автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Совершенствование методов расчета переходных процессов в системах водоподачи со стабилизаторами давления
Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методов расчета переходных процессов в системах водоподачи со стабилизаторами давления"
На правах рукописи
ГРЕКОВ Дмитрий Михайлович
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ ВОДОПОДАЧИ СО СТАБИЛИЗАТОРАМИ ДАВЛЕНИЯ
Специальность 05.23.16 - Гидравлика и инженерная гидрология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
6 ДЕК 2012
Москва 2012
005056274
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» на кафедре «Насосы и насосные станции»
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Бегляров Давид Суренович
Официальные оппоненты: доктор технических наук
Картвелишвили Леонид Николаевич
кандидат технических наук, доцент Фартуков Василий Александрович
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО "Национальный исследовательский университет "МЭИ'
г||
Защита состоится 24 декабря 2012 года в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» (МГУП) по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова 19, эл. адрес: mailbox@msuee.ru, ауд. 201/1.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО Московского государственного университета природообустройства (МГУП) по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова 19.
Автореферат разослан < > ноября 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент
И.М. Евдокимова
Введение
Актуальность проблемы. В мировой практике накоплен большой опыт проектирования и эксплуатации средств защиты от колебательных процессов в трубопроводных системах. Таких как клапаны сброса воды, разрывные мембраны, гидрозатворы-переливы, системы частотного регулирования приводов насосных агрегатов и стабилизаторы давления.
Согласно эксплуатационному опыту, причинами разрушения трубопроводов в 60% случаев являются: гидравлический удар, перепады давления и вибрации, около 25% приходится на коррозионные процессы, 15% - на природные явления и непредвиденные обстоятельства. По данным Минрегионразвития РФ уровень износа коммунальных сетей и оборудования, в среднем, составляет 65%. Только на трубопроводных системах жилищно-коммунального комплекса России происходит 180 аварий на 100 км теплосетей, 70 аварий на 100 км водопроводов и сетей канализации.
Во время переходного процесса, то есть неустановившегося движения жидкости из-за изменения сечения трубопровода, вызванного перекрытием сечения трубопровода или его открытием, остановкой и пуском насосного агрегата и других элементов трубопроводной системы, сбросом давления и т.д., изменяется скорость движения жидкости. В результате этих процессов возникают волны повышенного и пониженного давления.
Гидравлический удар, колебания и пульсации давления, повышенная вибрация трубопроводов многократно повышают скорость внутренних коррозионных процессов, способствуют накоплению усталостных микротрещин в металле, особенно в местах концентрации напряжений, то есть сварные швы, царапины, задиры, заводские дефекты и др. и являются основными факторами возникновения аварийных ситуаций.
Дальнейшее развитие трубопроводных систем предъявляет высокие требования к безопасности эксплуатации и обеспечения надежности их работы, в связи с изношенностью гидромагистралей и недостаточным финансированием работ по их обслуживанию и перекладке. Использование стабилизаторов давления позволяет обеспечить: снижение аварийности трубопроводов и оборудования на 60 - 80 %; продление срока эксплуатации в 1,5—2 раза; сокращение прямых и косвенных затрат на аварийно-восстановительные работы; снижение эксплуатационных затрат трубопроводных систем. Стабилизаторы
давления окупаются в течение первого года работы при гарантийном сроке эксплуатации - от трех до восьми лет.
Целью работы является научное обоснование применения стабилизаторов давления для защиты напорных водоводов от недопустимых колебаний давления при переходных процессах. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
- осуществить анализ основных зависимостей для расчетов нестационарного движения жидкости в напорных трубопроводах, рассмотреть перспективные средства гашения колебаний давления и выделить главное направление исследований;
- проанализировать методы исследования переходных процессов в напорных системах водоподачи;
- усовершенствовать методику расчета переходных процессов в напорных системах водоподачи в случаях, учитывающих действие стабилизаторов давления;
- разработать алгоритм расчета движения жидкости в стабилизаторе давления и реализовать его в компьютерной программе;
- выполнить расчетно-теоретические исследования случаев переходных процессов для напорных трубопроводов при установке на них стабилизаторов давления с использованием усовершенствованной методики расчета;
- осуществить натурные исследования переходных процессов в системах водоподачи при отключении и регулировании насосных агрегатов с учетом действующих систем защиты;
- на основании проведенных расчетно-теоретических и натурных исследований разработать методы расчетного обоснования параметров пневмостабилизаторов с выносными камерами, позволяющие уменьшить амплитуду колебаний давления в системе водоподачи.
Опыт проектирования и эксплуатации напорных систем водоподачи показал, что в отдельные периоды давление в них может превышать рабочее, причем иногда значительно. Поэтому непременным и важнейшим условием повышения надежности работы напорных трубопроводов следует считать создание эффективных средств борьбы с гидравлическим ударом, рациональную их расстановку на водоводах и правильный подбор последних с учетом технических характеристик используемого оборудования.
В настоящее время нет общих методов расчета переходных процессов для напорных трубопроводов с учетом стабилизаторов давления, позволяющих обеспечивать повышение надежности сооружений и снижение затрат на их эксплуатацию.
Вышеизложенным подтверждается актуальность темы настоящей диссертации.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- усовершенствована математическая модель движения жидкости в стабилизаторе давления с выносными камерами для трубопроводных систем;
установлены зависимости между эффективностью гашения гидравлического удара в системах водоподачи и основными проектными характеристиками стабилизатора давления;
- создана методика расчета переходных процессов, возникающих при аварийных отключениях насосных агрегатов для напорных трубопроводов со стабилизатором давления;
- проведены исследования эффективности стабилизаторов давления по защите напорных водоводов от гидравлических ударов при отключении насосных агрегатов на насосной станции.
Личный вклад автора заключается в усовершенствовании им математической модели и создании алгоритма и программы расчета переходных процессов в напорных системах водоподачи с использованием стабилизаторов давления для гашения гидравлического удара, проведении расчетов на компьютере, разработке рекомендаций по снижению динамических нагрузок на трубопроводы и оборудование.
Практическая ценность работы. Реализация предложенной математической модели в компьютерном программном комплексе позволяет проводить расчеты переходных процессов в напорных водоводах, возникающих при аварийных отключениях насосных агрегатов, с учетом действия стабилизаторов давления для данной конструктивной схемы.
Достоверность результатов исследований обусловлена:
- применением точных теоретических методов анализа и исходных зависимостей, общепринятых в теории исследования переходных процессов;
- использованием современной вычислительной техники;
- большим объемом и достаточной полнотой выполненных расчетно-теоретических исследований, результаты которых подтверждены практическим
применением и сопоставлением с экспериментальнымими исследованиями, проведенными в реальных условиях эксплуатации на насосной станции «Сосновка-4», расположенной в п. Троице-Лыково, г. Москва.
Реализация работы. Результаты исследований позволили разработать предложения по защите напорных водоводов от гидравлического удара и в значительной мере исключить аварии от внутрисистемных возмущений, вносимых работой отдельных элементов самой трубопроводной системы, изменением режима водоподачи, срабатыванием запорной арматуры, аварийном отключении подачи электропитания и т.п.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертации докладывались на заседаниях кафедр «Гидравлика» и «Насосы и насосные станции» а также на научно-технических конференциях МГУП в 2010г., 2011г. и 2012г.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии (194 наименования, 16 на иностранных языках), приложения и содержит 153 страниц текста (включая 2 страницы приложения), 42 рисунка и 3 таблицы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В введении обоснованы актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цель и задачи исследований, научная новизна и определена практическая ценность полученных результатов, а так же приведены сведения о структуре и объеме работы.
В первой главе выполнен обзор научных работ, посвященных причинам возникновения переходных процессов в напорных системах с насосными станциями.
Отмечен значительный вклад известных ученых и специалистов в области гидравлики неустановившегося движения жидкости в напорных трубопроводах: В.М. Алышева, М.М. Андрияшева, Н.В. Арефьева, В.А. Архангельского, H.H. Аршеневского, К.Г. Асатура, В.В. Берлина, В.И. Блохина, В.И. Виссарионова, К.П. Вишневского, И.П. Гинзбурга, JI.C. Геращенко, А.Г. Джаваршейшвили, B.C. Дикаревского, Н.Г. Зубковой, Л.Б. Зубова, С.Н. Карамбирова, H.A. Картвелишвили, Л.Н. Картвелишвили, В.Н. Коваленко, Г.И. Кривченко, Б.Ф. Лямаева, Г.И. Мелконяна, А.В.Мишуева, М.А. Мосткова, Л.Ф. Мошнина, Г.Л. Небольсина, Л.В. Полянской, А.Н. Рожкова, АЛ. Сурина, Е.Т. Тимофеевой, В.А. Фартукова, И.А.
Чарного и др. За рубежом наиболее значительные работы в области теории гидравлического удара выполнены: Л. Аллиеви, Р. Ангусом, Л. Бержероном, Г. Еванжелисти, Р. Леви, Д. Пармакином, В. Стритером, Д. Фоксом, X. Христовом, О. Шнидером и многими другими.
Указывается, что при плановых и аварийных остановках, изменении частоты вращения насосных агрегатов, закрытии запорной арматуры, заполнении трубопроводов водой возникают переходные процессы, которые влияют на повышение давления в напорных системах водоподачи, в результате чего возникает гидравлический удар в трубопроводе. Приведены уравнения, описывающие неустановившееся движение жидкости в напорных трубопроводах при гидравлических и механических переходных процессах. Для решения задач, связанных с неустановившемся движением жидкости, используются различные методы определения, такие как графический, метод сеток и метод характеристик, для реализации которых применяется компьютер.
