column, 18th column) is B2, the backward wave information value one time before at the downstream end of the main water valve 8 and bypass valve 9 is CM-1, the upstream end of the main water valve 8 and bypass valve 9 is Assuming that the value of the traveling wave information value one time ago is CP-1, the current time value Q of the flow rate value at the upstream end of the main water supply valve 8 and the bypass valve 9 is obtained by using the following Equations 14-1 and 14-2 as the sixth column, enter into a cell in column 16 to calculate and record the calculated value in that cell along with the formula.

主送水弁8、バイパス弁9の下流端の流量値の現時刻値は、主送水弁8、バイパス弁9の上流端の流量値と同じなので、第8列のセルには第6列の流量値を数式14-1、14-2と共に入力し、第18列のセルには第16列の流量値を数式14-1、14-2と共に入力する。
CP-1 ≧CM-1 のとき、

Figure 0007306918000010
Since the current flow rate values at the downstream end of the main water supply valve 8 and the bypass valve 9 are the same as the flow rate values at the upstream end of the main water supply valve 8 and the bypass valve 9, Enter the values along with formulas 14-1 and 14-2, and enter the flow rate values in the 16th column together with formulas 14-1 and 14-2 in the cells of the 18th column.
When CP −1 ≧CM −1 ,
Figure 0007306918000010

水頭値スプレッドシート39では、初期時刻(第4行)に初期条件の数値が入力され、境界条件となる上流端(第2列)には一定水頭値10mが、下流端(第12列)には一定水頭値0mがそれぞれ入力される。初期時刻の次の現時刻(第5行)には、管の接続端ではない中間節点28、29に対応する第15列、第19列のセルに、進行波情報値と後退波情報値のそれぞれの1時刻前値の平均値として、数式8及びその計算値が入力され記録される。また、主送水弁8の下流端に対応する第8列のセル、及びバイパス弁9の下流端に対応する第18列のセルに、先に計算された流量値の現時刻値を用いて、数式9及びその計算値が入力されて記録される。 In the head value spreadsheet 39, the numerical value of the initial condition is entered at the initial time (4th row), the constant head value of 10 m is entered at the upstream end (2nd column) as the boundary condition, and the downstream end (12th column) is , a constant water head value of 0 m is input. At the current time (row 5) next to the initial time, the cells of the 15th and 19th columns corresponding to the intermediate nodes 28 and 29 which are not connected ends of the pipes show forward wave information values and backward wave information values. Equation 8 and its calculated value are input and recorded as the average value of the respective values one hour before. Also, using the current time value of the previously calculated flow rate value for the 8th row cell corresponding to the downstream end of the main water supply valve 8 and the 18th row cell corresponding to the downstream end of the bypass valve 9, Equation 9 and its calculated values are entered and recorded.

また、管内径もしくは管断面積が同一である管路の上流端における水頭値の現時刻値は、管路内の流体中の音速を管路内の管断面積と重力加速度との積で除した値を係数Bとしたとき、流量値の現時刻値が先に算出される場合には、数式15に示すように、後退波情報値の1時刻前値に、流量値の現時刻値に係数Bを乗じた値を加算した値である。即ち、主送水弁8の上流端に対応する第6列のセル、及びバイパス弁9の上流端に対応する第16列のセルに、先に計算された流量値の現時刻値、後退波情報値の1時刻前値及び係数Bを用いた数式15、及びその計算値を入力して記録する。

Figure 0007306918000011
In addition, the current value of the water head value at the upstream end of a pipeline with the same pipe inner diameter or pipe cross-sectional area is obtained by dividing the sound velocity in the fluid in the pipeline by the product of the pipe cross-sectional area and the gravitational acceleration. When the calculated value is the coefficient B, when the current flow rate value is calculated first, as shown in Equation 15, the backward wave information value one time before and the flow rate value at the current time It is the value obtained by adding the value multiplied by the coefficient B. That is, the current time value of the previously calculated flow rate value and backward wave information Enter and record Equation 15 using the value of 1 time ago and coefficient B, and its calculated value.
Figure 0007306918000011

更に、管路に設けられた集合分岐部(第1集合分岐部31、第2集合分岐部32)での水頭値の現時刻値は、数式16-1及び数式16-2に示すように、集合分岐部に流入する管路(管1、管3、管6)については進行波情報値の1時刻前値を、集合分岐部から流出する管路(管2、管5、管4)については後退波情報値の1時刻前値を、それぞれ管路内の流体中の音速を当該管路内の管断面積と重力加速度との積で除したそれぞれの係数Bで除した後に総和をとり、この総和を、それぞれの係数Bの逆数の総和で除した値である。 Furthermore, the current time value of the water head value at the collective branching portion (the first collective branching portion 31 and the second collective branching portion 32) provided in the pipeline is, as shown in Equations 16-1 and 16-2, For the pipelines (Pipe 1, Pipe 3, and Pipe 6) flowing into the collective branch, the value of the traveling wave information value one time before is obtained, and for the pipeline (Pipe 2, Pipe 5, and Pipe 4) flowing out from the collective branch, is the backward wave information value one time ago, divided by each coefficient B obtained by dividing the speed of sound in the fluid in the pipe by the product of the cross-sectional area of the pipe and the acceleration of gravity in the pipe, and then summed up. , and this sum is divided by the sum of the reciprocals of the respective coefficients B.

集合分岐部の水頭値は、第1集合分岐部(第1分岐)31については、流入する管1が第3列に対応するので、進行波情報値スプレッドシート36の第3列の1時刻前値をCP3-1とし、管仕様記録スプレッドシート33の第3列のB値をB3 とし、流出する管2と管5が第5列と第14列に対応するので、後退波情報値スプレッドシート37の第5列と第14列の1時刻前値をCM5-1とCM14-1 とし、管仕様記録スプレッドシート33の第5列と第14列のB値をB5と B14として、数式16-1及びその計算値を、水頭値スプレッドシート39の第3列、第5列、第14列のそれぞれの第5行のセルに入力する。

Figure 0007306918000012
For the first branch (first branch) 31, the water head value of the aggregate branch is one time before the third column of the traveling wave information value spreadsheet 36 because the inflowing pipe 1 corresponds to the third column. is CP3-1 , the B value in the 3rd column of the pipe specification recording spreadsheet 33 is B3, and the outflowing pipes 2 and 5 correspond to the 5th and 14th columns, so the backward wave information value spreadsheet The values one hour before in the 5th and 14th columns of 37 are CM5-1 and CM14-1 , and the B values in the 5th and 14th columns of the pipe specification record spreadsheet 33 are B5 and B14, and formula 16- 1 and its calculated value are entered into the cells in the 5th row of each of the 3rd, 5th and 14th columns of the head value spreadsheet 39 .
Figure 0007306918000012

第2集合分岐部(第2分岐)32については、流入する管3と管6が第9列と第20列に対応し、流出する管4が第11列に対応するので、流入する管3と管6について進行波情報値スプレッドシート36の第9列と第20列の1時刻前値をCP9-1 とCP20-1とし、管仕様記録スプレッドシート33の第9列と第20列のB値をB9、B20 とし、流出する管4について、後退波情報値スプレッドシート37の第11列の1時刻前値をCM11-1とし、管仕様記録スプレッドシート33の第11列のB値をB11として、数式16-2及びその計算値を、水頭値スプレッドシート39の第9列、第11列、第20列のそれぞれの第5行のセルに入力する。

