автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Исследование гидродинамики осесимметричных клеточных регулирующих клапанов для трубопроводов ТЭС и АЭС

На правах рукописи

¿г

Пасько Петр Иванович

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ КЛЕТОЧНЫХ РЕГУЛИРУЮЩИХ КЛАПАНОВ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ ТЭС И АЭС

05.14.14

Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2002

Новочеркасск 2008

003457736

Работа выполнена на кафедре «Теплоэнергетические технологии и оборудование» Волгодонского института (филиала) Южно-Российского государственного технического университета (НПИ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Бубликов Игорь Альбертович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Гапоненко Александр Макарович

кандидат технических наук, доцент Кузин Сергей Алексеевич

Ведущая организация - Волгодонской научно-исследовательский институт атомного машиностроения (г. Волгодонск)

Защита состоится "26" декабря 2008 г. в 13 - 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.08 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в 107 аудитории гл. корпуса по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮРГТУ (НПИ). С текстом автореферата можно ознакомиться на сайте ЮРГТУ (НПИ) www.npi-tu.ru

Автореферат разослан «25» ноября 2008 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.304.08, кандидат технических наук, доцент

Скубиенко С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Регулирующая и дроссельно-регулирующая арматура предназначена для изменения расхода рабочих сред и в общей номенклатуре энергетической арматуры занимает исключительно важное место, обеспечивая условия нормального функционирования оборудования ТЭС и АЭС и трубопроводного транспорта. Регулирующая арматура обеспечивает регулирование потоков рабочих сред и тем самым участвует в обеспечении как стабильности рабочих параметров системы в номинальных режимах, так и нормального протекания переходных режимов. Условия её работы оказываются весьма сложными, так как при изменении положения регулирующего органа изменяется перепад давления на клапане, форма проходного сечения и скорости среды в проточной части. Конструктивная реализация регулирующей арматуры выражается в виде шиберных задвижек и клапанов: шаровых, конусных, цилиндрических, односедельных, двухседельных, клеточных. Регулирующий клапан часто является самым важным и дорогостоящим элементом контура регулирования. Для обеспечения высокой надежности регулирующей арматуры, уменьшения ее энергоемкости, повышения точности регулирования существует острая необходимость в разгруженных регулирующих клапанах нового поколения, не имеющих ограничений по объёмному расходу среды и перепаду давления, с заданным быстродействием, с нерегулируемым расходом менее 0,1 % от номинального, с возможностью работать на загрязнённой среде без заклинивания, с минимальной потребляемой мощностью сервопривода, отсутствием условий для щелевой эрозии, надежных и простых по конструкции, не требующих технического обслуживания в межремонтный период. Среди такой арматуры особое место занимает регулирующая арматура клеточного типа, эксплутационные показатели которой отличаются надежностью, безотказностью и экономичностью. В России только в конце 90-х годов начали выпускаться регулирующие клапаны этого типа. Однако при одинаковых типоразмерах и параметрах эксплуатации среди клеточных клапанов наибольшую пропускную способностью и наилучшие массогабаритные показатели имеет осесимметричные клапаны. В России регулирующие осесимметричные клапаны клеточного типа не производились. Создание работоспособного регулирующего осесимметричного клеточного клапана с высокими эксплуатационными характеристиками невозможно без достоверной и точной информации о гидродинамике потока в клапане.

Целью научной работы является повышение надежности и эффективности работы регулирующей арматуры ТЭС и АЭС путем исследования гидродинамики потока в клапане и расчетного обоснования оптимальной конструкции регулирующего узла регулирующих осесимметричных клеточных клапанов.

Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:

• исследованием на моделях распределения полей давлений и скоростей

потока в регулирующих осесимметричных клеточных клапанах;

• определением величины пропускной способности регулирующих осе-симметричных клеточных клапанов в виде Kv = f(Q,ДР,Р,р,Т);

• определением значения пропускной характеристики регулирующих осе-симметричных клеточных клапанов в зависимости от профиля проходного сечения седла;

• определением геометрических параметров элементов регулирующих осе-симметричных клеточных клапанов, которые оказывают наибольшее влияние на его пропускную способность;

• определением гидродинамических нагрузок на рабочие органы регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в рабочих и критических режимах;

• исследованием движения твердых частиц в потоке регулируемой среды и определением областей возникновения и скорости язвенной эрозии в регулирующих осесимметричных клеточных клапанах.

Положения диссертации, выносимые на защиту и их научная новизна:

1. Впервые, на основе разработанных конечно-элементных моделей, определены распределения полей давлений и скоростей потока в регулирующих осесимметричных клеточных клапанах для потоков капельных жидкостей и газов при температуре до 180 °С и давлении до 16 МПа в трубопроводах ТЭС и АЭС.

2. Впервые определены гидродинамические нагрузки на рабочие органы регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в рабочих и критических режимах движения потоков рабочей среды в трубопроводах ТЭС и АЭС.

3. Впервые получены количественные оценки величины влияния элементы геометрии седла осесимметричного клеточного клапана на величину его пропускной способности.

4. Впервые получены траектории движения твердых частиц в потоке рабочей среды в регулирующих осесимметричных клеточных клапанах и определены области локализации и сила действия этих частиц на элементы его конструкции.

Степень достоверности результатов исследований подтверждается:

- применением современных вычислительных программных комплексов (ANSYS-CFX10.0, STAR-CD, ANSYS-CFX11.0), предназначенных для решения широкого спектра задач гидрогазодинамики;

- сходимостью расчетных и экспериментальных данных (расхождение расчетных и экспериментальных данных, определенных при испытании осесимметричного клеточного клапана Ду200 и ДуЗОО на полигоне «Саратов-оргдиагностика» г. Саратов, не превышало 3 %).

Практическая значимость работы:

- на основе расчетных исследований в регулирующих осесимметричных клапанах клеточного типа определены значения гидравлических потерь на отдельных участках гидравлического тракта, что позволило выделить элементы конструкции клапана, которые приводят к появлению застойных зон,

усилению турбулентности потока и возрастанию величины гидравлических потерь;

- на основе исследованных моделей оптимизирована конструкция клапана, что обеспечивает снижение величины гидравлических потерь и уменьшение турбулентных пульсаций и акустического шума в клапане;

- результаты работы использованы ведущей организацией на этапе проектирования регулирующих клапанов клеточного типа.

Реализация работы. Исследования проводились в рамках комплексной госбюджетной научно-исследовательской работы № 1.3.99Ф «Разработка теории и методов повышения технологической прочности, качества и надежности оборудования ТЭС и АЭС». В период с 2000 по 2001 годы для обеспечения производства запорно-регулирующего осесимметричного клапана клеточного типа условным диаметром Ду200 на заводе «Атоммаш» был выполнен гидравлический и акустический расчет этого клапана. В период с 2003 по 2008 годы для обеспечения производства на базе ОАО «Атоммашэкспорт» осесимметрич-ных регулирующих клапанов клеточного типа проведены расчетные исследования методом численного моделирования гидравлических и акустических характеристик этих клапанов. Результаты исследований на численных моделях использованы при проектировании осесимметричных регулирующих клапанов клеточного типа ДуЗОО, Ду400 и Ду900.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры "Теплоэнергетических технологий и оборудования"; на научно-практических конференциях ВИ ЮРГТУ (НПИ) ежегодно, с 2004 по 2008 гг.; на конференциях "Математические методы в технике и технологии" ММТТ-18, 21; на межрегиональных конференциях "Повышение эффективности производства электроэнергии" (Новочеркасск, 2005, 2007); на региональной конференции "Состояние и перспективы строительства и безопасной эксплуатации Волгодонской АЭС " (Волгодонск 2007, 2008).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 работы опубликовано в изданиях, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК.

Объем работы и ее структура. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и четырех приложений. Объем диссертации составляет 122 страницы с 87 иллюстрациями. Список используемых источников включает 133 наименований.

