Введение к работе
АкілІІДУІі!<'іь проблемы.
Газодинамические процессы, протекающие: в современных высокофоренроваппых установках, системах транспорта углеводородного сырья, природного ппа, осложнены значительными пульсациями скорости потока.
Достоверная опенка режимных параметров, в частности расхода, в
тгнх условиях предстаиляст значительные трудности, так как но
jKoiiOMiiMccKMM или техническим соображениям первичные
преобразователи расхода приходится использовать в рабочих условиях, отличных от условии их тарировки. Это приводит і; появлению ошибок ш.меренпя, величина которых достигает пяти и более процентов. В условиях повышения требований к метрологическим характеристикам расходомерпы.х устройств, объясняемых экономическими причинами, актуальной является задача повышения точности измерения нестационарного расхода.
Диссертационная работа выполнена и соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ Российской АН по комплексной проблеме "Теплофизика it теплоэнергетика"-по теме 1.9.1.2 "Экспериментальное и теоретическое изучение проблемы турбулентности".
Цель работы.
1. Разработать математическую модель для расчета нестационарного турбулентного потока на участке расположения нормальных диафрагм.
,2. На базе математической модели и соответствующей численной процедуры разработать программное обеспечение для расчета параметров потока на участке диафрагмирования.
-
Провести математический эксперимент по определению структуры турбулентного потока па участке диафрагмирования и влияния пульсации на точность измерения расхода.
-
Разработать и создать газодинамический стенд для изучения нестационарных турбулентных потоков.
-
Провести экспериментальное исследование по определению влияния пульсацій"! потока на точность измерения расхода и возможностей программного обеспечения для расчета нестационарного потока.
-
Разработать и создать мобильный динамический стенд, позволяющий определять динамическую погрешность, связанную с квадратичной зависимостью расхода и перепада, влиянием импульсных линии и инертностью средств измерения непосредственно па эксплуатирующихся рнеходо.мерпых узлах.
7. Провести натурные эксперименты по определению характера
пульсации потока и указанной в пункте б погрешности на эксплуатируемых
расходомгрпых узлах.
Научная новизна.
Разработана математическая модель и алгоритм расчета нестационарного турбулентного потока в осесн.мметричных диафрагмах.: На основе математического и лабораторного экспериментов получены, новые данные по структуре потока на участке диафрагмирования и по; коэффициенту расхода диафрагмы в стационарных и нестационарных условиях. Натурные эксперименты впервые позволили получить информацию о характере пульсаций перепада давления на расходомерных узлах и определить степень их влияния на показания средств измерения.
На защиту выносятся: I) математическая модель и алгоритм расчета *' нестационарного турбулентного потока на участке диафрагмирования; 2) результаты численного расчета течения; 3) разработка и создаїше экспериментального стенда и диагностического оборудования для изучения нестационарных пульсирующих процессов; 4) результаты лабораторного и натурного исследований характера пульсаций на расходомерных'узлах и их влияния на точі гость измерения расхода. -
Практическая значимость.
Полученные данные пополняют банк данных о возможностях
моделирования турбулентных потоков на базе полуэмпирических моделей
турбулентности. Результаты работы используются на предприятиях АО
"Газпром" для выбора наиболее благоприятных с точки зрения точности
режимов работы и средств измерения. Результаты численного расчета
могут стать основой для разработки усовершенствованных правил
измерения расхода с учетом пульсаций измеряемых .величин, а также
являются основой для изучения потока на участке диафрагмирования при
наличии теплообмена между потоком и стенкой трубопровода.
Разработанное оборудование и методики его использования могут
применяться для изучения и диагностики нестационарных процессов с
высокой степенью достоверности. *
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались на научно -технических конференциях Казанского государственного технологического университета (КГТУ) и семинарах по. тепломассообмену на кафедрах ''Процессы и аппараты химических технологий" и "Автоматизация и информационные технолопшя КГТУ,
' По результатам работы автором опубгопсопано четыре статьи в периодической печати и тезисы двух докладов.
.CJByJOT№JJJu6&^J0
Диссертация состоігг из введения, четырех гаав, основных результатов и выводов, шнека использованной лиггературы и приложения. Полный объем диссертации J73 страницы, основного текста-94 страницы, рисунков - 301, таблиц - 4, Список литературы включает 105