Figure 0007306918000013
For the second collective branch (second branch) 32, the inflowing pipes 3 and 6 correspond to the ninth and twentieth rows, and the outflowing pipe 4 corresponds to the eleventh row. and tube 6, the values one hour before in the 9th and 20th columns of the traveling wave information value spreadsheet 36 are CP9-1 and CP20-1 , and the 9th and 20th columns of the pipe specification record spreadsheet 33 are B With respect to the outflowing pipe 4, CM11-1 is the value one hour before in the 11th column of the backward wave information value spreadsheet 37, and B11 is the B value in the 11th column of the pipe specification record spreadsheet 33. , enter the equation 16-2 and its calculated value in the cells of the 5th row of each of the 9th, 11th and 20th columns of the head value spreadsheet 39 .
Figure 0007306918000013

数式16-1及び16-2の分母の値は、図12の管仕様記録スプレッドシート33において、対応する列の第13行のセルに計算して記録されているので、上記数式の分母式を計算する代わりに、管仕様記録スプレッドシート33の第13行を参照することで数式の計算が簡略される。これらの数式16-1、数式16-2は流入する管の列については進行波情報値スプレッドシート36の1時刻前値を、流出する管の列については後退波情報値スプレッドシート37の1時刻前値を、それぞれの列のB値で割った値の和を分子に、該当する列のB値の逆数の和を分母にとった数式であり、第1、第2集合分岐部31、32について現時刻の水頭値を計算する。 The values of the denominators of the formulas 16-1 and 16-2 are calculated and recorded in the cells of the 13th row of the corresponding columns in the pipe specification recording spreadsheet 33 of FIG. Instead of calculating, referring to line 13 of the pipe specification record spreadsheet 33 simplifies the calculation of the formula. These formulas 16-1 and 16-2 are the values of the advancing wave information value spreadsheet 36 one time before for the inflowing tube row, and the backward wave information value one time value of the backward wave information value spreadsheet 37 for the outflowing tube row. It is a mathematical formula in which the sum of the values obtained by dividing the previous value by the B value of each column is the numerator, and the sum of the reciprocals of the B values of the corresponding column is the denominator. Calculate the water head value at the current time.

上述の流量値スプレッドシート38、水頭値スプレッドシート39のそれぞれの第5行に入力した数式を、第6行目以降のセルに複写すると、流量値、水頭値の時刻歴を得ることができる。図15及び図16はこのようにして解析した解析結果の例を示したものである。この例では、図12に示すように、主送水弁8及びバイパス弁9のそれぞれのCv(Cv1、Cv2)値の時刻歴において、主送水弁8は時刻0.4秒から閉鎖動作を開始して1秒で閉鎖完了(全閉)し、バイパス弁9は時刻0.5秒から開弁し始めて0.6秒で全開となる条件である。 By copying the formulas entered in the fifth row of the flow rate value spreadsheet 38 and the head value spreadsheet 39 to the cells on the sixth and subsequent lines, the time histories of the flow rate value and the head value can be obtained. 15 and 16 show examples of analysis results analyzed in this way. In this example, as shown in FIG. 12, in the time history of the Cv (Cv1, Cv2) values of the main water valve 8 and the bypass valve 9, the main water valve 8 starts closing at 0.4 seconds. The bypass valve 9 is fully closed in 1 second, and the bypass valve 9 starts to open at 0.5 seconds and is fully open in 0.6 seconds.

図15に示す流量図では、流量値スプレッドシート38の上流端に対応する第2列を上流端流量とし、主送水弁8の上流端に対応する第6列を主送水管流量とし、バイパス弁9の上流端に対応する第16列をバイパス管流量として、それぞれの時刻歴を示している。図16に示す水頭図では、水頭値スプレッドシート39の主送水弁8の上流端に対応する第6列と、バイパス弁9の上流端に対応する第16列のそれぞれの時刻歴を示している。流量は、主送水管26からバイパス管27に滑らかに切り替わる様子が分かるが、水頭については、主送水弁8の上流端の水頭が大きく上昇した後に振動して、水撃現象が発生していることが分かる。 In the flow diagram shown in FIG. 15, the second column corresponding to the upstream end of the flow rate value spreadsheet 38 is the upstream end flow rate, the sixth column corresponding to the upstream end of the main water valve 8 is the main water pipe flow rate, and the bypass valve The 16th column corresponding to the upstream end of 9 is the bypass pipe flow rate, and each time history is shown. The hydraulic head chart shown in FIG. 16 shows the time history of the sixth column corresponding to the upstream end of the main water valve 8 and the sixteenth column corresponding to the upstream end of the bypass valve 9 of the hydraulic head value spreadsheet 39. . It can be seen that the flow rate is smoothly switched from the main water pipe 26 to the bypass pipe 27, but the water head vibrates after the water head at the upstream end of the main water valve 8 rises greatly, causing a water hammer phenomenon. I understand.

以上のように構成されたことから、本第2実施形態においても、第1実施形態の効果(1)と同様に、次の効果(2)を奏する。
(2)水撃解析装置25によれば、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート34(進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38、水頭値スプレッドシート39)のセルには、水撃解析用の数式、及びこの数式により決定された数値が入力されて記録されている。このため、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート34(進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38、水頭値スプレッドシート39)に水撃現象の解析過程が全て明示されているので、この水撃解析パラメータ情報スプレッドシート34の同一列の各行に入力された数式を比較することで、特別なプログラム言語を用いることなく、水撃現象の解析が正しく行われたかを容易に検証できる。
Since it is configured as described above, the second embodiment also has the following effect (2), similar to the effect (1) of the first embodiment.
(2) According to the water hammer analysis device 25, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 34 (traveling wave information value spreadsheet 36, receding wave information value spreadsheet 37, flow rate value spreadsheet 38, water head value spreadsheet 39) Formulas for water hammer analysis and numerical values determined by these formulas are entered and recorded in the cells. For this reason, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 34 (advancing wave information value spreadsheet 36, receding wave information value spreadsheet 37, flow rate value spreadsheet 38, water head value spreadsheet 39) clearly indicates all the analysis processes of the water hammer phenomenon. Therefore, by comparing the formulas entered in each row of the same column of the water hammer analysis parameter information spreadsheet 34, it is possible to determine whether the water hammer phenomenon has been correctly analyzed without using a special program language. Easy to verify.

また、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート(進行波情報値スプレッドシート36、後退波情報値スプレッドシート37、流量値スプレッドシート38、水頭値スプレッドシート39)のセルに記録された数値をグラフ化して波形で表示することで、水撃解析装置25による解析結果の妥当性を容易に確認することができる。 In addition, the numerical values recorded in the cells of the water hammer analysis parameter information spreadsheet (traveling wave information value spreadsheet 36, receding wave information value spreadsheet 37, flow rate value spreadsheet 38, water head value spreadsheet 39) are graphed and waveform By displaying with , the validity of the analysis result by the water hammer analysis device 25 can be easily confirmed.

[C]第3実施形態(図17~図24)
図17は、第3実施形態に係る水撃解析装置の構成を示すブロック図である。この第3実施形態において第1及び第2実施形態と同様な部分については、第1及び第2実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[C] Third embodiment (Figs. 17 to 24)
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of a water hammer analysis device according to the third embodiment. In the third embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in the first and second embodiments, thereby simplifying or omitting the description.

本第3実施形態の水撃解析装置43は、水柱分離現象を伴う水撃現象を解析するものである。一般に、流体が水等の液体の場合、流体の水頭が蒸気水頭相当(蒸気水頭+管高さ)以下まで減圧されると減圧沸騰が発生し、この水頭が蒸気水頭相当に保持されると共に、蒸気空洞が生成される。この現象は水撃における水柱分離現象として知られており、流体の水頭が蒸気水頭相当以上に回復した際に蒸気空洞が消滅し、このときに衝撃的な水頭の上昇が観測される。 The water hammer analysis device 43 of the third embodiment analyzes a water hammer phenomenon accompanied by a water column separation phenomenon. In general, when the fluid is a liquid such as water, when the pressure of the fluid is reduced to below the steam head (steam head + pipe height), boiling under reduced pressure occurs. A vapor cavity is created. This phenomenon is known as the water column separation phenomenon in water hammer, and when the head of the fluid recovers more than the head of the steam head, the steam cavity disappears, and a shocking rise in the head of water is observed at this time.