Личное участие автора в получении результатов. Результаты диссертационной работы на 80 % получены автором самостоятельно.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, сформулирована цель диссертационной работы и перечислены решаемые задачи, представлена научная новизна и практическая значимость, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе. По литературным данным рассмотрены основные конструкции регулирующих клапанов клеточного типа. В последние годы

появились оригинальные решения разгрузки поршня, при которой сохраняются положительные стороны односедельного клапана в сочетании со значительным уменьшением перестановочных усилий, а следовательно, и привода. Решение по разгрузке реализовано в так называемых клетковых регулирующих клапанах, которые получили свое название по характерной для них детали - клетке, внутри которой перемещается поршень. Клетка представляет собой цилиндрическую втулку, жестко закрепленную в корпусе. На боковой поверхности клетки имеются отверстия для прохода регулирующей среды. Клетка является направляющей затвора, а иногда одновременно и седлом регулирующего органа. Весьма эффективным оказался реализованный в клетке принцип дросселирования, который заключается в разбивке всего потока регулируемой среды, проходящей через отверстия в клетке во внутреннюю ее полость, на ряд направленных друг против друга струй. Выполнено сопоставление гидравлических параметров клеточных регулирующих клапанов различной конструкции и назначения. Спрямленная осесимметричная проточная часть клапана осевого типа устраняет вихревые течения и неоправданные изменения направления потока среды в клапане. Конструкция осевого типа обеспечивает большую пропускную способность при том же диаметре, чем любая обычная конструкция, и полную герметичность в закрытом положении при действии перепада давлений, как в прямом, так и в обратном направлении. При одинаковых рабочих условиях регулирующий осесим-метричный клеточный клапан более компактен, чем обычные клапаны, и нуждается в приводах меньшего размера. В осесимметричных клапанах механизм перемещения поршня находится в потоке рабочей среды, что предъявляет повышенные требования к гидродинамике клапана. Исследование гидродинамики регулирующих осесимметричных клеточных клапанов позволяет на этапе проектирования создать такую конструкцию регулирующего узла этих клапанов, которая обеспечит высокую надежность и точность регулирования при работе этой арматуры на ТЭС, АЭС и трубопроводном транспорте, а также позволяет анализировать работу клапана в различных эксплуатационных условиях.

Во второй главе. Описывается объекты, для которых были созданы модели, а так же их параметры эксплуатации. Приводятся системы уравнений, описывающие стационарное турбулентное движение рабочей среды, процессов турбулентного переноса, соотношения между параметрами турбулентного потока, константы модели турбулентности. Рассмотрены особенности создания моделей гидродинамики потока в условиях значительных градиентов скоростей и давлений и достоверность результатов, полученных на моделях.

Объектами моделирования являлись регулирующие осесимметричные клапаны клетчатого типа, конструкция которых изображена на рис. 1,а, условным диаметром ДуЗОО, Ду400 и Ду900 и рабочим давлением 16 МПа. Конструкция осесимметричных клапанов клетчатого типа для различных сред отличается разной конструкцией сепаратора. Для газовых сред применяется сепаратор с перфорацией круглыми отверстиями, изображенный на рис. 1,6, а для ка-

пельных жидкостей - сепаратор щелевого типа, изображенный на рис. 1,в. Регулирование расхода производится движением поршня, изменяющим площадь открытых отверстий.

б) в)

Рис. 1. Осесимметричный регулирующий клеточный клапан: а - клапан в сборе; б - сепаратор клапане для газовых сред; в - сепаратор щелевой с равнопроцентной характеристикой

Расчетное исследование проводится с помощью трехмерной конечно-элементной модели, которая позволяет рассчитывать локальные характеристики потока. Эта программа использует математические модели турбулентности для определения напряжений Рейнольдса. Модели содержат дополнительный дифференциал или алгебраические уравнения, которые связывают вышеупомянутые неизвестные с выбранными усредненными по множеству свойствами по-

ля турбулентности, а также обеспечивают рамки для расчета этих свойств. Наиболее подходящей для исследования гидродинамики клапанов является стандартная модель к - е, включающая в себя уравнения переноса для турбулентной кинетической энергии к и ее скорость рассеяния е. Математическая модель для описания гидродинамических процессов, происходящих в клапанах, состоит из следующей системы уравнений, описывающих стационарное турбулентное движение рабочей среды: - уравнения движения

Зр

У(р-й-и-цеГ -Уи)=-—, У(р-\у-у

дх

ду

др

дг

- уравнения неразрывности и уравнения энергии

У(р-й) = 0, У(р-с-\у-Т-ХеГ-УТ)=0, где р - плотность рабочей среды, кг/м3; р - рабочее давление, Па; й - вектор скорости, м/с; и, v, - компоненты скорости по координатам х, у, г соответственно, м/с; — эффективное значение динамической вязкости, Па-с; с - удельная теплоемкость, Дж/(кг-К); Т - температура, К; - эффективное значение

д д д

коэффициента теплопроводности, Вт/(м-К); V = — +—+--оператор диффе-

дх ду дг

ренцирования. Для моделирования процессов турбулентного переноса использовались уравнения для кинетической энергии турбулентности и для диссипации кинетической энергии турбулентности

р-ш-к-

Ук

= ц, .Р-р-8--.

с>и дх

0и,

дх.

р-

йеГ

Уе

•Р-1. 3

ди,

5и,

дх.

£ „ Эи,

к дх,

где к - кинетической энергии турбулентности; е - скорости диссипации кинетической энергии турбулентности; ок , оЕ - эмпирические коэффициенты; I = 1, 2, 3 - индексы соответствующие компонентам координаты и скорости по координатам х, у, г соответственно.

Для замыкания системы вышеописанных уравнений применялись соотношения:

См-р-к2

ЦеГ + Р =

дх,

да дх

где С , с,

к >

Рг,,

Сг1, Се2, Се4 - константы модели турбулентности;

^ — демпфирующая функция. Условия однозначности для данной задачи состоят из замыкающих соотношений и граничных условий: для уравнений движе-

ния и энергии на входе в расчетный гидравлический тракт; условий прилипания для уравнений движения и адиабатических условий уравнения энергии на внешней поверхности расчетной области.

Создание полной, точной и адекватной математической модели гидродинамических процессов, протекающих в регулирующей и запорной арматуре, невозможно без предварительного сравнительного исследования правильности создания конечно-элементарной модели по целому ряду критериев. Проведя такое исследование на тестовых моделях и на моделях запорной арматуры, для которой проводились испытания по определению коэффициента гидравлического сопротивления, был сделан вывод, что создаваемые модели, обеспечивают по величине коэффициента гидравлического сопротивления приемлемую точность расчетов -3-5 %.

Результатами численного моделирования являются распределения по проходному сечению клапана давлений, скоростей и температур. Гидравлическими характеристиками клапана является пропускная способность и коэффициент гидравлического сопротивления.

Так как эксплуатационные режимы работы регулирующих клапанов всегда соответствуют автомодельной области, то определяем коэффициент гидравлического сопротивления клапана по формуле

где Др - перепад давления на клапане; v - средняя скорость потока во входном сечении. Пропускная способность клапана для газовых сред определяется по формуле

535 у Р2-ДР

где (2 - объемный расход газа, нм3/час; р - плотность газа при нормальных условиях; Р2 - абсолютное давление после клапана, кгс/см2;

Пропускная способность клапана для капельных жидкостей определяется как величина объемного расхода в м3/час жидкости с плотностью 1000 кг/м3 при перепаде давления на клапане 1 кгс/см2.

В третьей главе представлены результаты моделирования гидродинамики регулирующего осесимметричного клеточного клапана с перфорацией сепаратора круглыми отверстиями, клапана с щелевой равнопроцентной характеристикой, и результаты моделирования движения твердых частиц в потоке рабочей среды.