В данной работе предлагается численный метод решения уравнений на равномерной расчетной сетке с постоянными шагами. Согласно принятой схеме (рисунок 1), значения напоров и скоростей в точке РОУ) на .¡-ом временном слое и г'-ой точке трубопровода определяются как результат взаимодействия прямой и обратной характеристик, выходящих из точек Я и Б.
Дифференциальные уравнения заменяются их разностными аналогами первого порядка точности на прямой и обратной характеристиках:
и и , а( \ ^Г'-'.У-'а л
Я,,, - Я,..,+ - (у,. - V,..,) + -!-^ Ах = О,
и 11 а( \ ^ Г'+1 К+1,У-1 л л ^
Решая совместно уравнения (1), нами были получены формулы для определения значений напоров и скоростей в точке РСу):
X
»,4
1
Рассмотрен вопрос об определении скорости распространения волн в зависимости от транспортируемой по трубопроводу жидкости, материала труб соотношения между толщиной стенки и диаметром.
С методической точки зрения наиболее строгими и, наиболее точно отражающими физическую сущность процесса, являются формулы по определению скорости распространения волны гидравлического удара, основанные на рассмотрении изменения массы гидросмеси в элементарном отсеке трубопровода.
Во второй главе рассматриваются мероприятия, направленные на предотвращение повышения давления в напорных коммуникациях насосных станций.
Для защиты от недопустимого повышения давления в трубопроводах напорной системы применяются различные средства защиты: воздушно-гидравлические колпаки, воздушно-гидравлические колонны, упругие демпферы, вантузы для впуска и защемления воздуха, разрывные мембраны и т. д. Однако универсальных средств защиты для различных напорных систем и для всех случаев переходных процессов нет. При выборе средств, обеспечивающих снижение в необходимых пределах давления при переходных процессах, необходимо руководствоваться, прежде всего, тем, чтобы принимаемые средства были надежными, простыми и дешевыми.
Стабилизаторы давления являются одним из современных средств гашения волновых процессов в трубопроводных системах. Они позволяют, значительно снизить амплитуду пульсации давления, повысить надежность трубопроводов и защитить от разрушений силовые установки и запорную арматуру. Отличительной особенностью стабилизаторов колебаний давления является то, что они не изменяют форму трубопровода и имеют малое гидравлическое сопротивление. Стабилизаторы давления можно разделить на две группы: с пассивными элементами и с активными элементами, для функционирования которых нужен внешний источник энергии. Работа стабилизатора давления и его эффективность зависят от его параметров и проектных характеристик. В разделе приведен обзор формул для определения рабочих параметров стабилизаторов давления.
В третьей главе, в соответствии с поставленными задачами исследований, приведены результаты разработки методики расчета движения свободной жидкости в стабилизаторе давления с выносными камерами.
Конструктивно, пневмостабилизатор состоит из жидкостной и газовой полостей, разделенных упругой мембраной или иным упругим элементом. Конструкция стабилизатора представлена на рисунке 2 и принята в качестве расчетной схемы.
В исходном состоянии в газовой камере создается давление ра, уравновешивающее давление в трубопроводе, и разделительные элементы находятся в положении, принятом в качестве начального х1 = 0. Процессы сжатия-расширения воздуха в газовой полости считаются изотермическими, следовательно, состояние воздуха определяется уравнением:
Р0-£-5р=сот1 = С', (3)
где ро - давление в начальный момент времени; Бр - площадь поверхности разделительного элемента, равная площади поперечного сечения газовой полости;
£ - длина газовой камеры.
Как только давление в трубопроводе повышается, в жидкостную камеру поступает количество воды, смещающее уже имеющийся объем воды на х2, а разделительные элементы на величину х, (рисунок 1).
После сжатия объем газовой полости станет равным:
К = (4)
Газ сжимается изотермически, поэтому, с учетом (3) имеем:
= (5)
Отсюда давление сжатия газовой полости может быть представлено как
Р=р%-Х1у <6>
Тогда упругая сила, с которой газ в полости стремится вернуть разделительный элемент с жесткостью С2 в положение равновесия, будет равна
Рупр = Пгп [р - Ро )$р = ПгпС2Х, + ^^ = Пгп
г С л
V ^ Х1У
*1> (7)
где С, - р0 ■ ) является константой состояния воздуха в газовой полости.
Движение жидкости через перфорационные отверстия сопровождается диссипацией кинетической энергии, и жидкость будет испытывать сопротивление своему движению.
Если отверстие одно, то сила сопротивления Рпер вычисляется по формуле
^пер ~ ^перО-пер ~~ ^ пер^пер^пер , (8)
где ^пер - коэффициент гидравлического сопротивления; О-пер - расход
жидкости через перфорационные отверстия; ^пер -средняя скорость течения
через перфорационные отверстия; ®пер - общая площадь перфорационных отверстий.
Кроме того, роль диссипативного элемента играет также и патрубок, который соединяет две части жидкостной полости. Сила гидравлического
Г — 2 2
сопротивления патрубка гпат —5патСйпатЛ>пат- при числе патрубков ппат\
^пат ^пат** пат^пат^пат'
В качестве допущения было принято, что в результате оттока и притока жидкости через перфорационные отверстия смещения разделительных элементов относительно начального равновесного положения будет незначительным. Следовательно, можно было пренебречь изменением массы жидкости в жидкостной полости и принять, что масса жидкости является величиной постоянной. Процесс сжатия и расширения в газовой полости был принят изотермическим.
Тогда, в соответствии с принципом Д'Аламбера уравнение движения жидкости в жидкостной полости приняло вид:
с12Х2
Рупр + Рпер + рпат = -т —Г, (9)
где х2- смещение массы жидкости от положения равновесия; т-масса жидкости в жидкостной полости.
Подставив в (8) выражения для Рупр и Рпер приведем уравнение движения жидкости к виду:
и
т-
(1 х.
¿а
2 ^пер^пер^пер ^пат^пат^папУпат ^гп
г С л
с,+ 1
V
1-х
1 У
_0'(Ю)
За время А/ через перфорационные отверстия протечет объем жидкости, равный:
"пер' пер"" ~~ 2,
где 7? - радиус трубопровода; Ь - длина стабилизатора. Отсюда
(П)
V =
пер
2лЯЬ Ах2 _ 2пКЬ сЬс2
со„
Дг
Ж
пер пер
Применительно к патрубку равенство (8) примет вид п___СО___V___& =
пат пат пат
2 •
Отсюда
2 лЯЬ Дх,
ппптсо„пт Д/
пат пат
2 лЯЬ йхг
(12)
(13)
(14)
где со„ат и — площадь поперечного сечения патрубка и средняя по сечению скорость движения жидкости по патрубку.
Подставив (9) и (11) в (8), и учитывая знак первой производной (скорости движения) во втором члене было получено уравнение в виде:
(¡2х.
+ я/,)2
Л
с1хг сЬс2
Л ¿1
■ + п,
' С Л
V
Ч У
_0-(15)
Объем жидкости, перетекший из трубопровода в стабилизатор, далее перетекает через патрубок в ту часть жидкостной полости, которая примыкает к разделительным элементам и смещает их. Из условия сохранения массы имеем:
27еЯ£Д'л:2= пгпБрДх,. (16)
Отсюда
2пШ
(17)
X, =
-
^гп р
Подставив (17) в (15) и поделив (15) на т, мы получили уравнение движения жидкости в стабилизаторе
¿2хг 4 (лКЬ)2 Л2 +
777
сЬс,
Л
с1х2
2яЛ1
8рт
С2+-
С,
2 яЯЬ "г,5/ ;
Х2~°- (18)
Из расчетной схемы стабилизатора (рисунок 2) следует
(19)
Следовательно, величина ограничена сверху
х2 <•-
2яИ '
(20)
Допустим, что смещение жидкости в стабилизаторе достаточно мало, т.е.
2тгЯЬ
Пгп5р
"2 «1 и принимаем
Л
= V
ср .
Тогда уравнение (18) станет линейным, допускающим точное решение
с12Х2 4 (яЯЬ)2
аг
■+
771
.У + -
пер
п„
\ пат /
Введем обозначения: ,2 /
сЫ-, 2пШ
У™—~ +-
Л 5„777
2 I
хг (21)
а
_ 4 {яШ)2
т
?2 2лШ
Брт
Решение уравнения (21) зависит от дискриминанта
ЧтЬ'
Если дискриминант отрицателен то решение примет вид х2 = е'05а1 [А собО*) + В эт(;к)],
где
У = ,
(22)
(23)
Константы А и В определяются из начальных условий.
Из (23) следует, что колебания жидкости в стабилизаторе будут затухающими, т.е. стабилизатор будет гасить возникающие в трубопроводе вибрации.Запишем (21)полностью
2 (яК£)3
/
т
У
+ -
пер
V2 -О 5
С2+^-|<0.
(25)
пат J ~ р
Из неравенства следует условие колебательного движения жидкости в жидкостной камере
1 ^д!^«
т
\
■?„„„ +' пер
пат /
ср .
(26)
Если дискриминант равен нулю, то решение примет вид
х2=е-°-5са(Л + В^. (27)
Для начальных условий типа (24) постоянные А и В примут значения:
^ - Х20 —
гп р
2 лЯЬ
МО'
ппЯЬЗ^ В = —-р-
т
5 пер +
V
\РХ ю-
(28)
пат /
Условие апериодического затухающего движения в жидкостной камере имеет вид:
1 ( СЛ 2(я^)3
ч+ 2 -
ч 1
т
5пер +
СР
(29)
пат /
В случае положительного дискриминанта условие апериодического затухающего движения имеет вид:
' п Л _ 2(лЯЬ)3 (_ ,
(30)
1
Г
т
V
ср.
