Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Определение расходных характеристик в технологических процессах с контролируемым давлением

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-204-211

Полный текст:

Аннотация

Оценка экологичности и экономичности работы предохранительного клапана требует информации о расходе вещества через клапан при его срабатывании. Целью данной работы являлось определение величины расхода сбрасываемого вещества и массовой скорости поступления вещества в предохранительный клапан при его срабатывании.

Для описания процессов, протекающих в клапане, предложена математическая модель, включающая систему дифференциальных уравнений, описывающих физические законы сохранения во внутреннем объёме клапана и дифференциальные уравнения, связывающие величину расхода газа через клапан с давлением и величиной перемещения запорного диска. Для решения газодинамических уравнений применялся модифицированный метод С.К. Годунова.

Установлено, что определение расходной и силовой характеристик клапана требует предварительного построения математической модели функционирования предохранительного клапана. На основании чего предложена методика определения величины расхода сбрасываемого вещества и массовой скорости поступления вещества в предохранительный клапан при его срабатывании.

Получены расходные характеристики рассматриваемых клапанов и динамика перемещения запорного диска клапана, а также зависимость изменения давления от времени открытия клапана. Сопоставление расчётных значений с имеющимися экспериментальными данными даёт хорошее совпадение (не более 5,6 % для расхода газа, менее 10 % для перемещения клапана и изменения прихода газа во времени при среднеквадратичных отклонениях функции расходных характеристик 0,6 %) результатов, подтверждает корректность сформулированной математической модели, используемых численных схем и алгоритмов, предложенной методики и возможность восстановления прихода газа по кривой давление – время.

Об авторах

Т. Редер
Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова
Россия
ул. Студенческая, 7, г. Ижевск 426063


В. А. Тененев
Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова
Россия
ул. Студенческая, 7, г. Ижевск 426063


А. В. Чернова
Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова
Россия

 Адрес для переписки: А.А. Чернова – Ижевский государственный технический университет, ул. Студенческая, 7, г. Ижевск 426063, Россия
e-mail: alicaaa@gmail.com



Список литературы

1. Faizov A.R., Churakova S.K., Pruchay V.S. Simulation mode of emission from the distillation column. Bashkir chemistry journal, 2013, no. 2, pp. 52−54.

2. Beune A., Kuerten J.G.M., Schmidt J. Numerical calculation and experimental validation of safety valve flows at pressures up to 600 bar. AIChE Journal, 2011, vol. 57, pp. 3285−3298.

3. Bernad S.I., Susan-Resiga R. Numerical model for cavitational flow in hydraulic poppet valves. Modelling and Simulation in Engineering, 2012, vol. 2012, pp. 1−10. DOI: https://doi.org/10.1155/2012/742162

4. Tusyuk S.K., Belyanskaya E.S. Diagnostic internet − testing first − year students in the tula state university. Izvestiya TulGU [News of the Tula state university. Technical sciences], 2012, no. 12−2, pp. 262−267 (in Russian).

5. Boronenko M.P. Overview of application of high-velocity television measuring systems in a physical experiment. Yugra state university, 2014, no. 2(33), pp. 43−55.

6. Fyodorov S.A. Embedded software of high speed IP camera for optical diagnostic of the fleeting processes. Proceedings of TUSUR, no. 1, 2 part [25], pp. 225–229.

7. Song X., Cui L., Cao M., Cao W., Park Yo., Dempster W.M. A CFD analysis of the dynamics of a directoperated safety relief valve mounted on a pressure vessel. Energy Conversion and Management, 2014, vol. 81, pp. 407–419. DOI: 10.1016/j.enconman.2014.02.021

8. Reader T., Tenenev V.A., Paklina N.V. Numerical 3D Simulation of Safety Valve Gas Dynamics. Vestnik Izhevsk state technical University named after M.T. Kalashnikov [Bulletin of Kalashnikov ISTU], 2018, vol. 21, no. 4, pp. 174−181 (in Russian). DOI: 10.22213/2410-9304-2018-2-28-40

9. Volkov K.N., Emelyanov V.N. Large-eddy simulation in the calculation of turbulent flows. Moscow. 2008, 368 p.

10. Godunov S.K., Kulikov I.M. Computation of discontinuous solutions of fluid dynamics equations with entropy nondecrease guarantee. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2013, vol. 53, no. 8, pp. 1179−1182. DOI: 10.1134/S0965542514060086

11. Smirnova N.S. Comparison of flux splitting schemes for numerical solution of the compressible Euler equations. Proceedings of MIPT, 2018, vol. 10, no. 1, pp. 122−141.

12. Wesseling Pieter Dr. Principles of computational fluid dynamics. Springer series in computational mathematics, ISSN 0179-3632; 29. Mathematics Subject Classification, 1991: 76M,65M, XII, 644 p. DOI: 10.1007/978-3-642-05146-3

13. Tenenev V.A., Gorokhov M.M., Rusyak I.G. Numerical study of particle Gorenje in a two-phase flow. Mathematical modeling, 1997, vol. 9, no. 5, pp. 87−96.

14. Wesseling P., Segal A., Kassel C.G.M. Computing Flows on General Three-Dimensional Nonsmooth Staggered Grids. Journal of Computational Physics, 1999, vol. 149, pp. 333–362. DOI: 10.1007/978-94-017-1564-5_2


Для цитирования:


Редер Т., Тененев В.А., Чернова А.В. Определение расходных характеристик в технологических процессах с контролируемым давлением. Приборы и методы измерений. 2020;11(3):204-211. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-204-211

For citation:


Reader T., Tenenev V.A., Chernova A.A. Determination of Flow Characteristics in Technological Processes with Controlled Pressure. Devices and Methods of Measurements. 2020;11(3):204-211. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-204-211

Просмотров: 100


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)