Гидродинамика клапана с перфорацией сепаратора круглыми отверстиями. Рассмотрев гидродинамику моделей клапана с сепаратором перфорированным отверстиями диаметром 8 мм, 7,5 мм, 7 мм и 6,5 мм, определена пропускная способность клапана и сделан вывод, что пропускная способность клапана с сепаратором, перфорированная часть которого образована круглыми отверстиями, не зависит от диаметра отверстий. Из технологических и прочностных соображений был выбран сепаратор с отверстиями диаметром 8 мм. Получены пропускные характеристики клапана и определено, что отклонение рас-

четной пропускной характеристики от линейности близко к допустимой величине 10 % (в диапазоне от 10 до 90 % хода поршня). На рис. 2 приведено распределение скоростей потока рабочей среды в области сепаратора и поршня при открытии клапана на 50 %.

б - с профилированием проходной площади сепаратора

На рис. 3,а изображена пропускная характеристика клапана с равномерной перфорацией сепаратора. Причина отклонения пропускной характеристики от линейности заключается в значительной величине отклонения скоростей в различных рядах сепаратора от значения средней скорости по проходному се-

чению сепаратора. Причем величина отклонения скоростей в различных рядах сепаратора от средней скорости возрастает при увеличении степени открытия сепаратора. На рис. 4 приведена зависимость средних скоростей в отверстиях сепаратора диаметром отверстий 8 мм (нумерация рядов отверстий производится по ходу потока). Средняя скорость потока в перфорированной части сепаратора при этом равна 140 м/с. Изменением продольного шага перфорация сепаратора получена пропускная характеристика, изображенная на рис.3,б, которая удовлетворяет условию линейности в требуемом диапазоне.

Рис. 4. Распределение скоростей по коэффициента гидравлического

отверстиям сепаратора в полностью сопротивления от относительного радиуса

открытом клапане сепаратора

Между пропускной способностью клапана Ку и минимальным коэффициентом гидравлического сопротивления (приведен в нормативной документации для распространенных типов конструкции клапанов и получен по результатам испытаний существующих клапанов) существует зависимость

5,04 -РИ , (5,04- Рл2 Ку= , или =|

2 I Ку

где Ж - условная площадь проходного сечения клапана, см2; Р - площадь проходного сечения регулирующего органа клапана (при условии Р/РЫ < 1), см2.

По значению минимального коэффициента гидравлического сопротивления можно на этапе проектирования оценить величину пропускной способности. В нормативной литературе отсутствует информация о значениях минимального коэффициента гидравлического сопротивления регулирующих осе-симметричных клапанов клеточного типа.

Рассмотрена зависимость минимального коэффициента гидравлического сопротивления клапана от толщины сепаратора. Определялась пропускная способность клапана, а затем, по величине пропускной способности определялось значение минимального коэффициента гидравлического сопротивления £,0- Ис-

следовались сепараторы с относительной длиной отверстия 1/d = 3,3 -н 6,4 (d - диаметр отверстия, 1 - толщина сепаратора) и относительным радиусом R/r = 20 -ь 27 (г - радиус отверстия, R - внутренний радиус сепаратора). Длина коротких трубопроводов (1/d < 8) не должна влиять на величину гидравлических потерь, следовательно, и на значение коэффициента гидравлического сопротивления. Поток, выходящий из сепаратора, можно рассматривать как совокупность свободных струй. Из теории свободных струй следует, что длина одиночной струи примерно равна S = 20 • г. В рассматриваемом случае струи потока взаимодействуют с соседними струйками, что приводит к более медленному торможению ядра струй, и как следствие, как видно на рис. 5, при отношении R/r < 25 -г 26 происходит резкое торможение встречных струек потока в районе оси сепаратора, что сопровождается дополнительными потерями энергии и возрастанием коэффициента гидравлического сопротивления. На рис. 5 приведена зависимость коэффициента гидравлического сопротивления клапана от толщины сепаратора для клапана ДуЗОО с равномерной перфорацией сепаратора. Следовательно, для осесимметричного клеточного клапана при шаге расположения отверстий по внутренней поверхности сепаратора 1,5 > с > 1,3 и внутреннем радиусе сепаратора, удовлетворяющем условию R/r > 26, можно принять значение минимального коэффициента гидравлического сопротивления ¡¡о = 2,0. В клапане Ду200 шаг расположения отверстий а > 4, поэтому струи потока остаются свободными, и при относительном внутреннем радиусе сепаратора R/r > 20 минимальный коэффициент гидравлического сопротивления клапана

Рис. 6. Расчетная пропускная характеристика и экспериментальные значения пропускной характеристики для клапана ДуЗОО

На рис. 6 приведены для клапана ДуЗОО расчетная пропускная характеристика и значения пропускной характеристики, полученные экспериментально.

На испытания был представлен клапан с расчетной пропускной способностью Kv = 815 м3/час, среднее значение экспериментально полученной пропускной способности равно Kv = 835 м3/час.

Гидродинамики клапана со щелевой перфорацией сепаратора. Анти-кавитационный регулирующий клапан клеточного типа для капельных жидкостей оборудуется седлом (сепаратором) с отверстиями в форме щелей. Клапан Ду900 предназначен для регулировки расхода нефти на магистральных нефтепроводах и должен иметь равнопроцентную характеристику. На моделях рассмотрены конструкции сепараторов с 3-мя, 6-ти, 12-ти и 24-мя щелями, профилированными для получения равнопроцентной характеристики. Были созданы так же модель с линейной характеристикой и тестовая модель, представляющая собой развертку седла клапана, помещенную в прямой канал. В первом приближении профилирование щелей выполнялось из условия, что бы начиная, с

10 % открытия клапана выполнялось равенство F = Fmax • G""n 1 , где Gmm -

VGmaxJ

расход рабочей среды при 10 % открытии клапана; Gmax - максимальный расход рабочей среды; х = h/hmax - относительный ход поршня. Исследование гидродинамики клапана выявило зависимость пропускной способности клапана от числа щелей. Было установлено, что в клапанах с малым числом щелей после прохождения профильного отверстия при повороте потока внутри седла возникают сильные вихри. В тестовой модели никакого вихревого движения не наблюдалось. Замечено, что величина и энергия (оцениваем по длине участка стабилизации потока) вихрей, образовавшихся при повороте потока внутри седла со щелевой равнопроцентной перфорацией, зависят от отношения разности длин оснований щели bj - b2 к ее высоте h. Зависимость пропускной способности клапана со щелевым равнопроцентным седлом от величины относительного изменения ширины щели приведена на рис. 7 (график построен по точкам, соответствующим сепараторам с 3-мя, 6-ти, 12-ти и 24-мя равнопроцентными щелями и сепаратору с прямыми щелями).

На моделях получены пропускные характеристики клапана, выполнено профилирование щелей для получения более точного совпадения пропускной характеристики с идеальной равнопроцентной пропускной характеристикой.

Анализ движения твердых частиц в потоке. Все взвешенные частицы можно разделить на два основных диапазона размеров: песок - размер частиц от 50 -4- 300 мкм и до 1,5 мм; частицы размером менее 10 мкм, в том числе и микрокристаллы солей. Для расчета силы сопротивления микрочастиц в газах и в капельных жидкостях применяется с поправкой по аналогии с формулой Кен-нингема и Милликена зависимость закона Стокса

р = б-тС-ач-у-ц-(1-к4-(ь/ач)0'33)~1,

где К4 - коэффициент; Ь - длина свободного пробега молекулы среды (в воде длина свободного пробега молекул соизмерима с размерами молекулы воды, в газах длина свободного пробега молекул определяется из уравнений кинетической теории газа); V - скорость движения частицы; с1ч - диаметр частицы. Расчет показывает, что при диаметре частицы с1ч = 1 мкм, сила сопротивления на два порядка больше, чем рассчитанная по закону Стокса. Следовательно, наибольшее расхождение траекторий движения для газа и твердых частиц будет наблюдаться для наиболее крупных частиц. Моделирование движения твердых частиц показали, что при с1ч < 0,01 мм движение твердых частиц полностью совпадает с движение потока среды. Определено, что воздействию более крупных частиц (с размером от 0,1 мм до 1 мм) подвергается в основном сепаратор в районе первого ряда отверстий (траектории движения твердых частиц в клапане открытом на 80 % приведена на рис. 8), а при открытии клапана менее чем на