'р \ " / "" \ «дт J
Уравнение (18) представляет собой нелинейную модель стабилизатора. Его аналитическое решение можно получить численными методами, не прибегая к линеаризации. На интервале / е введем разностную сетку с постоянным
шагом А1. Положим х2=х и заменим первую и вторую производные их разностными аналогами
Аналоги первой и второй производных имеют первый и второй порядок точности, соответственно.
Подставив (31) в (18), получили явное разностное уравнение первого
порядка точности для определения х^ на шаге]+1 по времени
xj+\ ~ ^xj xj-1 2 nRL{At)
A(nRL)2{kt)
m
nep
+
Spm
X]-xjAxJ-xJ-)+
C2 +
C,
„ ItzRL I--x,
Пгп$р J
xj.
(32)
nznSp
nenSp
Начальные условия запишутся в виде: хо
Пусть на жидкость в стабилизаторе со стороны трубопровода действует сила P(t), зависящая от времени. Тогда вместо (18) уравнение движения жидкости в стабилизаторе примет вид:
d2x2 4 {nRLf dt2 + т
Srep+:
dx-,
dt
dxA 2nRL
dt J Spm
C+_
2 . 2 nRL
n„S„
гп p у
P(0
*-> =-• (33)
m v'
"•j*1
На той же самой разностной сетке получим
С2+-
С,
Pit,)
(34)
л,
где Ц - отношение площади боковой поверхности перфорированного участка трубы к площади поверхности разделительного элемента
Нами был проведен расчет свободного движения жидкости в стабилизаторе. Расчеты показали, что линейная модель существенно занижает время загасания колебаний. Очевидно, что это было связано с выбором средней скорости. На частоту колебаний линеаризация уравнения движения жидкости заметного
влияния не оказывает, так как в течение всего времени расчета выполнялось
2 кШ
условие г. х2 <<: * .
гп р
Расчет переходных процессов в трубопроводе с учетом пневмостабилизатора осуществлялся путем совместного решения уравнений (1) и (18). Сам пневмостабилизатор помещался в узел расчетной сетки. Так как объемы воды в трубопроводе значительно превышают объемы воды в пневмостабилизаторе, то инерционным членом в (1) можно пренебречь. Расчетная схема совместной работы трубопровода и пневмостабилизатора приведена на рисунке 3.
Пневмостабилизатор помещен в узел /. Таким образом, узел / можно представить как соединение, состоящее из трех ветвей. Первая ветвь - участок (/1, г) трубопровода; вторая ветвь - участок (г, ¡+1) трубопровода; третья ветвь -пневмостабилизатор. В соединении напор должен быть одинаковым для всех трех ветвей. Кроме того, должно выполняться уравнение неразрывности, которое в данном случае примет вид:
(35)
где Сй\ > со2 у — площади сечений первой, второй и третьей ветвей;
у1>у2'уз "скорости течения воды в первой, второй и третьей ветвях в конце
интервала ®з — суммарная площадь перфорационных отверстий; Vз —
скорость течения воды через перфорационную поверхность.
Обычно, скорость (или расход), направленная к соединению, считается положительной, а от Соединения — отрицательной.
Величина V, определяется по прямой характеристике (1)
V, = ví_llУ_1 --{Н^-Н,^)--!-^-А/. (зб)
Величина v2 определяется по обратной характеристике (1)
ё(тт тт \ ^ Г(+1,У-1 Г'+и-1 А<
^ = +Цни -^-&. (37)
Величина Vз определяется по следующей характеристике:
Если
2 лЯЬ
#„. - - П,
АЪз
С2 +
С,
е-х.
пер
1-Х
1 /
х\ < ® (давление в узле меньше давления в
газовой полости), то жидкость втекает в соединение, и величину V3 в (35) надо брать со знаком плюс. Величины VI и у2 в (35) следует брать со знаком минус.
В практических расчетах в (35) можно перейти к положительным значениям расходов (скоростей), если принять, что для соединения, состоящего из трех ветвей, наибольшее по абсолютной величине значение расхода в любой ветви, равно сумме абсолютных величин расходов в двух других ветвях.
Подставив величины V,, у2 и у3 в (35) получим нелинейное уравнение относительно Нц. Уравнение решается приближенно, методом последовательных приближений. Значения V, и у2 определяются путем подстановки Щ в (36) и (37). Тем самым находятся граничные значения напора и скоростей в узле установки пневмостабилизатора, необходимые для расчета переходных гидравлических процессов в напорном трубопроводе с учетом пневмостабилизатора.
За время Д? через перфорационные отверстия протечет объем жидкости, равный Д™ = ^пер^^ • За это же время разделительные поверхности,
перемещаясь, сформируют суммарный объем Ди'= ■
Тогда смещение разделительной поверхности в каждой газовой полости может быть определено по формуле
(39)
На следующем шаге по времени упругая сила сжатого воздуха в газовой полости будет рассчитываться по новому значению смещения разделительной поверхности в газовых полостях.
В качестве примера в диссертации был рассмотрен переходный процесс, возникающий при отключении электричества в системе подачи воды в напорном трубопроводе, состоящем из насосного агрегата, оборудованного обратным
клапаном и пневмостабилизатором, помещенным в первый узел расчетной схемы (рисунок 3). Для расчетов использовалось полученное уравнение для определения
Ни-'
а со.
ga>2
Ч
Г г
2nRL
Abs
2d
+
f Г \
Snep+-
Ч Ч
//
(40)
Для проведения расчетов по изложенной методике была разработана компьютерная программа. Блок-схема алгоритма приведена на рисунке 4. В качестве языка программирования был использован язык программирования высокого уровня Delphi 7. Результаты расчетов в виде графиков давления в узле установки пневмостабилизатора приведены на рисунке 5. На этом же рисунке приведены результаты экспериментальных исследований совместной работы системы водоподачи и пневмостабилизатора.
Расчеты показали, что пневмостабилизатор является эффективным средством гашения колебаний давления при переходных процессах, возникающих в напорном трубопроводе при отключении электроэнергии. В данном случае применение пневмостабилизатора позволило уменьшить амплитуду колебания давления в напорном трубопроводе, примерно, в 1,5-2 раза.
В четвертой главе представлены результаты проведенных автором натурных исследований характера протекания переходных процессов в насосных станциях.
Натурные исследования позволяют лучше всего проверить практическую приемлемость проводимых на напорных системах усовершенствований для обеспечения надежности и эффективности их работы и судить о достоверности результатов, полученных путем проведения расчетов. В задачи натурных исследований входило: установить характер протекания переходных процессов в насосной станции; выявить влияние стабилизатора давления на протекание переходных процессов в напорных коммуникациях; определить эффективность
стабилизатора давления как средства борьбы с пульсациями давления и гидравлическим ударом.
Выбор объекта натурных исследований проводился с учетом наиболее полной укомплектованности насосной станции необходимым оборудованием и трубопроводной арматурой. На основании этого была выбрана гидросистема насосной станции «Сосновка-4», расположенная в п. Троице-Лыково, г. Москва.
Исследуемая система была оборудована двумя сетевыми насосами типа ВЬ 80/170-30/2, из которых одновременно работал один насос. Давление в напорном коллекторе 0,45 - 0,55 МПа. Схема расположения насосных агрегатов и основных водоводов насосной станции представлена на рисунке 6.
Инфраструктура гидросистемы станции была спроектирована по закольцованной схеме и включала насосную группу и оборудование трубной обвязки контура системы водоснабжения с диаметрами трубопроводов от 57 мм до 159 мм. Характеристики системы водоснабжения: два магистральных трубопровода диаметром - 159 мм, разветвленные на три направления на выходе из станции; перепад высот - не более 25 м; протяженность трубопровода -3000 м; количество одновременно работающих насосов - 1; рабочее давление -0,5 МПа; максимальный расход - 170 м3/час.
Исследования проводились с использованием современных методик замеров. В главе приводятся технические характеристики использованной измерительной аппаратуры и оборудования. Комплекс состоял из: 8-канального переносного анализатора спектра А17-Ш производства ООО «Электронные технологии и метрологические системы - ЗЭТ» СКБ ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических измерений» (ВНИИФТИ); датчиков избыточного давления 1503 производства фирмы РСВ (США).
Выполненная оценка точности измерения показала, что величины находятся в приемлемом диапазоне: 3,1% ...13,3%, это позволяет говорить о достоверности результатов. На рисунке 5 показаны кривые изменения давления в напорной линии при аварийном отключениии насоса 1. Видно, что при отсутствии средств защиты на насосной станции происходил гидравлический удар с амплитудой 0,7 МПа.
Выполненные нами эксперименты показали, что установка стабилизаторов давления (рисунок 7) позволила снизить амплитуды колебаний давления: в системе водоподачи в 2,1-2,2 раза.
На рисунке 5 приводятся результаты расчетов, выполненых с использованием методики разработанной автором и их сопоставление с результатами экспериментов, отклонение составляет 5%.
Заключение
1. Выполненный анализ изученных автором научных материалов показал, что переходные процессы в системах водоподачи насосных станций могут сопровождаться существенными отклонениями параметров от значений, соответствующих рабочим режимам, что, в особенности, относится к давлению в трубопроводах и насосах. Значительное изменение этих параметров приводило к нарушению нормального режима эксплуатации напорных систем, преждевременному выходу из строя их отдельных элементов, а иногда и авариям.