水撃解析装置43は、上述のような水柱分離現象を伴う水撃現象を解析するものであり、水柱分離現象を表現するスプレッドシートとして、減圧フラグ記憶手段としての減圧フラグスプレッドシート44、及び蒸気生成量記憶手段としての蒸気生成量スプレッドシート45を追加して備える。 The water hammer analysis device 43 analyzes the water hammer phenomenon accompanied by the water column separation phenomenon as described above. A steam production spreadsheet 45 is additionally provided as production storage means.

つまり、水撃解析装置43は、管仕様記録スプレッドシート11または33と、水撃解析パラメータ情報記憶手段としての水撃解析パラメータ情報スプレッドシート46と、計算手段47とを有し、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート46が、進行波情報値スプレッドシート14または36、後退波情報値スプレッドシート15または37、流量値スプレッドシート16または38、上記減圧フラグスプレッドシート44、上記蒸気生成量スプレッドシート45、及び水頭値記録手段としての水頭値スプレッドシート48を備えてなる。これらの各スプレッドシート14(36)、15(37)、16(38)、44、45、48に、後に詳説する計算手段47が格納されている。 That is, the water hammer analysis device 43 has a pipe specification record spreadsheet 11 or 33, a water hammer analysis parameter information spreadsheet 46 as a water hammer analysis parameter information storage means, and a calculation means 47, and the water hammer analysis parameter The information spreadsheet 46 includes the traveling wave information value spreadsheet 14 or 36, the backward wave information value spreadsheet 15 or 37, the flow value spreadsheet 16 or 38, the decompression flag spreadsheet 44, the vapor production rate spreadsheet 45, and A head value spreadsheet 48 is provided as a head value recording means. Each of these spreadsheets 14(36), 15(37), 16(38), 44, 45, 48 stores calculation means 47 which will be detailed later.

図19(A)に示す進行波情報値スプレッドシート14または36と、図19(B)に示す後退波情報値スプレッドシート15または37と、図21(E)に示す流量値スプレッドシート16または38にそれぞれ入力される計算手段47としての数式は、水柱分離現象を伴わない第1または第2実施形態の数式が入力される。また、水柱分離現象を伴う水撃現象の解析における管路内の各部の仮水頭値の現時刻値は、計算手段47としての水柱分離現象を伴わない第1及び第2実施形態の数式(数式8、数式10、数式15)を用いることで算出される。 19A, the backward wave information value spreadsheet 15 or 37 shown in FIG. 19B, and the flow rate value spreadsheet 16 or 38 shown in FIG. , the formulas of the first or second embodiment that do not involve the water column separation phenomenon are input. In addition, the current time value of the temporary head value of each part in the pipeline in the analysis of the water hammer phenomenon accompanied by the water column separation phenomenon is the formula (formula 8, Equations 10 and 15).

図20(C)、図20(D)及び図21(F)に示すように、減圧フラブスプレッドシート44、蒸気生成量スプレッドシート45及び水頭値スプレッドシート48では、第1及び第2実施形態と同様に、列方向に、管路を管軸方向に仮想分割した管路各部が設定され、行方向に時間軸が設定される。減圧フラグスプレッドシート44、蒸気生成量スプレッドシート45、水頭値スプレッドシート48のそれぞれには、第4行の初期時刻に初期条件が設定され、第5行以降の各行に解析時間刻みを0.1秒とした時刻が設定され、第5行以降の各行のセルに、減圧フラグの数値、蒸気生成量、水頭値のそれぞれの時刻歴が、計算手段47としての後述の数式と共に記録される。 As shown in FIGS. 20(C), 20(D) and 21(F), the decompression flag spreadsheet 44, the steam production amount spreadsheet 45 and the head value spreadsheet 48 are different from those of the first and second embodiments. Similarly, each portion of the pipeline obtained by virtually dividing the pipeline in the axial direction is set in the column direction, and the time axis is set in the row direction. In each of the pressure reduction flag spreadsheet 44, the steam production amount spreadsheet 45, and the water head value spreadsheet 48, the initial conditions are set at the initial time in the 4th row, and the analysis time increment is set to 0.1 in each row after the 5th row. The time in seconds is set, and the time histories of the value of the decompression flag, the amount of steam generated, and the water head value are recorded in the cells of each row from the fifth row onward, together with mathematical formulas as the calculation means 47, which will be described later.

図20(C)に示す減圧フラグスプレッドシート44は、水撃現象が水柱分離現象を伴う場合に、管路内の各部の水頭値が蒸気水頭相当(即ち蒸気水頭+管高さ)以下であることを示す減圧フラグを水撃解析パラメータ情報として、その減圧フラグの時刻歴を記録するものである。この減圧フラグスプレッドシート44に記録される管路内の各部の減圧フラグの現時刻値は、減圧フラグの1時刻前値と、仮水頭値の現時刻値と、管路の当該部の管高さを考慮した蒸気水頭と、蒸気生成量の現時刻値とを用いて、所定のアルゴリズムに基づく図22に示すフローチャートによって算出される。 In the decompression flag spreadsheet 44 shown in FIG. 20(C), when the water hammer phenomenon is accompanied by the water column separation phenomenon, the water head value of each part in the pipeline is equivalent to the steam head (that is, the steam head + pipe height) or less. The time history of the decompression flag is recorded using the decompression flag indicating this as water hammer analysis parameter information. The current time value of the decompression flag of each section in the pipeline recorded in this decompression flag spreadsheet 44 is the value of the decompression flag one time ago, the current time value of the temporary head value, and the pipe height of the relevant section of the pipeline. It is calculated by the flow chart shown in FIG. 22 based on a predetermined algorithm, using the steam head considering the heat and the current time value of the amount of steam generated.

減圧フラグスプレッドシート44については、初期時刻(第4行)における初期条件と、水頭値が指定される境界条件(第2列)とが入力されるセルでは、あらかじめ数値(通常は蒸気空洞がないものとして0)が指定されて記録される。それ以外のセル(減圧フラグスプレッドシート44上の管間の空列を除く)には、図22に示すフローチャートを規定する数式、及びこのフローチャートに従う数値(0もしくは1)が入力されて記録される。このフローチャートを規定する数式が、減圧フラグスプレッドシート44に関する計算手段47を構成する。 For the decompression flag spreadsheet 44, the cells in which the initial conditions at the initial time (fourth row) and the boundary conditions (second column) where the head value is specified are pre-populated with numerical values (usually no vapor cavity 0) is specified and recorded. In the other cells (except for the empty rows between the tubes on the decompression flag spreadsheet 44), the formulas defining the flow chart shown in FIG. 22 and the numerical values (0 or 1) according to this flow chart are entered and recorded. . The formulas defining this flow chart constitute the calculation means 47 for the decompression flag spreadsheet 44 .