Определены нормальные составляющие скоростей твердых частиц при их соударении с конструктивными элементами клапана. При соударении твердых частиц и конструкционных элементов клапана средние значения площади контакта Б, величины деформации х и силы взаимодействия Р определяется решением системы уравнений

т-V2 г-х = -

2 '

8 = л-(0,75-Т1-Р-К-(е1+е2))0'67,

х = (о,5625 • к2 • Р2 ■ Я"1 • (0, + е2)2)С'33, где ш - масса твердой частицы; Я - радиус частицы; V - скорость соударения;

Я., +2-|л, Х2+2-ц2

0, =--—-.—-—г, 02 =-—т—-\ ~ вспомогательные коэффициен-

4-Т1-Ц,-(Л, +|Д,) 4-Т1-Ц2-(Х2+Ц2)

л ЕГУ1 Е1

ты соответственно для частицы и стали; л, -гЧ—1-г, Ц| =—т—1—г

О + у^-О-г-у,) 2-(1 + у,)

упругие постоянные Ляме для частицы; Х2 =

Е2 -у,

(1 + У2)-(1-2-У2)' Е

ц2 = —-.—-—г - упругие постоянные Ляме для стали; Уь у2 - коэффициенты

2-(1 + у2)

Пуассона соответственно для частицы и стали; Е], Е2 - модули упругости для частицы и стали. Расчет взаимодействия твердых частиц и конструкционных элементов клапана ДуЗОО при соударении крупных частиц (с! > 0,1 мм) показал, что величина ударных давлений превышает предел допускаемого размаха приведенных напряжений в концентраторах. Таким образом, подвергается разрушению корпус клапана в области, примыкающей к сепаратору и особенно сильно сепаратор в районе первого и второго ряда отверстий (считая от выходного сечения клапана). Рассмотрено так же движения твердых частиц в клапане для капельных жидкостей с 12-ти щелевым седлом. Воздействию твердых частиц подвергается в основном поршень и верхние кромки щели седла в районе узкой части щели. Ударная эрозия возникает от частиц размером <1 > 0,1 мм.

В четвертой главе рассматривались акустика и гидравлические процессы в клапане, сопровождающиеся пульсациями расхода и давления. В начале процесса открытия клапана, если перепад давлений до и после сепаратора больше критического, в открывающейся щели возникает критический или сверхкритический поток газа, сопровождающийся пульсациями давлений и расходов - помпажем. Расчет помпажа проводился в клапане ДУЗОО для газовых сред с равномерной перфорацией сепаратора круглыми отверстиями для давления на входе Р = 16,1 МПа и перепадом давления АР = 8,0 МПа. Рассматривался прямой (скорости при помпаже изображены на рис. 9) и обратный поток газа. Было установлено, что помпаж возможен, если площадь открытия проходного сечения сепаратора меньше 5 %, при этом длительность протекания процесса ~ 0,02 с. Частота пульсации давлений при помпаже определяется из условия БЬ = -1)/у = 5, где БЬ - число Струхаля; f - частота пульсации, 1 -

характерный размер, у - скорость потока. Эти колебания возникают в области между сепаратором и закругленной частью края поршня. Размах пульсаций давления составляет ~ 1,0 МПа, частота - { = 30 + 200 кГц. Пульсации локализируются в очень ограниченном пространстве и быстро затухают, поэтому, вследствие, высокой частоты и малой области локализации, не приводят к каким либо заметным механическим воздействиям на конструкцию клапана.

Рис. 9. Поля скоростей среды (в числах Маха) вблизи щели

Поток рабочей среды, обтекающий поршень, создает гидродинамическое усилие на поршень. На участке регулирования (от 10 % до 90 % хода поршня) гидродинамическое усилие на поршень направлено на открытие клапана, на порядок меньше чем усилие создаваемое приводом, и может быть еще уменьшено изменением формы центральной части поршня. Но при помпаже гидродинамическое усилие на поршень направлено на закрытие клапана и при прямом направлении потока сопоставимо с усилием создаваемым приводом, а при обратном направлении потока усилие составляет примерно 30 % от гидродинамического усилия на поршень при прямом направлении.

Регулирующий клапан типа «Диск», так же как и клеточный регулирующий клапан, является разгруженным регулирующим клапаном нового поколения. Устройство клапана изображено на рис. 10. Регулирующая часть клапана типа «Диск» в основном состоит из щелевидного седла, где размер отверстия в седле регулируется вращающимся диском (золотником). Угол вращения диска изменяет проходное сечение и величину расхода. Диск держится в постоянном контакте с седлом благодаря 10 % нагрузке прижатия со стороны головки диска. В качестве регулирующих клапанов для регулирования расхода питательной воды на ТЭС и во втором и третьем контурах АЭС (в третьем контуре для реакторной установки типа БН) раньше применялись шиберные задвижки, которые, начиная с конца 90-х годов, на ряде ТЭС и АЭС были замены на разгруженные регулирующие клапаны типа «Диск». Опыт эксплуатации регулирующих кла-

панов типа «Диск» показал, что наряду с положительными показателями, в некоторых случаях отмечались повышенные значения пульсаций расхода рабочей среды, а так же было обнаружено, что в некоторых регулирующих клапанах крутящий момент на открытие и на закрытие заметно отличался.

Рис. 10. Регулирующий клапан типа «Диск»

С целью исследования этих негативных процессов были созданы с модели регулирующих клапанов типа «Диск» Ду400, ДуЗОО и ДуЮО. На этих моделях рассмотрена гидродинамика потока в клапане при различных углах открытия и определены прижимные усилия и вращающие моменты на золотнике, а так же определено какие колебательные процессы могли возникнуть в потоке рабочей среды в клапане. Исследование на моделях позволили определить, что при частичном открытии клапана типа «Диск» на различные поверхности золотника действуют разные давления, возникающие в результате гидравлических потерь и изменения скоростных напоров. На рис. 11 и 12 приведены распределение скоростей для клапана Ду400 при открытии его на 60 %. На этих рисунках хорошо видна несимметричность скоростей потока в клапане и наличие больших зон вихреобразования, что приводит к появлению вращающих моментов на золотнике, возникновению пульсаций потока и акустических колебаний.

На моделях были рассмотрены различные варианты конструкции золотника и седла клапана, но было определено, что для существенного уменьшения закрывающего момента необходима полная переделка конструкции клапана. Поэтому было предложено вместо клапанов типа «Диск» применить этих системах клеточный регулирующий клапан осесимметричного типа Ду400. Для уменьшения пульсаций принято решение кроме клетки, равномерно перфори-

рованной круглыми отверстиями, дополнительно использовать плоский дырчатый лист. Была создана модель этого клапана, на которой выполнен выбор основных размеров, которые позволяют использовать клеточный клапан осесим-метричного типа для регулировки расходов питательной воды на ТЭС и АЭС.

1.447е+001

8.748е-003 [т 5А -1]

Рис. 11. Линии тока при открытии клапана на 60 %

Velocity

(Streamline 1)

Рис. 12. Распределение скоростей в сечении клапана «Диск»

Предложенный осесимметричный клеточный регулирующий клапан (на рис. 13 приведено распределение скоростей в полностью открытом клапане) лишен недостатков клапана типа «Диск», а так же имеет более линейную пропускную характеристику.