Анализ отечественного применения средств защиты от гидравлического удара, показывал, что эта проблема не решена окончательно и требует своего дальнейшего рассмотрения. В работе показано, что одним из современных средств гашения волновых процессов в трубопроводных системах являются стабилизаторы давления.
Рассмотренные автором материалы позволили обобщить опыт эксплуатации стабилизаторов давления и судить о возможности выбора и использования различных конструкций для напорных систем водоподачи насосных станций с различными параметрами.
2. В соответствии с поставленными задачами исследований была разработана методика, учитывающая все основные факторы, влияющие на переходные процессы при установке стабилизаторов давления с выносными камерами.
Получено уравнение движения жидкости (18) в стабилизаторе давления с выносными камерами.
3. Для проведения расчетов по изложенной методике была разработана компьютерная программа.
Движение жидкости в стабилизаторе следует рассчитывать по нелинейной модели, так как линейная модель, которую используют во многих случаях, может дать неверные результаты (занижает время затухания колебаний).
Граничные значения напора и скоростей в узле установки пневмостабилизаторов, необходимые для расчета переходных гидравлических процессов в напорном трубопроводе с учетом данных средств защиты, могут быть
определены по зависимостям, предложенным автором диссертации (36, 37, 38, 40).
4. Натурные исследования на гидросистеме насосной станции «Сосновка-4» в районе п. Троице-Лыково г. Москва показали, что при отсутствии на напорном трубопроводе насосной станции средств противоаварийной защиты происходит гидравлический удар, приводящий к скачку давления в диапазоне от 0,32 до 0,58 МПа, что, при определенных условиях, может привести к порывам и разрушениям участков трубопровода.
Натурные эксперименты показали, что установка стабилизаторов давления позволила снизить амплитуды колебаний давления в системе водоподачи в 2,1-2,2 раза и привести к более быстрому затуханию волновых процессов за счет изменения знакопеременных ударных нагрузок на более плавные, растянутые во времени. В качестве средства защиты на насосной станции был выбран отечественный стабилизатор давления СДТ 16-150, поскольку данная модель стоит меньше своих западных аналогов и работает автономно без внеших источников энергии.
5. Проведенными автором расчетными и экспериментальными исследованиями было установлено, что пневмостабилизатор является эффективным средством гашения колебаний давления при переходных процессах, возникающих в напорном трубопроводе при отключении электроэнергии. Применение пневмостабилизатора позволило уменьшить амплитуду колебания давления в напорном трубопроводе в 2,2 раза.
С установкой в контур гидросистемы стабилизатора давления происходит снижение амплитуды пульсации с 0,05 МПа до 0,03 МПа и сглаживание даже сравнительно небольших скачков давления на переходных режимах.
6. Сопоставление расчетных экспериментальных данных с результатами натурных исследований дало удовлетворительный результат, это позволило автору сделать вывод о возможности практической применимости предлагаемого метода расчета.
Форма представления результатов расчета (рисунок 5) дала возможность оценить колебания параметров переходных процессов и проверить правильность времени переходного процесса принятого для расчета.
Разработанная математическая модель для расчетов волновых процессов, позволяет аналитически определить параметры гидроудара, повысить безопасность систем водоподачи, продлить срок службы и обеспечить планово-
предупредительную работу по замене изношенных трубопроводов и оборудования.
Таким образом в диссертационной работе решен комплекс вопросов по усовершенствованию методов расчета переходных процессов с учетом влияния на них стабилизаторов давления.
Результаты диссертационной работы нашли свое практическое применение в следующих организациях: Федеральная Служба Охраны Российской Федерации, ИООО «Зарубежэнергопроект-Минск».
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Греков Д.М. Применение стабилизаторов давления для защиты напорных водоводов от гидравлического удара [Текст] / Д.М. Греков / Безопастность гидротехнических сооружений: Материалы Международной научной конференции / Социально-экономические и экологические проблемы сельского и водного хозяйства. - М. 2010. — с. 83-92.
2. Греков Д.М. Расчет движения жидкости в стабилизаторе давления [Текст] / Д.М. Греков / Природообустройство. - 2012. - № 1-е. 68-72.
3.Греков Д.М. Моделирование движения жидкости в стабилизаторе давления с выносными камерами [Текст] / Д.С. Бегляров, Д.М. Греков / Природообустройство. - 2012. - № 5 - с. 63-66.
4. Греков Д.М. Экспериментальные исследойания переходных процессов на насосной станции Троице-Лыково [Текст] / Д.С. Бегляров, Д.М. Греков, М.И. Егоров / Мелиорация и водное хозяйство. - 2012. -№ 3. - с. 10-12.
Рисунок 2 - Расчетная схема стабилизатор с выносными камерами:
1 - корпус стабилизатора; 2 - перфорированный трубопровод; 3 - жидкостная полость; 4 - газовые полости; 5 - разделительные элементы; 6 -патрубок; 1 - длина воздушной камеры в начальный момент времени; X]- смещение разделительного элемента; х2- смешение жидкости в жидкостной камере
Рисунок 1 - Схема определения параметров переходных процессов методом характеристик
Рисунок 3 - Расчетная схема
Нет
Остановка Да
Вычисление скорости вращения рабочего колеса и пересчет характеристик насосного агрегата
Вычисление граничных
условий для пневмостабилизатора с учетом трех ветвей
Вычисление граничных
условий для пневмостабилизатора с учетом второй и третьей ветвей
У
Вычисляются характеристики движения воды в трубопроводе (скорость, напор и давление) на новом временном слое
Рисунок 4 - Блок-схема программы расчета переходных процессов
0,70 0,65 0,60 0,55 £ 0,50 2 0,45 0,40
и
I 0,35 1 0,30 § 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,0
200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215
Время I, с
Рисунок 5 - Сопоставление расчетных данных с результатами натурных исследований:
— график результатов расчетов давления без пневмостабилизатора;
............ кривая изменения давления на напорном трубопроводе при аварийном
отключении насоса 1 без установки стабилизатора;
— график результатов расчетов давления с установленным пневмостабилизатором;
-----кривая изменения давления на напорном трубопроводе при аварийном
отключении насоса 1 при установленных стабелизаторах.
стабилизаторами давления СДТ 16-150 и местами установки датчиков давления для проведения исследований
Условные обозначения: И Вентиль (клапан) запорный проходной; ►< клапан обратный проходной;
[><} насос циркуляционный марки ВЬ 80/170-30/2; -0 манометр
(место установки датчика давления); (о) фильтр-грязевик с магнитной ловушкой; СП теплообменник.
Рисунок 7 - Стабилизаторы давления СДТ 16-150
Московский государственный университет природообустройства (МГУП)
Зак. № 676 Тираж 100
Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Греков, Дмитрий Михайлович
Условные обозначения.
Введение.
1 Современное состояние теории переходных процессов в напорных системах водоподачи.
1.1 Причины возникновения переходных процессов в напорных системах водоподачи.
1.2 Определение скорости распространения волны гидравлического удара.
1.3 Уравнения, описывающие переходные процессы в напорных системах водоподачи с насосными станциями.
2. Мероприятия по снижению давления в напорных системах водоподачи.
2.1 Существующие средства гашения колебаний давления в трубопроводных системах.
2.2 Конструкция стабилизаторов давления для систем водоподачи.
2.2.1 Пневмастабилизаторы давления.
2.2.2 Стабилизаторы давления с упругими камерами.
2.2.3 Стабилизаторы давления с упругими сильфонами.
2.3 Существующие зависимости для определения параметров стабилизаторов давления.
3 Особенности расчета движения свободной жидкости в стабилизаторе давления с выносными камерами.
3.1 Обобщенная математическая модель стабилизатора.
3.2 Линейная модель стабилизатора давления.
3.3 Свободные колебания жидкости.
3.4 Апериодическое движение жидкости.
3.5 Нелинейная модель стабилизатора давления.
3.6 Вынужденное движение жидкости в стабилизаторе.
3.7 Расчет движения жидкости в стабилизаторе давления.
3.8 Методика расчета переходных процессов, с учетом пневмостабилизатора.
4 Экспериментальные исследования переходных процессов в напорных системах водоподачи.
4.1 Описание объекта, принятого для проведения исследований.
4.2 Исследования стабилизаторов давления для предотвращения гидравлических ударов в реальных условиях эксплуатации систем водоснабжения.
4.3 Оценка ошибок измерений.
4.4 Сопоставление результатов расчетов с результатами натурных экспериментов.
Введение 2012 год, диссертация по строительству, Греков, Дмитрий Михайлович
Актуальность проблемы. Развитее трубопроводных систем предъявляет высокие требования к безопасности их эксплуатации и обеспечения надежности работы, в связи с их изношенностью и недостаточным финансированием проведения работ по их обслуживанию и перекладке.
Во время переходного процесса (неустановившегося движения жидкости) из-за изменения сечения трубопровода (вследствии перекрытия сечения трубопровода или его открытия), остановки и пуска насосного агрегата и других элементов трубопроводной системы, сбросе давления и т.д. изменяется скорость движения жидкости. В результате этих процессов возникают волны повышенного и пониженного давления.
Возникновение и высокоскоростное (около 1300 м/с) распространение волн повышенного давления, в несколько раз превышающее рабочее давление, часто носит характер гидравлического удара.
Гидравлические удары, колебания и пульсации давления, повышенная вибрация трубопроводов многократно повышают скорость внутренних коррозионных процессов, способствуют накоплению усталостных микротрещин в металле, особенно в местах концентрации напряжений (сварные швы, царапины, задиры, заводские дефекты и др.) и являются основным фактором возникновения аварийных ситуаций.
