Розробка конструкторських рішень для зменшення втрат тиску у газових мережах із поліетиленових труб та дослідження ефективності їх застосування
Ключові слова:
динаміка руху, муфта, сідловий трійник, терморезисторний трійник, коліно, редукційний перехідник, математична модель, рівняння Нав'є -Стокса.Анотація
Нові газові мережі, а також реконструкція діючих систем газопостачання виконується в основному з
використанням поліетиленових труб. Проектування, будівництво та експлуатація поліетиленових газових
мереж має ряд особливостей, які не стали предметом наукових досліджень вітчизняних вчених і не знайшли
відображення в науковій літературі. Особливістю структури поліетиленових газових мереж є велика
кількість з'єднувальних деталей (фітингів ), які встановлюються в місцях повороту, відводів, зміни діаметра,
місцях установки різної трубопровідної арматури. З точки зору газової динаміки фітинги є місцевими
опорами. Вони безумовно впливають на загальний гідравлічний опір газових мереж.
Метою роботи є оцінка впливу місцевих опорів на гідравлічну енерговитратність поліетиленових газових
мереж, а також розроблення заходів щодо зменшення втрат тиску в газових мережах.
Досягнення цієї мети передбачає вирішення наступних завдань:
- розглянути конструкції місцевих опорів поліетиленових трубопроводів;
- теоретично і експериментально дослідити динаміку руху газу терморезисторними сполуками поліетиленових
трубопроводів і визначити коефіцієнти їх місцевих опорів;
- розробити конструктивні рішення для зменшення втрат енергії газового потоку в поліетиленових
газових мережах.
Оброблення результатів досліджень виконувалася з використанням методів:
1. Модульного та об'єктно -орієнтованого програмування;
2. Візуального програмування.
Теоретичні дослідження динаміки руху газу місцевими опорами поліетиленових трубопроводів дали
змогу виявити, що в терморезисторних з'єднаннях спостерігається вихороутворення, присутній реверсний
рух газу, відбувається відривання потоку від стінки терморезисторного з'єднання, що, в свою чергу, призводить
до значних втрат тиску. Теоретично визначено коефіцієнти місцевих опорів кожного терморезисторного
з'єднання, адекватність чого підтверджено експериментально.
Запропоновано конструктивні напрямки зменшення коефіцієнта місцевого опору терморезисторних
сполук поліетиленових трубопроводів. Теоретичними розрахунками підтверджено ефективність застосування
удосконалених конструкцій терморезисторних сполук (коефіцієнт місцевого опору удосконалених
конструкцій зменшується на 11,5-80 %).
Завантаження
Посилання
2 Газопроводы из полимерных материалов: Пособие по проектированию, строительству и эксплуатации / [А.Л. Шурайц, В.Ю. Картин, Ю.Н. Вольнов]. – Саратов: Издательство “Журнал “ Волга – XXI век””, 2007. – 612 с.
3 Гориловский М.И. Исследование кристалличности и термостабильности в трубах, полученных из различных видов полиэтилена / [М.И. Гориловский, Е.В. Калугина, А.Н. Иванов, Ф.К. Сатдинова] // Пластические массы. Структура и свойства. – 2005. – № 4. – С. 9-12
4 Гринюк А.Г. Микроструктура и качество стыковых сварных соединений полиэтилена / [А.Г. Гринюк, А.Г. Шадрин, А.В. Золотарь и др.] // Автоматическая сварка. – 1990. – № 11 (452). – С. 23-26
5 Зайцев К.И. Сварка полимерных материалов: [справочник] / [К.И. Зайцев, Л.Н. Мацюк, А.Г. Богдашевский и др. ] – М.: Машиностроение, 1988. – 312 с.
6 Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм : СП 42-101-96. – [Чинний від 1996 - 08- 01]. - М.: ВНИИСТ, 1996. - 101 с.
7 Бобровский С.А. Газовые сети и газохранилища / С.А. Бобровский, Е.И. Яковлев. – М.:Недра, 1980. – 413 с.
8 Бобровский С.А. Движение газа в газопроводе с путевым отбором / С.А. Бобровский, С.Г. Щербаков, М.А. Гусейн-заде. – М.: Недра, 1972. – 193 с.
9 Галиуллин З.Т. Аналитическое обоснование выбора оптимального варианта трасс сети газопроводов / З.Т. Галиуллин, Б.Л. Кривошеин, И.Е. Ходанович // Газовая промышленность. – 1965. – № 2. – С. 42-45.
