Розробка методики розрахунку напруженого стану і ресурсу генератора водню методом скінченних елементів
Анотація
Для дослідження водневого термобарохімічного впливу на ідентифікацію видобутку вуглеводнів створено експериментальний комплекс, який дає змогу відтворити хіміко-технологічні процеси, максимально наближені до реальних пластових. Цей комплекс дозволяє досліджувати кінетику протікання не лише водневого і термобарохімічного впливу, а й інших термогазохімічних процесів, у тому числі з генеруванням водню. Головним елементом експериментального комплексу є генератор водню, складові якого працюють при високих тисках і температурах в умовах водневого окрихчування механічних властивостей і агресивного середовища, що породжує корозію його внутрішньої поверхні. Виходячи з цього набуває актуальності розробка методики розрахунку термонапруженого стану генератора, його міцності в умовах водневого окрихчування й ресурсу. На основі методу скінченних елементів запропоновано методику розрахунку нестаціонарних температурних полів і термонапруженого стану, що мають місце в генераторі водню при протіканні термобарохімічних процесів різної інтенсивності. Методика дозволяє враховувати особливості геометрії конструкції, змінні за часом розподіли температур і тиску продуктів реакції, залежність від температури теплофізичних і механічних властивостей матеріалу генератора водню. Завдяки застосуванню розробленого програмного забезпечення проведено дослідження термонапруженого стану генератора водню при протіканні двох реальних термобарохімічних процесів різної інтенсивності. Використано графіки зміни за часом температур і тиску продуктів реакції гідрореагуючих речовин у генераторі, які було зареєстровано при протіканні експерименту. Отримано розподіл нестаціонарних температурних полів і напружень в елементах генератора водню. Визначено області максимального навантаження елементів генератора. Установлено, що при протіканні досліджених термобарохімічних процесів більший внесок у термонапружений стан дає тиск. Одержані результати й розроблені методичне і програмне забезпечення можуть використовуватися при дослідженні генераторів інших конструкцій з іншими термобарохімічними процесами, що протікають у них.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 П. П. Гонтаровський, Н. В. Сметанкіна, Н. Г. Гармаш, І. І. Мележик, Т. В. Протасова
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nd/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).