В результате возникновения гидравлического удара, как правило, происходят прорывы в наиболее ослабленных местах трубопроводной системы, которая вследствие износа не способна выдерживать динамические нагрузки ударного характера.
Согласно эксплуатационного опыта, причинами разрушения трубопроводов в 60% случаев являются гидравлические удары, перепады давления и вибрации, около 25% приходится на коррозионные процессы, 15% на природные явления и непредвиденные обстоятельства.
По данным Минрегионразвития РФ уровень износа коммунальных сетей и оборудования, в среднем, составляет 65%. Только на трубопроводных системах жилищно-коммунального комплекса России происходит: 180 аварий на 100 км теплосетей; 70 аварий на 100 км водопроводов и сетях канализации.
В мировой практике накоплен большой опыт по проектированию и эксплуатации средств защиты от колебательных процессов на гидромагистралях. Усилия научной и инженерной мысли направлены на поиск способов минимизации разрушающего воздействия на трубопроводы волновых и вибрационных процессов, а также создания устройств, обеспечивающих решение этой задачи (аккумуляторы давления, гасители колебаний различных типов, клапаны сброса, обратные клапаны и т.д.).
Установка на напорных трубопроводах средств защиты от гидравлического удара и пульсаций давления предусмотрена нормативными документами: Строительными Нормами и Правилами (СниП), Руководящими Документами (РД), Правилами Технической Эксплуатации (ПТЭ), однако на ряде существующих насосных станций надежные и высокоэффективные средства защиты отсутствуют или работают не эффективно.
Использование стабилизаторов давления в качестве средств противоаварийной защиты обеспечивает:
- снижение аварийности трубопроводов и оборудования на 60-80 %; продление срока эксплуатации, даже сильно изношенных, трубопроводных систем в 1,5-2 раза от остаточного ресурса; сокращение прямых и косвенных затрат на аварийно-восстановительные работы;
- снижение эксплуатационных затрат трубопроводных систем; проведение ремонтов трубопроводных систем в планово-предупредительном режиме.
Стабилизаторы давления обладают минимальными массогабаритными характеристиками. Они технологичны в изготовлении, энергонезависимы, обладают мгновенным быстродействием (не более 0,005 сек.), не создают дополнительного гидравлического сопротивления и не требуют технического обслуживания в процессе эксплуатации, легко монтируются в трубопровод, одинаково эффективно гасят гидравлические удары, волновые и вибрационные процессы как в аварийном, так и в штатном режиме работы трубопровода, реагируя как на провалы давления, так и на гидравлические удары. Стабилизаторы давления окупаются в течение первого года работы, при гарантийном сроке эксплуатации от трех до восьми лет.
Целью работы является научное обоснование применения стабилизаторов давления для защиты напорных водоводов от недопустимых колебаний давления при переходных процессах. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи: осуществить анализ основных зависимостей для расчетов нестационарного движения жидкости в напорных трубопроводах, рассмотреть перспективные средства гашения колебаний давления и выделить главное направление исследований;
- проанализировать методы исследования переходных процессов в напорных системах водоподачи;
- создать методику расчета переходных процессов в напорных системах водоподачи в случаях, учитывающих действие стабилизаторов давления;
- разработать алгоритм расчета движения жидкости в стабилизаторе давления и реализовать его в компьютерной программе;
- выполнить расчетно-теоретические исследования случаев переходных процессов для напорных трубопроводов при установке на них стабилизаторов давления с использованием усовершенствованной методики расчета;
- осуществить натурные исследования переходных процессов в системах водоподачи при отключении и регулировании насосных агрегатов с учетом действующих систем защиты;
- на основании проведенных расчетно-теоретических и натурных исследований разработать методы расчетного обоснования параметров пневмостабилизаторов с выносными камерами, позволяющие уменьшить амплитуду колебаний давления в системе водоподачи.
Опыт эксплуатации напорных систем водоподачи показал, что в отдельные периоды давление в них может превышать рабочее, причем иногда значительно. Непременным и важнейшим условием повышения надежности работы напорных трубопроводов следует считать создание эффективных средств борьбы с гидравлическим ударом, рациональную их расстановку на водоводах и правильный подбор последних с учетом технических характеристик используемого оборудования.
В настоящее время нет общих методов расчета переходных процессов для напорных трубопроводов с учетом стабилизаторов давления, позволяющих обеспечивать повышение надежности сооружений и снижение затрат на их эксплуатацию.
Вышеизложенным подтверждается актуальность темы настоящей диссертации.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- усовершенствована математическая модель движения жидкости в стабилизаторе давления с выносными камерами для трубопроводных систем; установлены зависимости между эффективностью гашения гидравлического удара в системах водоподачи и основными проектными характеристиками стабилизатора давления;
- создана методика расчета переходных процессов, возникающих при аварийных отключениях насосных агрегатов, для напорных трубопроводов со стабилизатором давления;
- проведены исследования эффективности стабилизаторов давления по защите напорных водоводов от гидравлических ударов при отключении насосных агрегатов на насосных станциях.
Личный вклад автора заключается в усовершенствовании им математической модели и создании алгоритма и программы расчета переходных процессов в напорных системах водоподачи с использованием стабилизаторов давления для гашения гидравлического удара, проведении расчетов на компьютере, разработке рекомендаций по снижению динамических нагрузок на трубопроводы и оборудование.
Практическая ценность работы. Реализация предложенной математической модели в компьютерном программном комплексе позволяет проводить расчеты переходных процессов в напорных водоводах, возникающих при аварийных отключениях насосных агрегатов, с учетом действия стабилизаторов давления для данной конструктивной схемы.
Достоверность результатов исследований обусловлена:
- применением точных теоретических методов анализа и исходных зависимостей, общепринятых в теории исследования переходных процессов;
- использованием современной вычислительной техники;
- большим объемом и достаточной полнотой выполненных расчетно-теоретических исследований, результаты которых подтверждены практическим применением и сопоставлением с экспериментальнымими исследованиями, проведенными в реальных условиях эксплуатации на насосной станции «Сосновка-4», расположенной в п. Троице-Лыково, г. Москва.
Реализация работы. Результаты исследований позволили разработать предложения по защите напорных водоводов от гидравлического удара и в значительной мере исключить аварии от внутрисистемных возмущений, вносимых работой отдельных элементов самой трубопроводной системы, изменением режима водоподачи, срабатыванием запорной арматуры, аварийном отключении подачи электропитания и т.п.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертации докладывались на заседаниях кафедр «Гидравлика» и «Насосы и насосные станции» а также на научно-технических конференциях МГУП в 2010г., 2011г. и 2012г.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии (194 наименования, 16 на иностранных языках), приложения и содержит 153 страниц текста (включая 2 страницы приложения), 42 рисунка и 3 таблицы.
Заключение диссертация на тему "Совершенствование методов расчета переходных процессов в системах водоподачи со стабилизаторами давления"
Выводы по главе 4
1. При отсутствии на насосной станции средств противоаварийной защиты происходит кратковременный гидравлический удар, приведший к скачку давления в диапазоне от 0,32 до 0,58 МПа, что, при определенных условиях, может привести к прорывам и разрушениям участков напорного трубопровода.
2. В качестве средства защиты на насосной станции был выбран стабилизатор давления СДТ 16-150, т. к. данная модель является российской разработкой, стоит меньше своих западных аналогов и работает автономно без внеших источников энергии.
3. С установкой в контур стабилизатора давления происходит снижение амплитуды пульсации с 0,05 МПа до 0,03 МПа и сглаживание даже сравнительно небольших скачков давления на переходных режимах.
4. Эксперимент показал, что установка стабилизаторов давления позволила снизить амплитуды колебаний давления в системе водоснабжения в 2,1-2,2 раза и привести к более быстрому затуханию волновых процессов за счет изменения знакопеременных ударных нагрузок на более плавные, растянутые во времени.
5. Разработанная методика расчета переходных процессов дает результаты, удовлетворительно совпадающие с экспериметальными данными, и может быть использована для оценки влияния пневмостабилизаторов на переходные процессы в системах водоподачи.
6. Расчетными и экспериментальными исследованиями установлено, что пневмостабилизатор является эффективным средством гашения колебаний давления при переходных процессах, возникающих в напорном трубопроводе при отключении электроэнергии. В данном случае применение пневмостабилизатора позволило уменьшить амплитуду колебания давления в напорном трубопроводе, примерно, в 1,5-3,5 раза.
7. Выполненная оценка точности измерений и определения предельных ошибок по всем параметрам показала, что величины находятся в приемлемом диапазоне, и это позволяет не сомневаться в достоверности результатов.
Заключение
1. Выполненный анализ изученных автором научных материалов показал, что переходные процессы в системах водоподачи насосных станций могут сопровождаться существенными отклонениями параметров от значений, соответствующих рабочим режимам, что, в особенности, относится к давлению в трубопроводах и насосах. Значительное изменение этих параметров приводило к нарушению нормального режима эксплуатации напорных систем, преждевременному выходу из строя их отдельных элементов, а иногда и авариям.
Среди различных направлений по определению скоростей распространения волны гидравлического удара выделяется три группы: формулы, полученные на основе зависимости Кортовега, (1.8) и (1.12), формулы выведенные при рассмотрении объемной деформации гидросмеси в элементарном отсеке трубопровода, это зависимости (1.2-1.18, 1.9-1.12), формулы, выведенные в результате рассмотрения изменения массы гидросмеси в элементарном отсеке трубопровода. К ним относятся зависимости (1.6), (1.7), (1.15), (1.16).