図22に示すフローチャートでは、減圧フラグ(ICAV)の1時刻前値が0であるか否かを判断する(S11)。減圧フラグの1時刻前値が0であって、「減圧なし」のときには、次に、仮水頭値の現時刻値が、管高さを考慮した蒸気水頭(蒸気水頭+管高さ)以下であるか否かを判断する(S12)。このステップS12において、仮水頭値の現時刻値が「蒸気水頭+管高さ」以下であると判断した場合に、減圧フラグの現時刻値を1に設定して「減圧あり」を表示し(S13)、以上である場合に、減圧フラグの現時刻値を0に設定して「減圧なし」を表示する(S14)。 In the flowchart shown in FIG. 22, it is determined whether or not the value of the decompression flag (ICAV) one time ago is 0 (S11). When the value of the decompression flag one time ago is 0 and "no decompression", then the current time value of the temporary head value is below the steam head (steam head + pipe height) considering the pipe height. It is determined whether or not there is (S12). In this step S12, when it is determined that the current time value of the temporary head value is equal to or less than "steam head + pipe height", the current time value of the decompression flag is set to 1 to display "with decompression" ( S13) If the above is the case, the current time value of the decompression flag is set to 0 and "no decompression" is displayed (S14).

ステップS11において、減圧フラグの1時刻前値が1であって水柱分離現象を発生していると判断した場合、次に蒸気生成量(VCAV)の現時刻値が正値であるか否かを判断する(S15)。このステップS15で蒸気生成量の現時刻値が0または負値である場合に、減圧フラグの現時刻値を0に設定して「減圧なし」を表示し(S14)、正値である場合に、減圧フラグの現時刻値を1に設定して「減圧あり」を表示する(S16)。 In step S11, if it is determined that the value of the decompression flag one time ago is 1 and the water column separation phenomenon is occurring, then it is determined whether the current value of the steam generation amount (VCAV) is a positive value. It judges (S15). If the current time value of the steam generation amount is 0 or a negative value in step S15, the current time value of the decompression flag is set to 0 to display "no decompression" (S14). , the current time value of the decompression flag is set to 1, and "with decompression" is displayed (S16).

ここで、図22、及び後述の図23及び図24のフローチャートにおけるICAVは減圧フラグを表し、減圧フラグスプレッドシート44の該当するセルの値である。VCAVは蒸気生成量を表し、蒸気生成量スプレッドシート45の該当するセルの値である。Hは水頭値を表し、水頭値スプレッドシート48の該当するセルの値である。また、仮水頭値は、第1及び第2実施形態における水柱分離現象を考慮しない場合の水頭値スプレッドシート17、39のセルに記載される数式7、数式8または数式15により計算される水頭値である。更に、管高さは、管路の該当部における基準面からの高さをいう。 Here, ICAV in FIG. 22 and the flow charts of FIGS. VCAV represents steam production and is the value of the appropriate cell of steam production spreadsheet 45 . H represents the head value and is the value of the appropriate cell in the head value spreadsheet 48 . In addition, the provisional head value is the head value calculated by Equation 7, Equation 8, or Equation 15 described in the cells of the head value spreadsheets 17 and 39 when the water column separation phenomenon in the first and second embodiments is not considered. is. Further, the pipe height refers to the height from the reference surface at the relevant portion of the pipe.

図20(D)に示す蒸気生成量スプレッドシート45は、水撃現象が水柱分離現象を伴う場合に、管路内の各部の水頭値が蒸気水頭相当(蒸気水頭+管高さ)以下であるときに生成される蒸気生成量を水撃解析パラメータ情報として、この蒸気生成量の時刻歴を記録するものである。この蒸気生成量スプレッドシート45に記録される管路内の各部の蒸気生成量の現時刻値は、減圧フラグの1時刻前値と、仮水頭値の現時刻値と、蒸気生成量の1時刻前値と、進行波情報値の1時刻前値と、後退波情報値の1時刻前値と、管路の当該部の管高さを考慮した蒸気水頭とを用いて、所定のアルゴリズムに基づく図23に示すフローチャート(数式17-1、数式17-2、数式17-3及び数式17-4を含む)によって算出される。 In the steam generation amount spreadsheet 45 shown in FIG. 20(D), when the water hammer phenomenon accompanies the water column separation phenomenon, the water head value of each part in the pipeline is equal to or less than the steam head (steam head + pipe height). The time history of the amount of steam generated is recorded as water hammer analysis parameter information. The current time value of the steam generation amount of each part in the pipeline recorded in this steam generation amount spreadsheet 45 is the value of the pressure reduction flag one hour ago, the current time value of the temporary water head value, and the one time value of the steam generation amount. Based on a predetermined algorithm using the previous value, the value of the forward wave information value one time ago, the backward wave information value one time ago, and the steam head considering the pipe height of the relevant part of the pipeline It is calculated by the flowchart shown in FIG. 23 (including formulas 17-1, 17-2, 17-3 and 17-4).

この蒸気生成量スプレッドシート45についても、初期時刻(第4行)における初期条件と、水頭値が指定される境界条件(第2列)とが入力されるセルでは、数値(通常は蒸気生成量0)が指定されて記録される。それ以外のセル(蒸気生成量スプレッドシート45の管間の空列を除く)には、図23に示すフローチャートを規定する数式、及びこのフローチャートに従う数値(0、もしくは数式17-1、17-2、17-3、17-4のいずれかによる計算値)が入力されて記録される。この数式17-1、17-2、17-3、17-4を含む上記フローチャートを規定する数式が、蒸気生成量スプレッドシート45に関する計算手段47を構成する。 In this steam production spreadsheet 45 as well, the cells in which the initial conditions at the initial time (fourth row) and the boundary conditions (second column) specifying the water head value are entered are numerical values (usually the steam production 0) is specified and recorded. All other cells (except the empty rows between tubes in the steam production spreadsheet 45) contain the formulas defining the flow chart shown in FIG. , 17-3, 17-4) is entered and recorded. The formulas defining the above flow chart, including formulas 17-1, 17-2, 17-3, and 17-4, constitute the calculation means 47 for the steam production spreadsheet 45 .

図23に示すフローチャートでは、減圧フラグ(ICAV)の1時刻前値が0であるか否かを判断する(S21)。減圧フラグの1時刻前値が0であって、「減圧なし」のときには、次に、仮水頭値の現時刻値が、管高さを考慮した蒸気水頭(蒸気水頭+管高さ)以下であるか否かを判断する(S22)。このステップS22において、仮水頭値の現時刻値が「蒸気水頭+管高さ」以下であると判断した場合に、蒸気生成量(VCAV)の現時刻値を後述の数式17-1、数式17-2、数式17-3または数式17-4により算出して設定し(S23)、以上であると判断した場合に、蒸気生成量の現時刻値を0に設定する(S24)。 In the flowchart shown in FIG. 23, it is determined whether or not the value of the decompression flag (ICAV) one time ago is 0 (S21). When the value of the decompression flag one time ago is 0 and "no decompression", then the current time value of the temporary head value is below the steam head (steam head + pipe height) considering the pipe height. It is determined whether or not there is (S22). In this step S22, when it is determined that the current time value of the provisional water head value is equal to or less than "steam head + pipe height", the current time value of the steam generation amount (VCAV) is set to Equations 17-1 and 17 below. -2, is calculated and set by Equation 17-3 or Equation 17-4 (S23), and if it is determined that the above is satisfied, the current time value of the steam generation amount is set to 0 (S24).

ステップS21において、減圧フラグの1時刻前値が1であって水柱分離現象を発生していると判断した場合、次に蒸気生成量(VCAV)の現時刻値を数式17-1、数式17-2、数式17-3または数式17-4に基づいて計算し、この計算値が正値であるか否かを判断する(S25)。このステップS25で蒸気生成量の現時刻値が0または負値である場合、蒸気生成量の現時刻値を0に設定し(S24)、正値である場合に蒸気生成量の現時刻値を、ステップS25で計算した値に設定する(S26)。 In step S21, if it is determined that the value of the decompression flag one time ago is 1 and the water column separation phenomenon is occurring, then the current time value of the amount of steam generated (VCAV) is calculated by Equations 17-1 and 17- 2. Calculation is performed based on Equation 17-3 or Equation 17-4, and it is determined whether or not the calculated value is a positive value (S25). If the current time value of the steam generation amount is 0 or a negative value in step S25, the current time value of the steam generation amount is set to 0 (S24). , is set to the value calculated in step S25 (S26).