10 Галиуллин З.Т. Новые методы проектирования газонефтепроводов / З.Т. Галиуллин, В.И. Черникин. – М.: Недра, 1964. – С. 69-88.
11 Гончарук М.І. Довідник з газопостачання населених пунктів України / Гончарук М.І., Середюк М.Д., Шелудченко В.І. – ІваноФранківськ: Сімик, 2006. – 1314 с.
12 Евдокимов А.Г. Моделирование и оптимизация потокораспределения в инженерных сетях / А.Г. Евдокимов, А.Д. Тевяшев, В.В. Дубровский. – М.: Стройиздат, 1990. – 368 с. – ISBN 5-274-0116-0
13 Евдокимов А.Г. Оперативное управление потокораспределением в инженерных сетях / А.Г. Евдокимов, А.Д. Тевяшев. – Х.: Высшая школа, 1980. – 144 с.
14 Середюк М.Д. Визначення пропускної здатності розгалужених газових мереж високого і середнього тиску / М.Д. Середюк, А.С. Івоняк, Ю.І. Зарубіна // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2001. – №38 (том 5). – С. 61-69.
15 Середюк М.Д. Проектування та експлуатація систем газопостачання населених пунктів / М.Д. Середюк, В.Я. Малик, В.Т. Болонний.= – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2003. – 436 с.
16 Середюк М.Д. Технологічні розрахунки газових мереж населених пунктів: [навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.] / Середюк М.Д., Пилипів Л.Д., Зарубіна Ю.І. – Івано-Франківськ:
Факел, 2004. – 183 с.
17 Ставровский Е.Р. Универсальная программа расчета газосборных сетей / Е.Р. Ставровский, М.Г. Сухарев // Газовая промышленность.– 1965. – №7. – С. 10-11.
18 Стаскевич Н.Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа / Н.Л. Стаскевич, Г.Н. Северинец, Д.Я. Вигдорчик. – Л.: Недра, 1990. – 762 с.
19 Сухарев М.Г. Алгоритм оптимального проектирования магистральных газопроводов с учетом динамики развития / М.Г. Сухарев // Газовая промышленность. – 1969. – №3. – С. 73-76.
20 Сухарев М.Г. Об одном методе расчета газосборных сетей на вычислительных машинах / М.Г. Сухарев // Газовая промышленность. – 1965. – №6. – С. 48-52.
21 Сухарев М.Г. Оптимальное развитие систем газоснабжения / М.Г. Сухарев, Е.Р. Ставровский, В.Е. Брянских. – М.: Недра, 1981. – 294 с.
22 Сухарев М.Г. Оптимизация систем транспорта газа / М.Г. Сухарев, Е.Р. Ставровкий. – М.: Недра, 1976. – 318 с.
23 Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. – М.: наука, 1974. – 711 с.
24 Щербаков В.И. Анализ, оптимальный синтез и реновация городских систем водоснабжения и газоснабжения / В.И. Щербаков, М.Я. Панов, И.С. Квасов. – Воронеж: Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т, 2001. – 304 с.
25 Газопостачання. Інженерне обладнання будинків і споруд. Зовнішні мережі та споруди: ДБН В.2.5-20-2001. – [Чинні від 2001-09-01]. – К.: Держбуд України, 2001. – 286 с.
26 Зарубіна Ю.І. Вплив місцевих опорів на роботу систем газопостачання низького тиску / Ю.І. Зарубіна, В.Б. Михалків // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2006. – №1 (18). – С. 29-33
27 Зарубіна Ю.І. Експериментальне дослідження місцевих опорів / Ю.І. Зарубіна // Нафтогазова енергетика. – 2008. – №2(7). - С. 24-27.
28 Зарубіна Ю.І. Оптимізація геометричних параметрів системи газопостачання / Ю.І. Зарубіна, В.Б. Михалків // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2006. –
№3 (20). – С. 108-113.
29 Вилля Г. Теория вихрей / Г. Вилля. – Л.: ОВТИ-главная редакция общетехнической литературы, 1936. – 266 с.
30 Гельмгольц Г. Основы вихревой теории / Г. Гельмгольц. – М.: Институт компьютерных исследований, 2002. – 82 с.
31 Никурадзе И. Закономерности турбулентного движения жидкостей в гладких трубах / И. Никурадзе. – Москва-Ленинград: ОНТИ, 1936. – 332 с.
32 Шехтер Р.С. Вариационный метод в инженерных расчетах / [Пер. с англ. под ред. А.С. Плешанова]. – М.: Мир, 1971. – 292 с.
.png)