Анализ теоретических формул определения скорости распространения ударной волны с учетом наличия в потоке свободной концентрации газа показывает, что наиболее обоснованными и полно отражающими физическую сущность процесса являются зависимости, выведенные В.М. Алышевым, А.Г. Джваршейвилли, B.C. Дикаревским, Н.Г. Зубковой, H.A. Картвелишвили, Г.И. Картвелишвили, Б.Ф. Лямаевым, Д.Н. Смирновым, H.A. Чарным.
Анализ отечественного применения средств защиты от гидравлического удара, показал, что эта проблема не решена окончательно и требует своего дальнейшего рассмотрения. В работе показано, что одним из современных средств гашения волновых процессов в трубопроводных системах являются стабилизаторы давления.
Рассмотренные автором материалы позволили обобщить опыт эксплуатации стабилизаторов давления и судить о возможности выбора и использования различных конструкций для напорных систем водоподачи насосных станций с различными параметрами. Для определения рабочих параметров стабилизатора давления могут быть использованы уравнения (2.2.2.15).
2. В соответствии с поставленными задачами исследований была разработана методика, учитывающая все основные факторы, влияющие на переходные процессы, при установке стабилизаторов давления с выносными камерами.
Получено уравнение движения жидкости в стабилизаторе давления с выносными камерами. При выводе формулы (3.25) были сделаны следующие допущения:
- изменение положения разделительных элементов относительно начального равновесного положения незначительно;
- масса жидкости в жидкостной полости является постоянной величиной;
- процесс сжатия и расширения в газовой полости принят изотермическим.
Для проведения расчетов по изложенной методике была разработана компьютерная программа.
3. Движение жидкости в стабилизаторе следует рассчитывать по нелинейной модели, так как линейная модель, которую используют во многих случаях, может дать неверные результаты (занижает время затухания колебаний). Очевидно, это связано с выбором средней скорости в (3.30).
На частоту колебаний линеаризация уравнения движения жидкости заметного влияния не оказывает, так как в течение всего времени расчета выполнялось условие (3.29).
Граничные значения напора и скоростей в узле установки пневмостабилизаторов, необходимые для расчета переходных гидравлических процессов в напорном трубопроводе с учетом данных средств защиты, могут быть определены по зависимостям, предложенным автором диссертации (3.61, 3.62, 3.70).
4. Натурные исследования на гидросистеме насосной станции «Сосновка-4» в районе п. Троице-Лыково г. Москва показали, что при отсутствии на напорном трубопроводе насосной станции средств противоаварийной защиты происходит гидравлический удар, приводящий к скачку давления в диапазоне от 0,32 до 0,58 МПа, что, при определенных условиях, может привести к порывам и разрушениям участков трубопровода.
Натурные эксперименты показали, что установка стабилизаторов давления позволила снизить амплитуды колебаний давления в системе водоподачи в 2,1-2,2 раза и привести к более быстрому затуханию волновых процессов за счет изменения знакопеременных ударных нагрузок на более плавные, растянутые во времени. В качестве средства защиты на насосной станции был выбран отечественный стабилизатор давления СДТ 16-150, поскольку данная модель стоит меньше своих западных аналогов и работает автономно без внеших источников энергии.
5. Проведенными автором расчетными и экспериментальными исследованиями было установлено, что пневмостабилизатор является эффективным средством гашения колебаний давления при переходных процессах, возникающих в напорном трубопроводе при отключении электроэнергии. Применение пневмостабилизатора позволило уменьшить амплитуду колебания давления в напорном трубопроводе, примерно, в 2,2 раза.
С установкой в контур гидросистемы стабилизатора давления происходит снижение амплитуды пульсации с 0,05 МПа до 0,03 МПа и сглаживание даже сравнительно небольших скачков давления на переходных режимах.
6. Сопоставление расчетных данных с результатами натурных исследований дало удовлетворительный результат, это позволило автору сделать вывод о возможности практической применимости предлагаемого метода расчета.
Форма представления результатов расчета (рисунок 4.13) дала возможность оценить колебания параметров переходных процессов и проверить правильность времени переходного процесса принятого для расчета.
Разработанная математическая модель для расчетов волновых процессов, позволяет аналитически определить параметры гидроудара, повысить безопасность систем водоподачи, продлить срок службы и обеспечить планово предупредительную работу по замене изношенных трубопроводов и оборудования.
Таким образом в диссертационной работе решен комплекс вопросов по усовершенствованию методов расчета переходных процессов с учетом влияния на них стабилизаторов давления.
Результаты диссертационной работы нашли свое практическое применение в следующих организациях: Федеральная Служба Охраны Российской Федерации, ИООО «Зарубежэнергопроект-Минск».
Библиография Греков, Дмитрий Михайлович, диссертация по теме Гидравлика и инженерная гидрология
1. Алышев, В.М. Неустановившееся напорное движение реальной жидкости в трубопроводных системах Текст. / В.М. Алышев // дис. . докт. тех. наук. - М., 1987. - 527 с.
2. Алышев, В.М. Расчетные зависимости для волновой скорости в соосных трубах Текст. / В.М. Алышев // Гидравлика: сб. науч. тр. / Моск. гидромелиоративный ин-т. М., 1966.
3. Алышев, В.М. Расчеты воздушных колпаков-гасителей гидравлического удара Текст. / В.М. Алышев// Гидравлика: сб. науч. тр. / Моск. гидромелиоративный ин-т. 1981. - т. 68 - с. 20-30.
4. Алышев, В.М. Скорость распространения волны гидравлического удара в кольцевом трубопроводе при движении газожидкостной смеси Текст. / В.М. Алышев // Гидравлика: сб. науч. тр. М.: МГМИ, 1969.
5. Алышев, В.М. Скорость распространения волны гидравлического удара при движении газожидкостной смеси в напорном трубопроводе Текст. / В.М. Алышев // Гидравлика: сб. науч. тр. М.: МГМИ, 1969.
6. Алышев, В.М. Теория и расчет воздушно-гидравлических колпаков-гасителей гидравлического удара Текст.: Гидравлика транспортных сооружений / В.М. Алышев М.: Транспорт, 1986.
7. Алышев, В.М. Скорость распространения волны гидравлического удара в многокомпонентных средах Текст. / В.М. Алышев, Е.В. Гладкова. Депонир. рукопись ВИНИТИ, № регистр. 2082-В96, М., 1996.
8. Алышев, В.М. Скорость распространения волны гидравлического удара в напорном газожидкостном потоке Текст. / В.М. Алышев, Е.В. Гладкова. Депонир. рукопись ВИНИТИ, № регистр. 260-В96, М., 1996.
9. Алышев, В.М. Экспериментальные исследования распространения волны гидравлического удара в двухфазном газожидкостном потоке Текст. / В.М. Алышев, Е.В. Гладкова. Депонир. рукопись ВИНИТИ № регистр. 259-В96, М., 1996.
10. Алышев, В.М. Автоматическое пневматическое устройство для защиты трубопроводов от гидравлического удара Текст.: Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления / В.М. Алышев, А.Ф. Савостьянов. М.: Машиностроение, 1986. Вып. 12.
11. Андрияшев, М.М. Графические расчеты гидравлического удара в водоводах Текст. /М.М. Андрияшев. М.: Стройиздат, 1969. - 59 с.
12. Арзуманов, Э.С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях Текст. / Э.С. Арзуманов. М.: Энергия, 1978. - 304 с.
13. Аронович, Г.В. Гидравлический удар и уравнительные резервуары Текст. / Г.В. Аронович, H.A. Картвелишвили, Я.К. Любимцев. М.: Наука, 1968.-247 с.
14. Аршеневский, H.H. Переходные процессы крупных насосных станций Текст. / H.H. Аршеневский, Б.Б. Поспелов. М.: Энергия, 1980. - 111 с.
15. Асатур, К.Г. Расчет гидравлического удара с учетом сил трения Текст. / К.Г. Асатур.- Гидротехническое строительство, 1957. №3. - с. 44-47.
16. Бегляров, Д. С. Защита напорных коммуникаций напорной станции от гидравлического удара Текст. / Д.С. Бегляров // Гидротехника и мелиорация. 1981. - № 10. - с. 55-57.
17. Бегляров, Д.С. Влияние сбросного устройства на давление в напорных коммуникациях насосных станций ЗОС при переходных процессах Текст. / Д.С. Бегляров, М.С. Али, И.А. Концевич// Мелиорация и водное хозяйство. 2002. - №6. - с. 17-19.
18. Бегляров, Д.С. Расчет переходных процессов в системах водоподачи с последовательно работающими насосными станциями Текст. / Д.С. Бкегляров, К.В. Земский // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. -№5.-с. 28-29.
19. Бегляров, Д.С. Эффективность водовоздушных баков на насосных станциях закрытых оросительных систем Текст. / Д.С. Бегляров, Л. Резуг // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. - №1. - с. 29-30.
20. Белозеров, Н.П. Расчет систем водоснабжения с применением вычислительной техники Текст. / Н.П. Белозеров, М.В. Луговской-М.: Колос, 1973.
21. Бержерон, Д. От гидравлического удара в трубах до разряда в электрической сети Текст. / Д. Бержерон. М.: Машгиз, 1962. - 348 с.
22. Бетчелор, Г.К. Волны сжатия в суспензии газовых пузырьков в жидкости / Г.К. Бетчелор // Механика: периодический сборник переводных статей. М.: Мир, 1968. - № 3.
23. Блохин, В.И. Опыт физического моделирования гидравлического удара в самотечно-напорных оросительных сетях Текст. Труды НИМИ, Новочеркасск, 1973. - №8. - с. 70-85.