Velocity

(Contour 1)

12 ,894e+001

\ .604e+001

I I 2 .B15e+001

I 2 . 026e+001

t ' . 736e+001

1 ' 447e+001

1 1 . 1S8e+001

f 8. 687e+000

I 5- 794e+000

2 901e+000

I 3 748e 003

|m s" -1]

О О Г» О PS1 (108В О. 1П

Рис. 13. Распределение скоростей в регулирующем участке клапана

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основе теоретических и экспериментальных исследований регулирующих осесимметричных клеточных клапанов для потоков капельных жидкостей и газов при температуре до 180 °С и давлении до 16 МПа в трубопроводах ТЭС и АЭС получены распределения полей давлений и скоростей потока, из анализа которых сделаны следующие выводы:

1. Определены величины пропускной способности регулирующих осесимметричных клеточных клапанов как Kv = f(Q,AP,P,p,T). Впервые установлена количественная зависимость пропускной способности осесимметричного клеточного клапана от характера торможения встречнонаправленных струй во внутреннем объеме сепаратора. Определено соотношение между диаметром отверстий в сепараторе и его внутренним диаметром, начиная с которого использование указанного минимального коэффициента гидравлического сопротивления оправдано. Предложено, для предварительного определения величины пропускной способности осесимметричного клеточного клапана принимать значение минимального коэффициента гидравлического сопротивления в диапазоне от = 1 >5 при шаге расположения отверстий а > 4 и относительным радиусом сепаратора R/r > 20 до = 2,0 при 1,5 > а > 1,3 и R/r > 26. Полученные зависимости позволяют определить геометрические параметры основных узлов клапана по требуемым гидродинамическим характеристикам клапана.

2. Впервые установлено, что пропускная способность регулирующих осесимметричных клеточных клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой и щелевым сепаратором зависит от величины относительного изменения ширины щели как Kv = f((b] - b0)/l). Определены геометрические параметры щели, при которых уменьшение пропускной способности клапана из-за этого эффекта становится незначительным, что позволяет сочетать хорошие гидроди-

намические характеристики клапана с относительной технологической простотой конструкции.

3. Определены пропускные характеристики регулирующих осесиммет-ричных клеточных клапанов. Предложены варианты профилирования проходного сечения седла для получения пропускных характеристик клапанов, более близких к требуемым зависимостям, что обеспечивает более точное автоматическое регулирование расходов.

4. Рассмотрены возможности возникновения в регулирующих осесиммет-ричных клеточных клапанах пульсационных^роцессов в потоке рабочей среды, впервые определены параметры этих^ч^го позволяет повысить надежность этих клапанов.

5. Впервые определены гидродинамические нагрузки на рабочие органы регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в рабочих и критических режимах, что позволяет создавать конструкции узлов клапана, обеспечивающих его надежность в рабочих и переходных режимах.

6. Определены участки локализации ударной эрозии и впервые для регулирующих осесимметричных клеточных клапанов получены значения местных напряжений ударной эрозии, что позволяет повысить срок эксплуатации сепараторов этих клапанов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Пасько П.И. Гидравлика запорно-регулирующих клапанов клеточного типа. //Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2008. - Спец. вып. -С. 37-41.

2. Пасько П.И., Бубликов И.А, Плахов А.Г. Оптимизация проточной части затворов обратных методом численного моделирования. //Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2008. - № 3. - С. 46-47.

3. Пасько П.И., Бубликов И.А. Определение пропускной способности осесимметричного клапана клеточного типа. //Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн.науки,-2008.-№ 4.-С. 86-87.

4. Пасько П.И. Моделирование работы быстродействующего предохранительного клапана большого диаметра. /Математические методы в технике и технологиях ММТТ-18: сб. тр. XVIII Междунар. науч. конф., 31 мая - 2 июня 2005 г.: в 10 т. - Казань: Изд-во КГТУ, 2005. - Т. 5, секция 5. - С. 138-140.

5. Пасько П.И. Моделирование гидродинамики регулирующего клапана типа «Диск». /Повышение эффективности производства электроэнергии : материалы VI Междунар. конф., 22-23 нояб. 2007 г. - Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2007.-С. 99-103.

6. Пасько П.И., Плахов А.Г. Особенности создания гидродинамических моделей регулирующей и запорной арматуры. /Математические методы в технике и технологиях ММТТ-21: сб. тр. XXI Междунар. науч. конф., 27-30 мая 2008 г.: в 10 т. - Саратов: СГТУ, 2008. - Т. 4, секция 5. - С. 81-84.

Подписано в печать 14.11.2008. Объём 1,24 п.л. Печать оперативная. Тираж 100 экз. Заказ 921

Южно-Российский государственный технический университет Типография ЮРГТУ (НПИ) Адрес ун-та и типографии: 346428, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ АРМАТУРЫ

КЛЕТОЧНОГО ТИПА.

Выводы.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИКИ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО РЕГУЛИРУЮЩЕГО КЛЕТОЧНОГО КЛАПАНА.

2.1. Описание объектов моделирования.

2.2. Математическая модель гидродинамических процессов.

2.3. Конечно-элементная модель проточной части клапана.

2.4. Достоверность результатов моделирования.

2.5. Критерии оценки гидравлических характеристик клапанов.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОСЕСИММЕТРИЧНОГО КЛЕТОЧНОГО КЛАПАНА.

3.1. Исходные эксплуатационные параметры клапанов.

3.2. Гидродинамика регулирующего осесимметричного клеточного клапана ДуЗОО.

3.3. Экспериментальное исследование расходной характеристики регулирующего осесимметричного клеточного клапана ДуЗОО.

3.4. Гидродинамики клапана со щелевой перфорацией сепаратора

3.5. Анализ движения твердых частиц в потоке.

Выводы.

4. ПУЛЬСАЦИИ ПОТОКА И АКУСТИКА.

4.1. Помпаж в клапане с равномерной перфорацией сепаратора.

4.1. Пульсации потока в клапане типа «Диск».

4.2. Акустика.

Выводы.

Актуальность работы. Регулирующая и дроссельно-регулирующая арматура предназначена для изменения расхода рабочих сред и в общей номенклатуре энергетической арматуры занимает исключительно важное место, обеспечивая условия нормального функционирования оборудования ТЭС и АЭС и трубопроводного транспорта. Регулирующая арматура обеспечивает регулирование потоков рабочих сред и тем самым участвует в обеспечении как стабильности рабочих параметров системы в номинальных режимах, так и нормального протекания переходных режимов. Условия её работы оказываются весьма сложными, так как при изменении положения регулирующего органа изменяется перепад давления на клапане, форма проходного сечения и скорости среды в проточной части. Конструктивная реализация регулирующей арматуры выражается в виде шиберных задвижек и клапанов: шаровых, конусных, цилиндрических, односедельных, двухседельных, клеточных. Регулирующий клапан часто является самым важным и дорогостоящим элементом контура регулирования. Для обеспечения высокой надежности регулирующей арматуры, уменьшения ее энергоемкости, повышения точности регулирования существует острая необходимость в разгруженных регулирующих клапанах нового поколения, не имеющих ограничений по объёмному расходу среды и перепаду давления, с заданным быстродействием, с нерегулируемым расходом менее 0,1 % от номинального, с возможностью работать на загрязнённой среде без заклинивания, с минимальной потребляемой мощностью сервопривода, отсутствием условий для щелевой эрозии, надежных и простых по конструкции, не требующих технического обслуживания в межремонтный период. Среди такой арматуры особое место занимает регулирующая арматура клеточного типа, эксплутационные показатели которой отличаются надежностью, безотказностью и экономичностью. В России только в конце 90-х годов начали выпускаться регулирующие клапаны этого типа. Однако при одинаковых типоразмерах и параметрах эксплуатации среди клеточных клапанов наибольшую пропускную способностью и наилучшие массогабаритные показатели имеет осесим-метричные клапаны. В России регулирующие осесимметричные клапаны клеточного типа не производились. Создание работоспособного регулирующего осесимметричного клеточного клапана с высокими эксплуатационными характеристиками невозможно без достоверной и точной информации о гидродинамике потока в клапане.

Целью научной работы является повышение надежности и эффективности работы регулирующей арматуры ТЭС и АЭС путем исследования гидродинамики потока в клапане и расчетного обоснования оптимальной конструкции регулирующего узла регулирующих осесимметричных клеточных клапанов.

Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:

• исследованием на моделях распределения-полей давлений и скоростей потокам регулирующих осесимметричных клеточных клапанах;

• определением величины пропускной способности регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в виде Ку = ^С), ДР,Р,р,Т);

• определением значения пропускной характеристики регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в зависимости от профиля проходного сечения седла;

• определением геометрических параметров элементов регулирующих осесимметричных клеточных клапанов, которые оказывают наибольшее влияние на его пропускную способность;

• определением гидродинамических нагрузок на рабочие органы регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в рабочих и критических режимах;

• исследованием движения твердых частиц в потоке регулируемой среды и определением областей возникновения и скорости язвенной эрозии в регулирующих осесимметричных клеточных клапанах.