ここで、数式17-1、数式17-2、数式17-3、数式17-4について述べる。
当該セルにおける蒸気生成量の1時刻前値をVCAV-1としたとき、蒸気生成量の現時刻値VCAVは、解析時刻刻みdtと、管仕様記録スプレッドシート11または33に記録された係数Bと、進行波情報値の1時刻前値CP-1と、後退波情報値の1時刻前値CM-1とを用いて、
当該セルが管路の上流側接続端で流量が指定される場合には、

Figure 0007306918000014
Equations 17-1, 17-2, 17-3, and 17-4 will now be described.
Assuming that the value of the steam generation amount before one hour in the cell is VCAV -1 , the current time value VCAV of the steam generation amount is the analysis time step dt and the coefficient B recorded in the pipe specification recording spreadsheet 11 or 33. , using the advancing wave information value one time ago value CP −1 and the backward wave information value one time ago value CM −1 ,
If the cell is specified at the upstream connection end of the pipeline,
Figure 0007306918000014

図21(F)に示す水頭値スプレッドシート48は、管路内で水柱分離現象を伴う水撃現象が発生した場合における管路内の各部の水頭値の現時刻値を記録するものである。この水頭値の現時刻値は、減圧フラグの1時刻前値と、仮水頭値の現時刻値と、進行波情報値の1時刻前値と、後退波情報値の1時刻前値と、管路の当該部の管高さを考慮した蒸気水頭とを用いて、所定のアルゴリズムに基づく図24に示すフローチャート(数式18-1、数式18-2、数式18-3及び数式18-4を含む)にて算出される。 The water head value spreadsheet 48 shown in FIG. 21(F) records the current time value of the water head value of each part in the pipeline when the water hammer phenomenon accompanied by the water column separation phenomenon occurs in the pipeline. The current time value of this water head value is the value of the decompression flag one time ago, the current time value of the temporary water head value, the value of the traveling wave information value one time ago, the value of the backward wave information value one time ago, and the pipe 24 based on a predetermined algorithm (including equations 18-1, 18-2, 18-3 and 18-4 ).

水頭値スプレッドシート48については、初期時刻(第4行)における初期条件と水頭値が指定される境界条件(第2列)とが入力されるセルでは、数値が入力される。それ以外のセル(水頭値スプレッドシート48の管間の空列を除く)には、図24に示すフローチャートを規定する数式、及びこのフローチャートに従って「蒸気水頭+管高さ」、または「数式7、数式8あるいは数式15による計算値」、または「数式18-1、18-2、18-3もしくは18-4により計算された蒸気空洞の消滅時(再結合時)の水頭上昇値ΔHに「蒸気水頭+管高さ」の値を加えた値」がそれぞれ入力されて記録される。この数式7、数式8、数式15、数式18-1、18-2、18-3、18-4を含む上記フローチャートを規定する数式が、水頭値スプレッドシート48に関する計算手段47を構成する。 With respect to the head value spreadsheet 48, numerical values are entered in the cells where the initial conditions at the initial time (fourth row) and the boundary conditions (second column) where the head value is specified are entered. All other cells (except the empty columns between tubes in the head value spreadsheet 48) contain formulas defining the flow chart shown in FIG. Value calculated by Equation 8 or Equation 15”, or “Water head rise value ΔH at the time of disappearance (at the time of recombination) of the steam cavity calculated by Equation 18-1, 18-2, 18-3 or 18-4” A value obtained by adding the value of "water head + pipe height" is entered and recorded. The formulas defining the above flow chart, including formulas 7, 8, 15, 18-1, 18-2, 18-3 and 18-4, constitute the calculation means 47 for the head value spreadsheet 48 .

図24に示すフローチャートでは、減圧フラグ(ICAV)の1時刻前値が0であるか否かを判断する(S31)。減圧フラグの1時刻前値が0であって、「減圧なし」のときには、次に、仮水頭値の現時刻値が、管高さを考慮した蒸気水頭(蒸気水頭+管高さ)以下であるか否かを判断する(S32)。このステップS32において、仮水頭値の現時刻値が「蒸気水頭+管高さ」以下であると判断した場合には、水頭値の現時刻値を「蒸気水頭+管高さ」に設定し(S33)、以上である場合に水頭値の現時刻値を仮水頭値に設定する(S34)。 In the flowchart shown in FIG. 24, it is determined whether or not the value of the decompression flag (ICAV) one time ago is 0 (S31). When the value of the decompression flag one time ago is 0 and "no decompression", then the current time value of the temporary head value is below the steam head (steam head + pipe height) considering the pipe height. It is determined whether or not there is (S32). In this step S32, when it is determined that the current time value of the temporary head value is equal to or less than "steam head + pipe height", the current time value of the water head value is set to "steam head + pipe height" ( S33), if the above, the current time value of the water head value is set as the temporary water head value (S34).

ステップS31において、減圧フラグの1時刻前値が1であって水柱分離現象を発生していると判断した場合、次に蒸気生成量(VCAV)の現時刻値が0または負値であるか否かを判断する(S35)。このステップS35で、蒸気生成量の現時刻値が正値である場合に、蒸気生成中であると判断して蒸気生成量の現時刻値を「蒸気水頭+管高さ」に設定し(S37)、0または負値である場合に蒸気空洞が潰れたとして、蒸気生成量の現時刻値を「蒸気水頭+管高さ+ΔH」に設定する(S36)。上記ΔHは、数式18-1、数式18-2、数式18-3または数式18-4により算出される値である。 In step S31, if it is determined that the value of the decompression flag one time ago is 1 and the water column separation phenomenon is occurring, then it is determined whether the current value of the steam generation amount (VCAV) is 0 or a negative value. (S35). In this step S35, if the current time value of the steam generation amount is a positive value, it is determined that steam is being generated, and the current time value of the steam generation amount is set to "steam head + pipe height" (S37). ), and if it is 0 or a negative value, it is determined that the steam cavity has collapsed, and the current time value of the steam generation amount is set to "steam head + pipe height + ΔH" (S36). ΔH is a value calculated by Equation 18-1, Equation 18-2, Equation 18-3, or Equation 18-4.