24. Блохин, В.И. Экспериментальные исследования гидравлического удара, сопровождающегося разрывом сплошности потока Текст. / В.И. Блохин // Водоснабжение и санитарная техника. 1970. - № 3. - с. 1112.
25. Бриксман, A.A. Распределение упругих колебаний в газожидкостных средах Текст. / A.A. Бриксман // Вопросы техники добычи нефти: труды ВНИИ. Вып. 22, 1950.
26. Буниатян, Б.Л. Искусственное уменьшения скорости распространения волны гидравлического удара в целях его моделирования Текст. / Б.Л. Буниатян, З.А. Зорян // Известия АН Арм. ССР. 1956. - т. IX. - № 4.
27. Виссарионов, В.И. Исследование переходных процессов в насосных станциях Текст. / В.И. Виссарионов и др. // Известия высших учебных заведений. 1980.-№5.-с. 76-81.
28. Вишневский, К.П. Анализ эффективности средств защиты водоводов от гидравлического удара Текст. /К.П. Вишневский // Водоснабжение и санитарная техника. 1965.-№10. - с. 18-21.
29. Вишневский, К.П. Инструкция по расчету гидравлического удара, вызываемого выключением насосов и режима пуска насосов по программам для ЭЦВМ «Урал-2» и БЭСМ-ЗМ Текст. / К.П. Вишневский. Гипроводхоз Минводхоза СССР, 1970.
30. Вишневский, К.П. Использование ЭВМ для расчета переходных процессов Текст. / К.П. Вишневский // Гидротехника и мелиорация. -1978.-№9.-с. 69-70.
31. Вишневский, К.П. Переходные процессы в напорных системах водоподачи Текст. М.: Агропромиздат, 1986. - 135 с.
32. Вишневский, К.П. Расчет гидравлического удара с использованием ЭВМ Текст. / К.П. Вишневский // Водоснабжение и санитарная техника. 1964. - № 9. - с. 1-5.
33. Вишневский, К.П. Расчет переходных процессов в напорных трубопроводах насосных станций Текст. / К.П. Вишневский // Гидротехника и мелиорация. 1987. - № 5. - с. 20-23.
34. Вишневский, К.П. Инструкция к программе расчета гидравлического удара (ГУСАР-1). Текст. / К.П. Вишневский, В.М. Трофимова // ЦНИНИАСС Госстроя СССР (фонд алгоритмов и программ для ЭВМ), вып. 1-191, 1975.
35. Галямов, A.K. О методике расчета горизонтальных трубопроводов, транспортирующих газожидкостную смесь Текст. / А.К. Галямов, B.JI. Гольдзберг // Известия вузов. Сер. Нефть и газ. 1968. - № 3.
36. Ганиев Р.Ф. Волновая стабилизация и предупреждение аварий на трубопроводах Текст. / Р.Ф. Ганиев, Х.Н.Низамов, Е.И.Дербуков.— М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1996.—260 с.
37. Гиггиберия, Г.Я. К выводу формулы скорости распространения волны удара в трубопроводе, наполненном воздуховодной смесью Текст. / Г.Я. Гиггиберия// Труды института Энергетики АН СССР, 1960. -т.ХШ.
38. Гидравлические исследования мелиоративных каналов, трубопроводов, гидросооружений и рыбозащитных устройств (отчет МГМИ по хоздоговорной теме, часть II).- М., 1976, № гос. Регистрации 77048025.
39. Гидравлические расчеты Текст.: справочник / ред. П.Г. Киселева. М.: Энергия, 1972. - 312 с.
40. Кривченко, Г.И. Гидромеханические переходные процессы в гидроэнергетических установках Текст. / Г.И. Кривченко, H.A. Аршеневский, Е.В. Квятковская и др. М.: Энегия, 1975. - 368 с.
41. Гладкова, Е.В. Скорость распространения ударной волны в газожидкостном потоке Текст. / Е.В. Гладкова / Депониров. рукопись ВИНИТИ, № регистр. 261-В96, М., 1996.
42. Гладкова Е.В. Расчет скорости ударной волны в газожидкостном потоке Текст.: тезисы докладов науч. техн. конференции МГУП /Е.В. Гладкова.- М., МГУП, 1996.
43. Гладкова Е.В. Экспериментальные и теоретические исследования волны гидравлического удара в газожидкостной смеси Текст.: тезисы докладов науч. техн. конференции МГУП / Е.В. Гладкова. М., МГУП, 1996.
44. Гудсон P.E. Леонард Р.Г. Обзор методов моделирования переходных процессов в гидравлических линиях Текст.: теоретические основы инженерных расчетов / P.E. Гудсон, Р.Г. Леонард. 1972. - с. 236 - 245.
45. Гужов, А.И. Методы эксперимента и обработки опытных данных при изучении процесса движения газожидкостных смесей в трубах Текст. / А.И. Гужов, В.Г.Титов и др. // Труды Грозненского нефтяного института. 1962. - № 40.
46. Гуськов, М.Г. Опытное исследование гидравлического удара в коротком трубопроводе при закрытии концевого крана Текст. /М.Г. Гуськов // Труды Ленинградского кораблестроительного института. -1962.-№40.
47. Дегтярев, В.Г. Гидравлический удар при движении в трубах газожидкостной смеси Текст. / В.Г. Дегтярев // Труды института Гипровостокнефть. 1963. - вып. IV.
48. Дейч, М.Е. Газодинамика двухфазных сред Текст. / М.Е. Дейч, Г.А. Филлипов. М.: Энергия, 1968.
49. Джваршейшвили, А.Г. Гидравлические удары в установках напорного гидротранспорта Текст.: дис. . д-ра техн. наук / А.Г. Джваршейвили. Тбилиси, 1967.
50. Джваршейшвили, А.Г. Измерение гидравлического удара при движении двухкомпонентной смеси в трубах малого диаметра Текст. / А.Г. Джваршейвили // Новые методы измерений и приборы для гидравлических исследований: сб. трудов. М.: изд. АН СССР, 1961.
51. Джваршейшвили А.Г. Расчеты гидравлических ударов в пульпоподающих установках на ЭЦВМ Текст. / А.Г. Джваршейвили // Гидротехническое строительство. 1968. -№ 3.
52. Джваршейшвили, А.Г. Нестационарные режимы заботы систем, подающих двухфазную жидкость Текст. / А.Г. Джваршейвили, Г.И. Кирмелашвили. Тбилиси: Мецниереба, 1965. - 163 с.
53. Джваршейшвили, А.Г. Затухание гидравлического удара в гидромеси Текст. / А.Г. Джваршейвили, Г.И. Кирмелашвили, Л.И. Махарадзе // Горная механика и рудничная вентиляция: сб. тр. изд. АН Груз. ССР, -№ 1,- 1965.
54. Джваршейшвили, А.Г. Расчеты противоударных воздушных колонн для труб, подающих хвосты обогащения железных руд Текст. / А.Г. Джваршейвили, Г.И. Кирмелашвили, Э.А. Морчиладзе // Горная электромеханика и рудничная аэрология. Мицниереба, Тбилиси, 1965.
55. Дикаревский, B.C. Расчет гидравлического удара с учетом потерь энергии методом операционного исчисления Текст. / B.C. Дикаревский // Автоматизация закрытых оросительных систем: сб. статей Новочеркасск, 1975.
56. Дикаревский, B.C. Скорости распространения волн гидравлического удара в водоводахТекст. / B.C. Дикаревский // Водоснабжение и санитарная техника. 1967. - № 2. - с. 17-19.
57. Дикаревский, B.C. Напорные водоводы железнодорожного водоснабжения Текст. / B.C. Дикаревский, И.И. Краснянский. М.: Транспорт, 1978.
58. Дикаревский, B.C. Диаграммы для расчета противоударных воздушно-гидравлических колпаков Текст. / B.C. Дикаревский, А.Е. Татура // Труды НИМИ. Новочеркасск, 1973 - том XV. - Вып. 8. - с. 22-33.
59. Жуковский, Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах Текст. / Н.Е. Жуковский. M.-JL: Гостехиздат, 1949. - 103 с.
60. Зубов, Л.Б. Аналитические методы расчета неустановившегося движения реальной жидкости в трубопроводе Текст. / Л.Б. Зубов // Автоматизация закрытых оросительных систем: сб. статей. Новочеркасск, 1975.
61. Зубов, Л.Б. Некоторые вопросы теории неустановившегося движения реальной жидкости в трубопроводах сетей водоснабжения Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук / Л.Б. Зубов. -М., 1967.
62. Зубкова, Н.Г. Исследования распространения волны гидравлического удара в газожидкостном потоке Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук/1. H.Г. Зубкова.-М., 1971.
63. Зубкова, Н.Г. Расчет скорости распространения волны гидравлического удара в многофазных потоках Текст. /Н.Г. Зубкова // Гидравлика: сб. науч. тр. / Моск. гидромелиоративный ин-т. 1979. - т. 61. - с. 58-64.
64. Зорян, З.А. Физическое моделирование гидравлического удара Текст. /З.А. Зорян // Энергетика: научные доклады высшей школы. 1958. - №1.
65. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям Текст. / И.Е. Идельчик. М.: Машиностроение, 1975. - 558 с.
66. Иоаннисян, H.K. О гидравлическом ударе при разрыве сплошности водяного потока Текст. / Н.К. Иоаннисян // Труды Арм. НИИ ВОДГЕО, 1972, 2 (7), с. 385-392.
67. Калиткин, H.H. Численные методы Текст. /H.H. Калиткин. М.: Наука, 1978.-504 с.
