Дослідження впливу геометрії трійників газопроводів на гідравлічну енерговитратність газопровідних систем
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.192828Ключові слова:
втрати тиску, гідродинамічний напір, коефіцієнт місцевого опору, радіус заокруглення, рівняння Нав’є-Стокса, турбулентний потікАнотація
CFD моделюванням досліджено турбулентні потоки в рівнопрохідних трійниках газопроводів, у яких з магістралі газовий потік повністю перетікає у відвід. Дослідження виконано для трійників різної геометрії – штампованих з різним радіусом заокруглення переходу від відводу до магістралі трійника та зварних, де з’єднання магістралі і відводу виконується під прямим кутом. Зовнішній діаметр трійників змінювався від 219 мм до 1420 мм, радіус заокруглення переходу від відводу до магістралі трійника від мінімально допустимого до максимально можливого, тиск у газопроводі в місці розміщення трійника від 3 МПа до 7 МПа.
Математична модель базується на розв’язанні рівнянь Нав’є-Стокса, нерозривності і перенесення енергії, замкнених двопараметричною високорейнольдсовою k – ε моделлю турбулентності Лаундера-Шарма. Для опису процесів, які відбуваються біля стінки, застосовано пристінну функцію.
Встановлено, що заокруглення переходу від відводу до магістралі трійників, збільшення радіуса заокруглення призводить до послаблення інтенсивності відривання потоку в місці заокруглення, зменшення кінетичної енергії турбулентності в місцях рециркуляції. Поле швидкості газового потоку після його перетікання з магістралі у відвід трійника стає більш рівномірним. Все це сильно впливає на величину втрат гідравлічної енергії газового потоку в трійниках. При цьому найбільші втрати енергії спостерігались у трійниках, розміщених у місцях найменших тисків у газопровідній системі. Аналіз результатів показав, що якщо відношення радіуса заокруглення з’єднання магістралі та відводу трійника до його зовнішнього діаметра більше за 0,25, то вплив такого трійника на енерговитратність газопровідної системи є мінімальним. Розраховані коефіцієнти місцевих опорів рівнопрохідних трійників газопроводів та отримане рівняння для їх розрахунку будуть корисними для фахівців, які проектують газопровідні системиПосилання
- Idel'chik, I. E. (2012). Spravochnik po gidravlicheskim soprotivleniyam. Mosсow, 466.
- Nimadge, G., Chopade, S. (2017). CFD analysis of flow through T-junction of pipe. International Research Journal of Engineering and Technology, 4 (2), 906–911.
- Abdulwahhab, M., Injeti, N., Dakhil, S. (2013). Numerical prediction of pressure loss of fluid in a T-junction. International Journal of Energy and Environment, 4 (2), 253–264.
- Abdulwahhab, M., Injeti, N., Dakhil, S. (2012). CFD simulations and flow analysis through a T-junction pipe. International Journal of Engineering Science and Technology, 4, 3392–3407.
- Sambandam, M. T., Madlool, N. A., Saidur, R., Devaraj, D., Rajakarunakaran, S. (2017). Investigation of energy saving potentials in T-junction and elbow in compressed air systems. Energy Efficiency, 10 (5), 1099–1113. doi: https://doi.org/10.1007/s12053-016-9493-0
- Li, X., Wang, S. (2013). Flow field and pressure loss analysis of junction and its structure optimization of aircraft hydraulic pipe system. Chinese Journal of Aeronautics, 26 (4), 1080–1092. doi: https://doi.org/10.1016/j.cja.2013.04.004
- Doroshenko, Ya. V., Marko, T. I., Doroshenko, Yu. I. (2016). Doslidzhennia dynamiky rukhu hazu fasonnymy elementamy obviazky kompresornoi stantsiyi. Naukovyi visnyk, 1 (40), 57–71.
- SNiP 2.05.06-85*. Magistral'nye truboprovody (2005). Moscow: FGUP TSPP, 60.
- Squires, K. D., Eaton, J. K. (1990). Particle response and turbulence modification in isotropic turbulence. Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, 2 (7), 1191–1203. doi: https://doi.org/10.1063/1.857620
- TU U 27.2-05747991-001-2004. Detali ziednuvalni i zbirni odynytsi mahistralnykh i promyslovykh truboprovodiv na Pp do 10 MPa (100 khs/sm 2) (2004). Sumy: VAT “SMNO im. Frunze”, 98.
- GOST 102-61-81. Detali magistral'nyh truboprovodov stal'nye privarnye na Ru do 10,0 MPa (100 kgs/sm2). Troyniki svarnye s usilivayushchimi nakladkami. Razmery (1981). Moscow: Ministerstvo stroitel'stva predpriyatiy neftyanoy i gazovoy promyshlennosti, 32.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Yaroslav Doroshenko, Ihor Rybitskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
