Су құбыры желілерінің гидравликалық есептерінің теориялық негіздері

Мазмұны:

Кіріспе

Суды беру және тарату жүйелерін есептеу өте үлкен есептеу жұмыстарын жүргізуді талап етеді. Кейбір жағдайларда есептің оңтайлы шешімін табу үшін бірнеше рет үлкен есептеу операцияларын қайталау қажет. Мұндай жұмысты қарапайым "қолмен" тәсілмен (есептеу машиналарын қолданбай) жүргізу еңбек пен уақыттың үлкен шығынын талап етеді. Қажетті көлемде сумен жабдықтау жүйелерін есептеу техникасын пайдалану кезінде іс жүзінде жүзеге асырылады. Қазіргі уақытта отандық және шетелдік практикада есептеу машиналары осы есеп айырысу жұмыстарды жүргізу үшін көп мөлшерде тартылады. Екі негізгі түрдегі есептеу құрылғылары қолданылады: мамандандырылған аналогты машиналар (немесе құрылғылар) және әмбебап электрондық сандық есептеуіш машиналар — ЭСЕМ (дискретті әрекет ететін машиналар). Аналогты машиналар (немесе құрылғылар) пайдалануға негізделген зерттелетін үдерістің басқа процестермен ұқсастығы, ол үшін зерттелетін жүйені имитациялайтын қондырғыны жүзеге асыру оңай. Бұл қондырғыда өзіндік модель бар, зерттелетін (есептелетін) жүйеде өтетін процестерді имитациялау және олардың негізгі параметрлерін өлшеу оңай. Гидравликалық міндеттерді шешу саласында қозғалыс ұқсастығына су және электр тоғына негізделген аналогты машиналар кеңінен таралған. Электронды сандық есептеуіш машиналар өте кең  түрде қолданылады; олар уақыт бірлігінде қарапайым операциялардың үлкен санын орындай алатын әмбебап есептеу машиналары және осылайша әр түрлі міндеттері орындай алады. Әр түрлі ЭСЕМ-нің негізгі сипаттамалары олардың "жылдам әрекеті" болып табылады, яғни олар орындай алатын операциялардың саны, уақыт бірлігі және олардың жадының көлемі (есте сақтау құрылғысы), яғни ақпараттың сандық деректерінің көлемі (саны)  машина бір уақытта қабылдай алады. Қазіргі заманғы машиналар секундына ондаған және жүздеген мың операция жасай алады. ЭСЕМ суды беру және тарату жүйелерін есептеу үшін кеңінен қолданылады. Бұл құрылғыда аналогты машиналарда есептелінетін міндеттерді шешуге болады.

1. Есептеу кезінде пайдаланылатын су құбыры желілерінің геометриялық қасиеттері

Су құбыры желісі жабдықтау объектісінің жоспарлауына және сорғы станциялары мен резервуарлардың өзара орналасуына байланысты әртүрлі геометриялық кескіндерде болуы мүмкін. Желінің кейбір геометриялық қасиеттерін зерттеу оны есептеу үшін қажетті элементтері арасындағы қарым-қатынасты орнатуға және желі жұмысының бірқатар маңызды көрсеткіштерін бағалауға мүмкіндік береді, атап айтқанда оның сенімділігі. Желінің геометриялық қасиеттерін талдау үшін графтар теориясының бірқатар негізгі ережелері қолданылуы мүмкін. Су құбыры желісінің және оған жапсарлас суағарлар мен тармақтардың жүйесі соңғы байланыстырылған бағандарды, яғни олардың арасындағы байланысты шыңдардың (тораптардың) соңғы санынан тұратын құрылымды білдіреді. Байланысқан бағанда оның әрбір шыңы қабырғалардың кейбір тізбегімен кез келген басқа шыңға қосылады.  Графаның байланыстылығын бұзатын қабырғаны байланыстырушы қабырға деп атайды. Графтың байланыстылығын бұзуға әкелетін түйін біріктіру нүктесі деп аталады. Су құбыры желілерінің көпшілігі жалпақ баған болып табылады, яғни қабырғалары тек оның тораптарында қиылысады. Түйінге жанасатын қабырғалар саны оның дәрежесін анықтайды. Көрсетілген позициялардан екі негізгі типті су құбыры желілерін қарастыра отырып, келесі қорытындыларға келуге болады. Бұл тармақталған желісі кез келген оның екі торабын белгілі бір тізбекпен қабырға (учаскелерін)  біріктіруге болады. Барлық тармақталған желінің учаскелері байланыстырушы болып табылады. Тармақталған желінің барлық тораптары (соңғыларынан басқа) мүшелену нүктелері болып табылады.