ここで、数式18-1、数式18-2、数式18-3、数式18-4について述べる。
当該セルにおける再結合時の水頭上昇値の現時刻値ΔHは、管仕様記録スプレッドシート11または33に記録された音速aと、管断面積Aと、係数Bと、進行波情報値の1時刻前値CP-1と、後退波情報値の1時刻前値CM-1と、重力加速度gとを用いて、
当該セルが管路の上流側接続端(閉止)の場合には、

Figure 0007306918000015
Equations 18-1, 18-2, 18-3, and 18-4 will now be described.
The current time value ΔH of the head rise value at the time of recombination in the cell is obtained from the sound velocity a recorded in the pipe specification recording spreadsheet 11 or 33, the pipe cross-sectional area A, the coefficient B, and the traveling wave information value at one time Using the previous value CP −1 , the backward wave information value 1 time ago value CM −1 , and the gravitational acceleration g,
If the cell is the upstream connection end (closed) of the pipeline,
Figure 0007306918000015

以上のように構成されたことから、本第3実施形態においても、第1及び第2実施形態と同様に次の効果(3)を奏する。
(3)水撃解析装置43によれば、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート46(進行波情報値スプレッドシート14または36、後退波情報値スプレッドシート15または37、流量値スプレッドシート16または38、減圧フラグスプレッドシート44、蒸気生成量スプレッドシート45、水頭値スプレッドシート48)のセルには、水撃解析用の数式、及びこの数式により決定された数値が入力されて記録されている。このため、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート46(進行波情報値スプレッドシート14または36、後退波情報値スプレッドシート15または37、流量値スプレッドシート16または38、減圧フラグスプレッドシート44、蒸気生成量スプレッドシート45、水頭値スプレッドシート48)に水柱分離現象を伴う水撃現象の解析過程が全て明示されているので、この水撃解析パラメータ情報スプレッドシート46の同一列の各行に入力された数式を比較することで、特別のプログラム言語を用いることなく、水柱分離現象を伴う水撃現象の解析が正しく行われたかを容易に検証できる。
Due to the configuration as described above, the third embodiment also has the following effect (3) as in the first and second embodiments.
(3) According to the water hammer analysis device 43, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 46 (traveling wave information value spreadsheet 14 or 36, receding wave information value spreadsheet 15 or 37, flow rate value spreadsheet 16 or 38, decompression Formulas for water hammer analysis and numerical values determined by these formulas are entered and recorded in the cells of the flag spreadsheet 44, the steam production amount spreadsheet 45, and the head value spreadsheet 48). For this reason, the water hammer analysis parameter information spreadsheet 46 (traveling wave information value spreadsheet 14 or 36, receding wave information value spreadsheet 15 or 37, flow rate value spreadsheet 16 or 38, decompression flag spreadsheet 44, steam production amount spreadsheet Since the analysis process of the water hammer phenomenon accompanied by the water column separation phenomenon is clearly shown in the sheet 45 and the water head value spreadsheet 48), the formulas entered in each row of the same column of this water hammer analysis parameter information spreadsheet 46 are compared. By doing so, it is possible to easily verify whether the analysis of the water hammer phenomenon accompanied by the water column separation phenomenon was correctly performed without using a special program language.

また、水撃解析パラメータ情報スプレッドシート46(進行波情報値スプレッドシート14または36、後退波情報値スプレッドシート15または37、流量値スプレッドシート16または38、減圧フラグスプレッドシート44、蒸気生成量スプレッドシート45、水頭値スプレッドシート48)のセルに記録された数値をグラフ化して波形で表すことで、水撃解析装置43による解析結果の妥当性を容易に確認することができる。 Also, water hammer analysis parameter information spreadsheet 46 (advancing wave information value spreadsheet 14 or 36, receding wave information value spreadsheet 15 or 37, flow rate value spreadsheet 16 or 38, decompression flag spreadsheet 44, steam generation amount spreadsheet 45, By graphing the numerical values recorded in the cells of the water head value spreadsheet 48) and representing them as waveforms, the validity of the analysis results by the water hammer analysis device 43 can be easily confirmed.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described above, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention, and these replacements and changes can be made. is included in the scope and gist of the invention, and is included in the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

例えば、第1~第3実施形態における各スプレッドシートでは、列方向に管路内の各部が設定され、行方向に時間軸が設定されたが、行方向に管路内の各部を設定し、列方向に時間軸を設定して、水撃解析パラメータ情報の時刻歴が記録される列方向のセルに数式を複写してもよい。また、各実施形態における計算手段13、35、47の計算式(数式)が、スプレッドシート14~17、36~39、44、45、48でなくとも表示手段18に表示可能に構成されることで、これらの数式の比較により水撃現象の解析を容易に検証できる。 For example, in each spreadsheet in the first to third embodiments, each part in the pipeline is set in the column direction and the time axis is set in the row direction, but each part in the pipeline is set in the row direction, A time axis may be set in the column direction, and the formula may be copied in the cell in the column direction in which the time history of the water hammer analysis parameter information is recorded. Further, the calculation formulas (formulas) of the calculation means 13, 35, and 47 in each embodiment can be displayed on the display means 18 instead of the spreadsheets 14 to 17, 36 to 39, 44, 45, and 48. Therefore, the analysis of the water hammer phenomenon can be easily verified by comparing these formulas.

8…主送水弁(集中圧力損失部)、9…バイパス弁(集中圧力損失部)、10…水撃解析装置、11…管仕様記録スプレッドシート(管仕様情報記録手段)、12…水撃解析パラメータ情報スプレッドシート(水撃解析パラメータ情報記録手段)、13…計算手段、14…進行波情報値スプレッドシート(進行波情報値記録手段)、15…後退波情報値スプレッドシート(後退波情報値記録手段)、16…流量値スプレッドシート(流量値記録手段)、17…水頭値スプレッドシート(水頭値記録手段)、20…管路、21…終端弁(集中圧力損失部) 8... Main water supply valve (concentrated pressure loss part), 9... Bypass valve (concentrated pressure loss part), 10... Water hammer analysis device, 11... Pipe specification recording spreadsheet (pipe specification information recording means), 12... Water hammer analysis Parameter information spreadsheet (water hammer analysis parameter information recording means) 13 Calculation means 14 Traveling wave information value spreadsheet (traveling wave information value recording means) 15 Backward wave information value spreadsheet (backward wave information value recording means), 16... Flow rate value spreadsheet (flow rate value recording means), 17... Head value spreadsheet (head value recording means), 20... Pipe line, 21... Terminal valve (concentrated pressure loss part)

25…水撃解析装置、26…主送水管、27…バイパス管、31…第1集合分岐部、32…第2集合分岐部、33…管仕様記録スプレッドシート(管仕様情報記録手段)、34…水撃解析パラメータ情報スプレッドシート(水撃解析パラメータ情報記録手段)、35…計算手段、36…進行波情報値スプレッドシート(進行波情報値記録手段)、37…後退波情報値スプレッドシート(後退波情報値記録手段)、38…流量値スプレッドシート(流量値記録手段)、39…水頭値スプレッドシート(水頭値記録手段)、43…水撃解析装置、44…減圧フラグスプレッドシート(減圧フラグ記録手段)、45…蒸気生成量スプレッドシート(蒸気生成量記録手段)、46…水撃解析パラメータ情報スプレッドシート(水撃解析パラメータ情報記録手段)、47…計算手段、48…水頭値スプレッドシート(水頭値記録手段) 25 Water hammer analysis device 26 Main water pipe 27 Bypass pipe 31 First branching unit 32 Second branching unit 33 Pipe specification recording spreadsheet (pipe specification information recording means) 34 ... water hammer analysis parameter information spreadsheet (water hammer analysis parameter information recording means), 35 ... calculation means, 36 ... traveling wave information value spreadsheet (traveling wave information value recording means), 37 ... backward wave information value spreadsheet (backward Wave information value recording means), 38 Flow value spreadsheet (flow value recording means), 39 Head value spreadsheet (head value recording means), 43 Water hammer analysis device, 44 Decompression flag spreadsheet (decompression flag recording Means), 45... Steam production amount spreadsheet (steam production amount recording means), 46... Water hammer analysis parameter information spreadsheet (water hammer analysis parameter information recording means), 47... Calculation means, 48... Water head value spreadsheet (water head value recording means)

Claims (14)

