Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и создание широкодиапазонного ряда трубопроводных всережимных стабилизаторов течения на основе модельной отработки опытных образцов.

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
виброгаситель щелевой. пристеночный виброгаситель. перфорированный экран. трубопровод. арматура. динамический напор. давление. расход. гидравлическое сопротивление. виброскорость. виброперемещение. жесткость. демпфирование. пульсации давления.

Цель проекта:
Основной целью проекта является разработка гидродинамических стабилизаторов течения на основе новых способов защиты от прямого воздействия динамических нагрузок, действующих на стенки трубопроводов со стороны движущихся нестационарных сжимаемых и несжимаемых сред, применение которых позволит повысить вибрационную надёжность трубопроводных систем.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате проекта были разработаны новые устройства защиты трубопроводов от динамических нагрузок: гаситель гидравлических ударов для случая работы с несжимаемыми средами и стабилизатор течения для сжимаемых сред. Новый гаситель гидроударов основан на том же принципе работы, что и наиболее распространённые аналоги, однако он имеет сниженное гидравлическое сопротивление и существенно упрощённую конструкцию. Новые стабилизаторы течения работают не менее эффективно, чем существующие устройства этого типа, однако, избавлены при этом от их основного недостатка – крайне высокого гидравлического сопротивления. За счёт применения ранее не использовавшегося подхода к разработке стабилизаторов течения, их коэффициент гидравлического сопротивления удалось снизить приблизительно в 5 раз.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Принцип работы существующих стабилизаторов течения основан на разрушении отрывных вихрей, вызывающих пульсации давления в потоке, при их взаимодействии с тонкими перфорированными поверхностями. При разработке новых стабилизаторов использовался тот же подход, однако реализован он кардинально отличным образом. Если в случае существующих стабилизаторов перфорированная поверхность располагалась в поперечном сечении потока, внося значительное дополнительное гидравлическое сопротивление, то перфорированные пластины новых устройств ориентированы по ходу течения потока, за счёт чего их гидравлическое сопротивление оказывается несущественным. Таким образом, новые стабилизаторы течения при том же уровне эффективности борьбы с динамическими нагрузками являются гораздо более экономичными. Ранее такой подход к разработке стабилизаторов течения не использовался.
Гаситель гидроударов работает по принципу демпфирования вызванных этим явлением колебаний давления, преобразуя их энергию в энергию упругой деформации эластичной вставки. Данный подход широко используется при проектировании устройств такого типа, однако в данном случае демпфирующий элемент представляет собой цилиндрическую вставку с диаметром, равным диаметру основной трубы. Таким образом, при номинальном режиме работы трубопровода гаситель гидроудара образует с ним единое целое, имея за счёт этого пренебрежимо малое гидравлическое сопротивление. Более того, такой подход позволяет существенно упростить конструкцию устройства и удешевить его изготовление.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Производство и монтаж данных устройств предельно просты, а в ходе их эксплуатации не возникает необходимости в расходных материалах и иных дополнительных затратах. Все эти факторы говорят в пользу успешной коммерциализации данных разработок и широких перспективах их применения в различных отраслях производства. В частности, новый гаситель гидроударов должен быть востребован в области жилищно-коммунального хозяйства, терпящего значительные убытки от недостаточной оснащённости подобными устройствами. Новые стабилизаторы течения могут применяться в энергетике для снижения динамических нагрузок в системе подвода пара турбины. Кроме того, они могут использоваться в нефтегазовой и других отраслях для уменьшения длины прямого участка трубопровода, требуемого для установки измерительных приборов.

Текущие результаты проекта:
• Разработаны несколько типов новых стабилизаторов течения, проведена оптимизация с использованием методов численного моделирования течений, выбрана и запатентована оптимальная конструкция;
• Разработан и запатентован гаситель гидроудара;
• Разработан, смонтирован и пущен в эксплуатацию экспериментальный стенд для исследования нового стабилизатора течения;
• Разработан, смонтирован и пущен в эксплуатацию экспериментальный стенд для исследования нового гасителя гидроударов;
• Проведены экспериментальные исследования подтвердившие высокую эффективность разработанных устройств.