Положения диссертации, выносимые на защиту и их научная новизна:

1. Впервые, на основе разработанных конечно-элементных моделей, определены распределения полей давлений и скоростей потока в регулирующих осесимметричных клеточных клапанах для потоков капельных жидкостей и газов при температуре до 180 °С и давлении до 16 МПа в трубопроводах ТЭС и АЭС.

2. Впервые определены гидродинамические нагрузки на рабочие органы регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в рабочих и критических режимах движения потоков рабочей среды в трубопроводах ТЭС и АЭС.

3. Впервые получены количественные оценки величины влияния элементы геометрии седла осесимметричного клеточного клапана на величину его пропускной способности.

4. Впервые получены траектории движения твердых частиц в потоке рабочей среды в регулирующих осесимметричных клеточных клапанах и определены области локализации и сила действия этих частиц на элементы его конструкции.

Степень достоверности результатов исследований подтверждается:

- применением современных вычислительных программных комплексов (ANSYS-CFX10.0, STAR-CD, ANSYS-CFX11.0), предназначенных для решения широкого спектра задач гидрогазодинамики;

- сходимостью расчетных и экспериментальных данных (расхождение расчетных и экспериментальных данных, определенных при испытании осесимметричного клеточного клапана Ду200 и ДуЗОО на полигоне «Саратов-оргдиагностика» г. Саратов, не превышало 3 %).

Практическая значимость работы:

- на основе расчетных исследований в регулирующих осесимметричных клапанах клеточного типа определены значения гидравлических потерь на отдельных участках гидравлического тракта, что позволило выделить элементы конструкции клапана, которые приводят к появлению застойных зон, усилению турбулентности потока и возрастанию величины гидравлических потерь;

- на основе исследованных моделей оптимизирована конструкция клапана, что обеспечивает снижение величины гидравлических потерь и уменьшение турбулентных пульсаций и акустического шума в клапане;

- результаты работы использованы ведущей организацией на этапе проектирования регулирующих клапанов клеточного типа.

Реализация работы. Исследования проводились в рамках комплексной госбюджетной научно-исследовательской работы № 1.3.99Ф «Разработка теории и методов повышения технологической прочности, качества и надежности оборудования ТЭС и АЭС». В период с 2000 по 2001 годы для обеспечения производства запорно-регулирующего осесимметричного клапана клеточного типа условным диаметром Ду200 на заводе «Атоммаш» был выполнен гидравлический и акустический расчет этого клапана. В период с 2003 по 2008 годы для обеспечения производства на базе ОАО «Атоммашэкспорт» осесиммет-ричных регулирующих клапанов клеточного типа проведены расчетные исследования методом численного моделирования гидравлических и акустических характеристик этих клапанов. Результаты исследований на численных моделях использованы при проектировании осесимметричных регулирующих клапанов клеточного типа ДуЗОО, Ду400 и Ду900.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры "Теплоэнергетических технологий и оборудования"; на научно-практических конференциях ВИ ЮРГТУ (НПИ) ежегодно, с 2004 по 2008 гг.; на конференциях "Математические методы в технике и технологии" ММТТ-18, 21; на межрегиональных конференциях "Повышение эффективности производства электроэнергии" (Новочеркасск, 2005, 2007); на региональной конференции "Состояние и перспективы строительства и безопасной эксплуатации Волгодонской АЭС " (Волгодонск 2007, 2008).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 работы опубликовано в изданиях, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основе теоретических и экспериментальных исследований регулирующих осесимметричных клеточных клапанов для потоков капельных жидкостей и газов при температуре до 180 °С и давлении до 16 МПа в трубопроводах ТЭС и АЭС получены распределения полей давлений и скоростей потока, из анализа которых сделаны следующие выводы:

1. Определены величины пропускной способности регулирующих осесимметричных клеточных клапанов как Kv = f(Q,AP,P,p,T). Впервые установлена количественная зависимость пропускной способности осесимметричного клеточного клапана от характера торможения встречнонаправленных струй во внутреннем объеме сепаратора. Определено соотношение между диаметром отверстий в сепараторе и его внутренним диаметром, начиная с которого использование указанного минимального коэффициента гидравлического сопротивления оправдано. Предложено, для предварительного определения величины пропускной способности осесимметричного клеточного клапана принимать значение минимального коэффициента гидравлического сопротивления в диапазоне от = 1,5 при шаге расположения отверстий а > 4 и относительным радиусом сепаратора R/r > 20 до = 2,0 при 1,5 > ст > 1,3 и R/r > 26. Полученные зависимости позволяют определить геометрические параметры основных узлов клапана по требуемым гидродинамическим характеристикам клапана.

2. Впервые установлено, что пропускная способность регулирующих осесимметричных клеточных клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой и щелевым сепаратором зависит от величины относительного изменения ширины щели как Kv = f((bi - bo)/l). Определены геометрические параметры щели, при которых уменьшение пропускной способности клапана из-за этого эффекта становится незначительным, что позволяет сочетать хорошие гидродинамические характеристики клапана с относительной технологической простотой конструкции.

3. Определены пропускные характеристики регулирующих осесиммет-ричных клеточных клапанов. Предложены варианты профилирования проходного сечения седла для получения пропускных характеристик клапанов, более близких к требуемым зависимостям, что обеспечивает более точное автоматическое регулирование расходов.

4. Рассмотрены возможности возникновения в регулирующих осесим-метричных клеточных клапанах пульсационных процессов в потоке рабочей среды, впервые определены параметры этих процессов, что позволяет повысить надежность рассматриваемых клапанов.

5. Впервые определены гидродинамические нагрузки на рабочие органы регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в рабочих и критических режимах, что позволяет создавать конструкции узлов клапана, обеспечивающих его надежность в рабочих и переходных режимах.

6. Определены участки локализации ударной эрозии и впервые для регулирующих осесимметричных клеточных клапанов получены значения местных напряжений ударной эрозии, что позволяет повысить срок эксплуатации сепараторов этих клапанов.

3. Определены пропускные характеристики регулирующих осесиммет-ричных клеточных клапанов. Предложены варианты профилирования проходного сечения седла для получения пропускных характеристик клапанов, более близких к требуемым зависимостям, что обеспечивает более точное автоматическое регулирование расходов.

4. Рассмотрены возможности возникновения в регулирующих осесим-метричных клеточных клапанах пульсационных процессов в потоке рабочей среды, впервые определены параметры этих процессов, что позволяет повысить надежность рассматриваемых клапанов.

5. Впервые определены гидродинамические нагрузки на рабочие органы регулирующих осесимметричных клеточных клапанов в рабочих и критических режимах, что позволяет создавать конструкции узлов клапана, обеспечивающих его надежность в рабочих и переходных режимах.

6. Определены участки локализации ударной эрозии и впервые для регулирующих осесимметричных клеточных клапанов получены значения местных напряжений ударной эрозии, что позволяет повысить срок эксплуатации сепараторов этих клапанов.

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.; Наука, 1976. - 888 с.

2. Аверенкова Г.И., Ашратов Э.А., Волконская Т.Г. Сверхзвуковые струи идеального газа. Часть 2. // Труды вычислительного центра МГУ. М.; Изд. МГУ, 1971.-171 с.

3. Адронов A.A., Витт A.A., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.; Физмат-тиз, 1959.-915 с.

4. Айзенштат И. И. Об оптимальной форме расходной характеристики регулирующих органов теплоэнергетического оборудования //Энергомашиностроение. 1980. № 1.С. 30-32.

5. Айзенштат И. И., Благов Э. Е. Основные случаи расчета пропускных характеристик регулирующих органов АЭС и ТЭС //Энергомашиностроение. 1982. №3. С. 4-6.