管路内の流体の水頭及び流量の変化により発生する水撃現象を解析する水撃解析装置において、
前記管路の各部の管仕様情報を記録する管仕様情報記録手段と、
前記管路内の各部における水頭及び流量を含む水撃解析パラメータ情報の時刻歴を記録する水撃解析パラメータ情報記録手段と、
前記管仕様情報の値と前記水撃解析パラメータ情報の前時刻値とを用いて、前記水撃解析パラメータ情報の現時刻値を計算式により算出する計算手段と、
異なる時刻に関する前記計算手段の前記計算式を表示可能な表示手段と、
を有して構成されたことを特徴とする水撃解析装置。
In a water hammer analysis device that analyzes the water hammer phenomenon caused by changes in the hydraulic head and flow rate of the fluid in the pipeline,
pipe specification information recording means for recording pipe specification information of each part of the pipe;
Water hammer analysis parameter information recording means for recording time history of water hammer analysis parameter information including water head and flow rate at each part in the pipeline;
calculation means for calculating the current time value of the water hammer analysis parameter information by a formula using the value of the pipe specification information and the previous time value of the water hammer analysis parameter information;
display means capable of displaying the calculation formula of the calculation means relating to different times;
A water hammer analysis device characterized by comprising:
前記水撃解析パラメータ情報記録手段は、管路内の各部の水頭値の時刻歴を水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する水頭値記録手段と、前記管路内の各部の流量値の時刻歴を水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する流量値記録手段と、前記管路内を上流から下流へ伝播する進行波の情報値における前記管路内の各部の時刻歴を水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する進行波情報値記録手段と、前記管路内を下流から上流へ伝播する後退波の情報値における前記管路内の各部の時刻歴を水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する後退波情報値記録手段とを備え、
更に水柱分離現象を伴う水撃の場合には、前記管路内の各部の水頭値が蒸気水頭相当以下であることを示す減圧フラグの時刻歴を水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する減圧フラグ記録手段と、前記管路内の各部の水頭値が蒸気水頭相当以下であるときに生成される蒸気生成量の時刻歴を水撃解析パラメータ情報の時刻歴として記録する蒸気生成量記録手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の水撃解析装置。
The water hammer analysis parameter information recording means includes head value recording means for recording the time history of the water head value at each part in the pipeline as the time history of the water hammer analysis parameter information, and the time of the flow rate value at each part in the pipeline. a flow rate value recording means for recording the history as a time history of water hammer analysis parameter information; A traveling wave information value recording means for recording information as a time history; and a backward wave information value recording means for recording as
Furthermore, in the case of a water hammer accompanied by a water column separation phenomenon, the time history of the decompression flag indicating that the water head value of each part in the pipeline is equal to or less than the steam head is recorded as the time history of the water hammer analysis parameter information Decompression flag recording means; and steam generation amount recording means for recording, as a time history of the water hammer analysis parameter information, the time history of the amount of steam generated when the water head value of each part in the pipeline is equal to or less than the steam head. The water hammer analysis device according to claim 1, further comprising:
前記管仕様情報記録手段及び前記水撃解析パラメータ情報記録手段は、複数の行及び列により設定される複数のセルを備えた表計算ソフトウェアのスプレッドシートであり、
前記管仕様情報記録手段の前記スプレッドシートでは、その列方向に管路を軸方向に仮想分割した管路各部が設定され、行方向に管仕様情報が設定されて、前記各セルに前記管路各部の管仕様情報の値が記録され、
前記水撃解析パラメータ情報記録手段の前記スプレッドシートでは、その列方向に前記管路を軸方向に仮想分割した管路各部が設定され、行方向に水撃解析パラメータ情報の時刻が設定され、前記各セルに前記管路各部の前記水撃解析パラメータ情報の時刻歴が記録され、
前記計算手段の計算式は、前記水撃解析パラメータ情報記録手段の前記スプレッドシートにおける前記水撃解析パラメータ情報の現時刻値を記録する前記セルに入力され記録されて、前記水撃解析パラメータ情報の現時刻値を算出する数式であることを特徴とする請求項1または2に記載の水撃解析装置。
The pipe specification information recording means and the water hammer analysis parameter information recording means are spreadsheet software spreadsheets having a plurality of cells set by a plurality of rows and columns,
In the spreadsheet of the pipe specification information recording means, pipe parts obtained by virtually dividing the pipe in the axial direction are set in the column direction, pipe specification information is set in the row direction, and the pipe pipe is stored in each cell. The value of the pipe specification information for each part is recorded,
In the spreadsheet of the water hammer analysis parameter information recording means, each part of the pipeline obtained by virtually dividing the pipeline in the axial direction is set in the column direction, and the time of the water hammer analysis parameter information is set in the row direction. A time history of the water hammer analysis parameter information of each part of the pipeline is recorded in each cell,
The calculation formula of the calculation means is input and recorded in the cell that records the current time value of the water hammer analysis parameter information in the spreadsheet of the water hammer analysis parameter information recording means, and the water hammer analysis parameter information 3. The water hammer analysis device according to claim 1, wherein the formula is a formula for calculating a current time value.
前記管仕様情報記録手段と前記水撃解析パラメータ情報記録手段のそれぞれのスプレッドシートでは、管路内の各部の情報は、管路の内径もしくは断面積が同一の管路の各部については列方向に連続して記録され、前記管路の内径もしくは断面積が異なる異径管接続部、前記管路に設けられる集中圧力損失部、または前記管路に設けられる集合分岐部については列方向に間隔を空けて記録されるよう構成されたことを特徴とする請求項3に記載の水撃解析装置。 In each spreadsheet of the pipe specification information recording means and the water hammer analysis parameter information recording means, the information of each part in the pipeline is arranged in the row direction for each part of the pipeline with the same inner diameter or cross-sectional area. Consecutively recorded, different diameter pipe connection portions having different inner diameters or cross-sectional areas of the pipe, concentrated pressure loss portions provided in the pipe, or collecting and branching portions provided in the pipe are spaced apart in the row direction. 4. The water hammer analysis device according to claim 3, wherein the water hammer analysis device is configured to be recorded at intervals. 前記管仕様情報記録手段に記録される管仕様記録情報には、解析の時間刻み値を、管路を軸方向に仮想分割したときの仮想分割長さで除した比率に、前記管路内の流体中の音速を乗じた値が係数ζとして記録され、この係数ζが1以下に設定されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水撃解析装置The pipe specification recording information recorded in the pipe specification information recording means includes a ratio obtained by dividing the analysis time step value by the virtual division length when the pipe is virtually divided in the axial direction, 5. A water hammer analysis apparatus according to claim 1, wherein a value obtained by multiplying the speed of sound in the fluid is recorded as a coefficient .zeta., and the coefficient .zeta. is set to 1 or less. 前記管路内の各部の進行波情報値は、同一列の水頭値及び流量値の同時刻値と、隣接する上流側列の水頭値及び流量値の同時刻値とを用いて算出されることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の水撃解析装置。 The traveling wave information value of each part in the pipeline is calculated using the simultaneous values of the head value and the flow rate value of the same row and the simultaneous values of the water head value and the flow value of the adjacent upstream row. The water hammer analysis device according to any one of claims 2 to 5, characterized by: 前記管路内の各部の後退波情報値は、同一列の水頭値及び流量値の同時刻値と、隣接する下流側列の水頭値及び流量値の同時刻値とを用いて算出されることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の水撃解析装置。 The backward wave information value of each part in the pipeline is calculated using the simultaneous values of the water head value and the flow rate value of the same row and the simultaneous values of the water head value and the flow value of the adjacent downstream row. The water hammer analysis device according to any one of claims 2 to 6, characterized by: 前記管路内の各部の水頭値の現時刻値、または水柱分離現象を伴う水撃の場合における前記管路内の各部の仮水頭値の現時刻値は、内径もしくは断面積が同一である管路の管端部以外の管路部分では、進行波情報の1時刻前値と後退波情報の1時刻前値との和を2で除した平均値であり、