6. Айзенштат И. И., Благов Э. Е. Статические характеристики регулируемых участков ТЭС для различных режимов работы регулирующих органов //Энергомашиностроение. 1986. №10. С. 9-12.

7. Алимов О.Д., Манжосов В.К., Еремьянц В.Э. Удар. Распространение волн деформации в ударных системах. М.; Наука, 1985. - 360 с.

8. Альтшуль А.Д., Арзуманов Э.С. Кавитационные характеристики промышленных регулирующих клапанов // Энергомашиностроение . 1967. № 7. С. 23-27.

9. Амензаде Ю.А. Теория упругости. Баку.; Азербгосиздат, 1968. - 252 с.

10. Амосов A.A. и др. Вычислительные методы для инженеров. М.; Высш. шк., 1994.

11. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Рычислительная гидромеханика и теплообмен. М.; Мир, 1990. 2 т.

12. Арзуманов Э.С. Кавитация в местных сопротивлениях. М: Энергия. 1978. 216 с.

13. Бате К., Вильсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. — М.; Стройиздат, 1982.

14. Бенерджи П., Беттерфилд Р. Метод граничных элементов в прикладных науках. Пер. с англ. М.; Мир, 1984. - 494 с.

15. Благов Э.Е. Методика определения критериев кавитации регулирующих органов // Энергомашиностроение. 1985. № 6. С. 12-15.

16. Благов Э.Е. Определение гидродинамических показателей суживающих устройств. // Теплоэнергетика. 2002. № 4. С. 30 35.

17. Благов Э.Е. Расчет интегральных гидродинамических показателей трубопроводных суживающих устройств при различных положениях захлопки. // Арматуростроение. 2006. № 6. С. 31 33.

18. Благов Э.Е., Васильченко Е.Г. Анализ гидравлических характеристик регулирующих органов // Энергомашиностроение. 1979. № 7. С. 4 5.

19. Благов Э.Е., Ивницкий Б.Я. Дроссельно-регулирующая арматура ТЭС и АЭС. М.; Энергоатомиздат. 1990. 288 с.

20. Богач A.A. Воздействие взрыва на здания и сооружения. // Сборник трудов седьмой конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GMBH. M.; Полигон-пресс, 2007. - С. 419 - 424.

21. Богач A.A., Козырев Б.В. Расчет сервоклапана мембранного типа в LS-DYNA. // Сборник трудов седьмой конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GMBH. M.; Полигон-пресс, 2007. -С. 425 - 442.

22. Бутенин И.В., Неймарк Ю.И., Фуфаев П.А. Введение в теорию нелинейных колебаний. М.; Наука, 1959. - 256 с.

23. Валуева Е.П., Попов В.Н. Пульсирующее турбулентное течение сжимаемой жидкости и распространение волн давления в канале // Изв. РАН. МЖГ. 1998. № 5. С. 98 106.

24. Валуева Е.П. Коэффициент затухания волн давления в пульсирующем турбулентном потоке сжимаемого газа в трубе //Вестн. МЭИ. 1998. № 4. С. 69 76.

25. Валуева Е.П., Попов В.Н. Математическое моделирование пульсирующего турбулентного течения жидкости в круглой трубе // Докл. РАН. 1993. Вып. 332. № 1. С. 44-47.

26. Валуева Е.П., Попов В.Н. Нестационарное турбулентное течение жидкости в круглой трубе // Изв. РАН. Энергетика. 1993. № 5. С. 150-157.

27. Валуева Е.П., Попов В.Н. Особенности гидродинамического сопротивления при турбулентном пульсирующем течении жидкости в круглой трубе //Изв. РАН. Энергетика. 1994. №2. С. 122-132.

28. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.; Наука, 1980.-518 с.

29. Владимиров B.C. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1981. -512 с.

30. Вукалович М.П., Ривкин C.JL, Алексаедров A.A. таблицы теплофизиче-ских свойств воды и водяного пара. — М.; Из-во стандартов, 1969. 410 с.

31. Вулис Л.А., Ярин Л.П. Аэродинамика факела. Л.; Энергия, 1978.

32. Вулис Л.А., Леонтьев Т.П. О спутных и встречных турбулентных струях. // Изв. АН Каз. ССР, серия «Энергия», вып. 9. 1955.

33. Гаевский X., Грёрг К., Захариас К. Нелинейные операторные уравнения и операторные дифференциальные уравнения. М.: Мир, 1978. 336 с.

34. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Пер. с англ. — М.; Мир, 1984.

35. Герасимов С.Г. Теплотехнический справочник. Государственное теоретическое издательство. М., 1957 г. 730 с.

36. Гидравлические системы управления для газовых и паровых турбин // Ар-матуростроение. 2006. № 6. С. 56 60.

37. Гилбарг Д., Трундерг Н. Эллиптические дифференциальные уравнения с частными производными второго порядка. М.: Наука, 1989. 464 с.

38. Годунов С.К. Разностный метод численного расчета разрывных решений уравнений гидродинамики. // Математический сб., 1957,47, вып. 3.

39. ГОСТ 12893-83. Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия.

40. ГОСТ 16443-70. Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Методика экспериментального определения гидравлических характеристик.

41. ГОСТ 30319.0. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения.

42. ГОСТ 30319.1. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки.

43. ГОСТ 30319.2. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости.

44. ГОСТ 30530 97.Шум. Методы расчета предельно допустимых шумовых характеристик стационарных машин.

45. Гуревич Д.Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры. -Д.; Машиностроение, 1969. 886 с.

46. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. — M.-JL; Госэнергоиздат, 1961.

47. Дженсон К. Механика контактного взаимодействия. М.; Мир, 1989.

48. Довжик С.А. Исследования по аэродинамике осевого дозвукового компрессора. // Изд. ЦАГИ. М.; Труды ЦАГИ. Вып. 1099. - 278 с.

49. Жуковский Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах. Избранные сочинения. Т. 2. М.; Гостехтеориздат, 1948. 422 с.

50. Дулов В.Г., Лукьянов Г.А. Газодинамика процессов истечения. М.; Наука, 1989.

51. Жаринов В.Г. О точных решениях задач пространственного течения вязкой и идеальной несжимаемой жидкости около цилиндрических поверхностей. // ПММ, 2002. Т. 66, вып. 5 - С. 803 - 810.

52. Зенкович О. Метод конечных элементов в технике. М.; Мир, 1975. -542 с.

53. Зенкович О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.; Мир, 1986.-318 с.

54. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.; Машиностроение, 1975. - 326 с.

55. Канцырев Б.Л. Применение расчетного кода CFX для анализа нестационарных газо-парожидкостных потоков. // Сборник трудов седьмой конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GMBH. M.; Полигон-пресс, 2007. - С. 39 - 44.

56. Касилов В.Ф. Справочное пособие по гидрогазодинамике. М.; 2000. -272 с.

57. Кассиров Д.М. Исследование явления автоколебания струи на выходе из воздухораспределителя с помощью программы STAR-CD. // Сборник трудов второй конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GMBH. M.; 2002. - С. 10-12.

58. Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.; Машиностроение, 1985. -224 с.

59. Кузнецов Е.Г., Шмелев В.В. Моделирование течения в клапане обратном подъемном DN50 PNI 6 и определение его гидродинамических характеристик // Арматуростроение. 2007. № 1. С. 44 49.

60. Куфнер А., Фучик С. Нелинейные дифференциальные уравнения. М.: Наука, 1988.-304 с.

61. Кухлинг X. Справочник по физике. М.; Мир, 1985. - 520 с.

62. Лабейш В.Г. Гидромеханика и газодинамика. Л.; Энергия, 1973. - 188 с.

63. Лаврентьев М.А., Шаббат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.; Наука, 1977. - 408 с.

64. Ладыженская O.A. Краевые задачи математической физики. М.: Наука, 1973.-403 с.

65. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.; Наука, 1988. - 736 с.

66. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа.- Учеб. для вузов. Изд. 6-е. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. Лит., 1987 г. - 840 с.

67. Макарьянц Г.М., Прокофьев А.Б., Шахматов Е.В. Модели и критерии механики разрушения. М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2006 г. - 328 с.