内径もしくは断面積が同一である前記管路の上端部では、前記管路内の流体中の音速を前記管路内の断面積と重力加速度の積で除した値を係数Bとしたとき、流量値の現時刻値が先に算出される場合に、後退波情報値の1時刻前値に、前記流量値の現時刻値に前記係数Bを乗じた値を加算した値であり、
内径もしくは断面積が同一である前記管路の下端部では、流量値の現時刻値が先に算出される場合に、進行波情報値の1時刻前値から、前記流量値の現時刻値に前記係数Bを乗じた値を減算した値であることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の水撃解析装置。
The current value of the hydraulic head value of each part in the pipeline, or the current value of the temporary hydraulic head value of each part in the pipeline in the case of a water hammer accompanied by a water column separation phenomenon, is the pipe with the same inner diameter or cross-sectional area In a pipe line portion other than the pipe end portion of the pipe, it is an average value obtained by dividing the sum of the value of the forward wave information one time ago and the value of the backward wave information one time ago by 2,
At the upper end of the pipe having the same inner diameter or cross-sectional area, the coefficient B is the value obtained by dividing the sound velocity in the fluid in the pipe by the product of the cross-sectional area of the pipe and the gravitational acceleration. is a value obtained by adding a value obtained by multiplying the current time value of the flow rate value by the coefficient B to the value of the backward wave information value one time before when the current time value of the value is calculated first,
At the lower end of the pipeline having the same inner diameter or cross-sectional area, when the current flow rate value is calculated first, the traveling wave information value of one time before is changed to the current flow rate value. The water hammer analysis device according to any one of claims 2 to 7, wherein the value is a value obtained by subtracting a value multiplied by the coefficient B.
前記管路内の各部の蒸気生成量の現時刻値は、減圧フラグの1時刻前値と、仮水頭値の現時刻値と、前記蒸気生成量の1時刻前値と、進行波情報値の1時刻前値と、後退波情報値の1時刻前値と、前記管路の当該部の管高さを考慮した蒸気水頭とを用いて、所定のアルゴリズムに基づき算出されることを特徴とする請求項8に記載の水撃解析装置。 The current value of the amount of steam generated at each part in the pipeline is the value of the pressure reduction flag one hour ago, the current value of the temporary water head value, the value of the amount of steam generated one hour ago, and the traveling wave information value. It is characterized in that it is calculated based on a predetermined algorithm using the value one time ago, the backward wave information value one time ago, and the steam head considering the pipe height of the relevant part of the pipe. The water hammer analysis device according to claim 8. 前記管路内の各部の減圧フラグの現時刻値は、前記減圧フラグの1時刻前値と、仮水頭値の現時刻値と、前記管路の当該部の管高さを考慮した蒸気水頭と、蒸気生成量の現時刻値とを用いて、所定のアルゴリズムに基づき算出されることを特徴とする請求項8または9に記載の水撃解析装置。 The current time value of the decompression flag of each section in the pipeline is the value of the decompression flag one time ago, the current time value of the temporary head value, and the steam head considering the pipe height of the relevant section of the pipeline. 10. The water hammer analysis device according to claim 8 or 9, wherein the water hammer analysis apparatus is calculated based on a predetermined algorithm using the current time value of the amount of steam generated. 前記管路内で水柱分離現象を伴う水撃の場合における前記管路内の各部の水頭値の現時刻値は、減圧フラグの1時刻前値と、仮水頭値の現時刻値と、進行波情報値の1時刻前値と、後退波情報値の1時刻前値と、前記管路の当該部の管高さを考慮した蒸気水頭とを用いて、所定のアルゴリズムに基づき算出されることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の水撃解析装置。 In the case of a water hammer accompanied by a water column separation phenomenon in the pipeline, the current time value of the hydraulic head value of each part in the pipeline is the value of the decompression flag one time ago, the current time value of the temporary hydraulic head value, and the traveling wave It is calculated based on a predetermined algorithm using the value of the information value one hour ago, the value of the backward wave information value one hour ago, and the steam head considering the pipe height of the relevant part of the pipe. A water hammer analysis device according to any one of claims 8 to 10. 前記管路内の各部の流量値の現時刻値は、水頭値の現時刻値が先に算出される場合に、進行波情報値の1時刻前値から前記水頭値の現時刻値を減算した値を、前記管路内の流体中の音速を前記管路内の断面積と重力加速度の積で除した係数Bで除した値であり、または、前記水頭値の現時刻値から後退波情報値の1時刻前値を減算した値を前記係数Bで除した値であることを特徴とする請求項2乃至11のいずれか1項に記載の水撃解析装置。 The current flow rate value of each part in the pipeline is obtained by subtracting the current head value from the traveling wave information value one time before when the current head value is calculated first. is a value obtained by dividing the sound velocity in the fluid in the pipeline by a coefficient B obtained by dividing the product of the cross-sectional area in the pipeline and the gravitational acceleration, or backward wave information from the current time value of the water head value 12. The water hammer analysis device according to any one of claims 2 to 11, wherein the value obtained by subtracting the value of the value one time before is divided by the coefficient B. 前記管路に設けられた集中圧力損失部を通過する流体の流量値の現時刻値は、前記集中圧力損失部における流量と水頭差との関係を示すCv値と、前記集中圧力損失部に対し上流側の進行波情報値の1時刻前値と、前記集中圧力損失部に対し下流側の後退波情報値の1時刻前値と、前記集中圧力損失部に対し上流側の前記管路内の流体中の音速を前記上流側の管路内の断面積と重力加速度の積で除した係数B1と、前記集中圧力損失部に対し下流側の前記管路内の流体中の音速を前記下流側の管路内の断面積と重力加速度の積で除した係数B2と、に基づいて算出されることを特徴とする請求項2乃至12のいずれか1項に記載の水撃解析装置。 The current time value of the flow rate value of the fluid passing through the concentrated pressure loss section provided in the pipeline is the Cv value that indicates the relationship between the flow rate and the head difference in the concentrated pressure loss section, and the The value of the upstream traveling wave information value one time before, the value of the backward wave information value downstream of the concentrated pressure loss portion one time before, and the value of the backward wave information value on the upstream side of the concentrated pressure loss portion in the pipeline A coefficient B1 obtained by dividing the speed of sound in the fluid by the product of the cross-sectional area in the upstream pipe and the acceleration of gravity, and the speed of sound in the fluid in the pipe on the downstream side with respect to the concentrated pressure loss portion 13. The water hammer analysis device according to any one of claims 2 to 12, wherein the coefficient B2 is divided by the product of the cross-sectional area in the pipeline and the acceleration of gravity. 前記管路に設けられた集合分岐部での水頭値の現時刻値は、前記集合分岐部に流入する管路については進行波情報値の1時刻前値を、前記集合分岐部から流出する管路については後退波情報値の1時刻前値を、それぞれ流入または流出する前記管路内の流体中の音速をそれぞれの管路内の断面積と重力加速度の積で除したそれぞれの係数Bで除した後に総和を取り、この総和を、それぞれの前記係数Bの逆数の総和で除した値であることを特徴とする請求項2乃至13のいずれか1項に記載の水撃解析装置。 The present time value of the water head value at the collecting and branching portion provided in the pipe line is the value of the traveling wave information value one time before for the pipe line flowing into the collecting and branching portion, and For the channels, the backward wave information value one time before is divided by the product of the cross-sectional area in each channel and the gravitational acceleration, the sound velocity in the fluid in the channel flowing in or out, respectively, by the coefficient B 14. The water hammer analysis device according to any one of claims 2 to 13, wherein a sum is taken after division, and the sum is divided by a sum of reciprocals of the respective coefficients B.
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