68. Марчук Г.И., Агошков В.И. Введение в проекционно-сеточные методы. М.: Наука, 1981.-416 с.

69. Матвиенко Ю.Г. Моделирование виброакустических характеристик трубопровода с использованием метода конечных элементов. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2002., Т. 4, № 2(8). С. 327-333.

70. Меламед Л.Э., Тропкина А.И. Математическое моделирование гидродинамических систем, содержащих коллекторы с засыпками. // Тяжелое машиностроение, 2002, № 1. С. 38 43.

71. Молчанов A.M. Применение программы к расчету сверхзвуковых турбулентных струй с химическими реакциями. // Сборник трудов седьмой конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GMBH. -M.; Полигон-пресс, 2007. С. 45 - 61.

72. Наседкина A.A., Труфанов В.Н. Конечно-элементное моделирование процесса гидродинамического расчленения многослойного угольного пласта. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2006, № 3. С. 14-22.

73. Неймарк Ю.И., Ланда П.С. Схоластические и хаотические колебаний. -М.; Наука, 1987.-424 с.

74. Новосельцев П.Е. Макроязык для создания проблемно-ориентированных приложений конечным пользователем (Tcl/Tk). — CAD-FEM GMBH.

75. НП-068-05. Трубопроводная арматура для атомных станций. Общие технические требования.

76. Олденбургер, Д'Суза. Динамическая характеристика гидравлических трубопроводов //Теорет. основы инж. расчетов. 1967. № 1. С. 196-205.

77. Пасько П.И. Гидравлика запорно-регулирующих клапанов клеточного типа. //Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. — 2008. Спец. вып. -С. 37-41.

78. Пасько П.И., Бубликов И.А, Плахов А.Г. Оптимизация проточной части затворов обратных методом численного моделирования. //Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2008. - № 3. - С. 46-47.

79. Пасько П.И., Бубликов И.А. Определение пропускной способности осе-симметричного клапана клеточного типа. //Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2008.-№ 4.-С. 86-87.

80. Пасько П.И. Моделирование гидродинамики регулирующего клапана типа «Диск». /Повышение эффективности производства электроэнергии: материалы VI Междунар. конф., 22-23 нояб. 2007 г. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 99-103.

81. Патент Российской Федерации № 2210696. Симонов Б.П., Зарянкин А.Е., Зарянкин В.А. Разгруженный регулирующий клапан. 20.08.2003.

82. Патент Российской Федерации № 2241883. Евсиков В.Е. Клапан осевого потока. 10.12.2004.

83. Патент Российской Федерации № 2243433. Фомченко О.Ф., Ремизов Д.В., Целов А.Б. Регулирующий клапан паровой турбины. 27.12.2004.

84. Патент Российской Федерации № 2250407. Коблев А.Н., Коновалов И.Л., Ушенин A.B. Запорно-регулирующий клапан. 20.04.2005.

85. Патент Российской Федерации № 2253788. Коблев А.Н., Коновалов И.Л., Ушенин A.B. Запорно-регулирующий клапан. 10.06.2005.

86. Патент Российской Федерации № 2255262. Коблев А.Н., Коновалов И.Л., Ушенин A.B. Запорно-регулирующий клапан. 27.06.2005.

87. Патент Российской Федерации № 2260731. Евсиков В.Е. Клапан осевого потока. 20.09.2005.

88. Патент Российской Федерации № 2267680. Евсиков В.Е. Клапан осевого потока. 10.01.2006.

89. Патент Российской Федерации № 2269051. Коблев А.Н. Запорно-регулирующий клапан. 27.01.2006.

90. ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

91. Попов В.Н., Валуева Е.П. Теплообмен и гидродинамика при нестационарном турбулентном течении жидкости в круглой трубе // Тепломассообмен ММФ-92. Минск: Ин-т тепло- и массообмена, 1992. Т. 1.4.1. С. 133-136.

92. Потгер Д. Вычислительные методы в физике. М.; Мир, 1975. - 110 с.

93. Прандтль Л. Гидрогазодинамика. Ижевск; НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000.

94. РД 50-213-80. Правила измерения расхода жидкостей стандартными суживающими устройствами.

95. РД 24.035.05 089. Оборудование теплообменное АЭС. Расчет тепловой и гидравлический.

96. РД 26-07-32-99. Арматура трубопроводная. Методика экспериментального определения коэффициентов сопротивления, коэффициентов расхода и пропускной способности.

97. РД РТМ 26-07-256-84. Расчет и выбор регулирующих клапанов.

98. РД 26-07-269-87. Государственные испытания трубопроводной арматуры. Общие требования.

99. Роботнов Ю.Н. Введение в механику разрушений. М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 1981 г.-80 с.

100. Родионов A.B. Повышение порядка аппроксимации схемы С.К. Годунова. //ЖВМиМФ, 1987, Т. 27.

101. РТМ 108.711.02-79. Арматура энергетическая. Методы определения пропускной способности регулирующих органов и выбор оптимальной расходной характеристики. М.: ЦНИИТМАШ, 1979.

102. Самарский A.A., Попов Ю.П. Разностные методы решения задач газовой динамики. -М.; Наука, 1980.

103. Светлицкий В.А. Механика трубопроводов и шлангов. Задачи взаимодействия стержней с потоком жидкости или воздуха. М.; Машиностроение, 1982.-279 с.

104. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М.; Мир, 1979. -480 с.

105. Седов Л.И. Механика сплошной среды, т. 1. — М.; Наука, 1980.

106. Седов Л.И. Механика сплошной среды, т. 2. — М.; Наука, 1973. 584 с.

107. Скрыпник И.В. Методы исследования нелинейных эллиптических граничных задач. М.: Наука, 1990. 448 с.

108. Справочник по контролю промышленных шумов. Пер. с англ. М., Машиностроение, 1979 г.

109. CT ЦКБА 029-2006 Арматура трубопроводная. Методика экспериментального определения гидравлических и кавитационных характеристик.

110. Уоллис Г. Одномерные двухфазные потоки. М.; Мир, 1972 г. - 326 с.

111. Тейлор Р. Шум. / Под ред. Исааковича М.А. М.; Мир, 1978 г. - 309 с.

112. Уплотнение и уплотнительная техника: Справочник/ JI.A. Кондаков, А.И. Голубев, В.В. Гордеев и др. М.; Машиностроение, 1994 г. 448 с.

113. Трубопроводная арматура, предназначенная для поставки на объекты ОАО «ГАЗПРОМ». Общие технические требования («OTT АРМГАЗ-2006»).

114. Фабер Т.Е. Гидроаэродинамика /Пер. с англ. М.; Постмаркет, 2001. -560 с.

115. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.; Мир, 1991.

116. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.; Наука, 1974. - 712 с.

117. Яблонский A.A., Корейко С.С. Курс теории колебаний. М.; Высш. шк., 1975.-248 с.126ЛЕС 60534-1. «Клапаны регулирующие для промышленных процессов. Часть 1. Термины и определения для регулирующих клапанов. Общие положения».

118. IEC 60534-2-1. «Клапаны регулирующие для промышленных процессов. Часть 2-1. Пропускная способность. Уравнения для расчета и выбора на несжимаемых рабочих средах.

119. IEC 60534-2-4. «Клапаны регулирующие для промышленных процессов. Часть 2: Пропускная способность. Раздел 4: Пропускные характеристики, выбор диапазона регулирования».

120. Chien K.Y. Predictions of channel and boundary-layer flows with a low Reynolds-number turbulence model. AIAA Vol. 20, 1, pp. 33 - 38 (1982).

121. Methodology STAR-CD. Version 3.15. London, Computational Dynamics, 2001.

122. Methodology ANSYS-CFX. Version 10.0. London, Computational Dynamics, 2005.

123. United States Patent. № 3945393. US. Regulating Valve. 23.04.1976.

124. Tahry, S.H. 1983. k-s equation for compressible engine flows, AIAA J. Energy, 7, No. 4, pp. 345-353.