68. Карелин, В.Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах Текст. /В.Я. Карелин. -М.: Машиностроение, 1975. 322 с.
69. Карелин, В.Я. Насосные станции с центробежными насосами Текст. /В.Я. Карелин, P.A. Новодережкин. М.: Стройиздат, 1983. - 220 с.
70. Картвелишвили, Л.Н. Гидравлический удар: основные положения и современное состояние теории Текст. / Л.Н. Картвелишвили // Гидротехническое строительство. 1994. - №9. - с. 49-54.
71. Картвелишвили, Л.Н. Гидравлический удар: пути развития теории и принципы расчета Текст. /Л.Н. Картвелишвили. М.: ЗАО "МЭЙН", 2001.-32 с.
72. Картвелишвили, H.A. Динамика напорных трубопроводов Текст. / H.A. Картвелишвили. М.: Энергия, 1979 - 224 с.
73. Гидротехническая трубопроводная арматура. Задвижки и затворы Текст.: каталог / Минводхоз СССР. М.: ЦБНТИ, 1982. - 82 с.
74. Кафиева-Лоладзе, E.H. Расчеты гидравлических ударов в сетях железнодорожного водоснабжения Текст. / E.H. Кафиева-Лоладзе // Труды Тбилисского ин-та инженеров железнодорожного транспорта. Тбилиси, 1950.
75. Кирмелашвили, Г.И. О гидравлическом ударе в трубопроводах землесосных установок при малых напорах Текст. /Г.И. Кирмелашвили // Сообщения АН Груз. ССР, т. XVI, № 2, Мицниереба, Тбилиси, 1966.
76. Кирмелашвили, Г.И. Экспериментальное исследование гидравлического удара в трубопроводах при разрывах сплошностипотока гидросмеси Текст. / Г.И. Кирмелашвили // Вопросы динамики шахтных трубопроводов и их сетей: сб. Тбилиси, Мецниереба, 1967.
77. Клабуков, В.М. О влиянии упругости жидкости и оболочки водовода на величин гидравлического удара Текст. /В.М. Клабуков // Трубы МИСИ, 1961, №38.
78. Клейман, Я.З. Некоторые особенности движения смесей Текст. /Я.З. Клейман // Акустический журнал. 1959. - т. V. - Вып. 2.
79. Клейман, Я.З. О распространении сильных разрывов в многокомпонентной среде Текст. / Я.З. Клейман // Прикладная математика и механика, т. 22, Вып. 2, 1958.
80. Климов, Д.Д. Исследование явления гидравлического удара в углесосно-трубчатом питателе Текст. / Д.Д. Климов, А.С.Омельянович // Гидравлическая добыча. ЦРГИИТЭИУгля. - 1965. - № 4.
81. Колотило, Н.И. К вопросу об образовании разрыва сплошности потока при гидравлическом ударе Текст. /Н.И. Колотило, М.А. Стоев // Автоматизация закрытых оросительных систем. Труды ГИМИ, 1973. -т. XV.-Вып. 8.-с. 37-44.
82. Коппель, Т.А. Гидравлические характеристики касательного напряжения трения на стенке трубопровода при неустановившемся течении жидкости Текст. /Т.А. Коппель, У.Р. Лийв // Автоматизация закрытых оросительных систем: сб. статей. Новочеркасск, 1975.
83. Костерин, С.И. Исследование влияния диаметра и расположение трубы на гидравлическое сопротивление и структуру течения газожидкостных смесей Текст. / С.И. Костерин // Изв. АН СССР. 1949. -№ 12.
84. Красильников, В.А. Звуковые и ультразвуковые волны (в воздухе, воде и твердых телах) Текст. / В. А. Красильников. М.: Физматгиз, 1960.
85. Красякова, Л.Ю. Исследование движения двухфазной смеси в горизонтальной трубе Текст. /Л.Ю. Красякова // КТФ. 1952. - № 4.
86. Кривченко, Г.И. Гидравлический удар и рациональные режимы регулирования турбин гидроэлектростанций Текст. / Г.И. Кривченко. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1951. 199 с.
87. Кривченко, Г.И. Гидромеханические переходные процессы в гидроэнергетических установках Текст. / Г.И. Кривченко, H.A. Аршеневский, Е.В. Квятковская и др. М.: Энегия, 1975. - 368 с.
88. Кутателадзе, С.С. Гидравлика газожидкостных систем Текст. / С.С. Кутателадзе, М.А. Стырикович. M.-JL: Госэнергоиздат, 1958.
89. Лебединский, Е.В. О скорости звука в термодинамически неравновесной двухфазной среде (пузырьки пара в жидкости) Текст. / Е.В. Лебединский. Известия АН СССР. - 1960. - № 6.
90. Либеров В.Г. Исследование нестационарных гидравлических процессов в вертикальном трубопроводе (на примере инерционного водоподъемника) Текст.: дис. канд. техн. наук /В.Г. Либеров.- М., 1970.
91. Либеров В.Г. К теории неустановившегося движения жидкости в трубах Текст. / В.Г. Либеров, В.М. Усаковский // Механизация сельского хозяйства: доклады ВАСХНИЛ. 1968. - № 8.
92. Ливурдов И.Ф. Неустановившееся движение в трубах с переменным и постоянным поперечным сечением Текст.: дис. . д-ра техн. наук / И.Ф. Ливурдов. -М., 1956.
93. Ливурдов, И.Ф. О гидравлическом ударе в трубах при движении неоднородных жидкостей Текст. / И.Ф. Ливурдов // Научно-методический сборник БВМА им. Н.Е. Жуковского. 1965. -№ 34.
94. Лийв, У.Р. О гидравлических закономерностях при замедленном движении жидкости в напорном цилиндрическом трубопроводе Текст. /У.Р. Лийв // Труды Таллинского политехнического ин-та, 1965, серия А, №223.-с. 29-41.
95. Ломакин, A.A. Центробежные и осевые насосы Текст. / A.A. Ломакин. М.: Машиностроение, 1965. -364 с.
96. Лунякина, Т.В. Влияние трения на ординату прямого гидравлического удара Текст. / Т.В. Лунякина // Труды ТБ ЛИЖТа: сб. науч. тр. Тбилис. ин-т железнодорожного транспорта. 1957. - Вып. XXXI. - с. 26-31.
97. Лунякина, Т.Б. Изучение прямого удара в применении к сетям водоснабжения Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук / Т.Б. Лунякина. -Тбилиси, 1954.
98. Лямаев, Б.Ф. Влияние «завала» фронта волны на величину максимального давления при гидравлическом ударе, сопровождающемся отрывом столба жидкости от тупика Текст. /Б.Ф. Лямаев // Изв. вузов Строительство и архитектура, 1974. № 11.-е. 114-120.
99. Лямаев, Б.Ф. Стационарные и переходные процессы в сложных гидросистемах Текст. / Б.Ф. Лямаев, Г.П. Небольсин, В.А. Нелюбов. -Л.: Машиностроение, 1978,- 191 с.
100. Ляхов, Г.М. Ударные волны в многокомпонентных средах Текст. / Г.М. Ляхов // Механика и машиностроение. Известия АН СССР. - 1973. -Вып. 1.
101. Мамаев, В.А. Об относительной скорости газа при движении газожидкостного потока по трубам Текст. /В.А. Мамаев, Г.Э. Одишария // Труды ЦКТИ. 1965. - Вып. 59.
102. Масс, Е.И. Рекомендации по расчету неустановившегося движения многофазной жидкости в напорных системах Текст. / Е.И. Масс, В.М. Алышев. М.: Изд-во Всесоюзного НИИ транспортного строительства, 1984.
103. Масс, Е.И. Рекомендации по расчету неустановившегося напорного и без напорного движения жидкости Текст. / Е.И. Масс, В.М. Алышев. М.: ЦНИИС МТС СССР, 1986.
104. Мелконян, Г.И. О потерях напора на трение в нестационарном движении жидкости в трубопроводе Текст. / Г.И. Мелконян // Труды Ленинградского института водного транспорта: сб. науч. тр. / Ленин, ин-т водного транспорта. 1969. - Вып. 122. - с. 68-73.
105. Мелконян, Г.И. Об уравнениях неустановившегося одноразмерного движения в трубах Текст. / Г.И. Мелконян // Труды Ленинградского института водного транспорта. 1970. - Вып. 129.
106. Мелконян Г.И. Потери напора на трение в случае неустановившегося периодического движения жидкости Текст. / Г.И. Мелконян // Труды Ленинградского института водного транспорта: сб. науч. тр. / Лен. ин-т водного транспорта. 1970. - Вып. 127. - с. 71-82.
107. Мелконян, Г.И. Расчет с помощью ЭЦВМ гидравлического удара в случае движения газожидкостной смеси Текст. / Г.И. Мелконян // Труды Ленинградского института водного транспорта. 1969. - Вып. 124.
108. Мелконян, Г.И. Уравнения гидравлического удара, возникающего в газожидкостной смеси Текст. / Г.И. Мелконян // Труды Ленинградского института водного транспорта. 1970. - Вып. 129.
109. Мериджа Мадани. Влияние различных факторов на процесс изменения давления при гидравлическом ударе в газожидкостном потоке Текст.: дис. . канд. техн. наук. -М., 1995.
110. Мишуев, А.В, Вляиние формы сечения канала на параметры крутых волн перемещения Текст. / A.B. Мишуев // Гидротехническое строительство. 1987. - № 8.
111. Мороз, А.Н. Переходные гидравлические процессы в трубопроводах, оборудованных средствами защиты Текст.: дис. . канд. техн. наук. -М.- 1991.
112. Мостовский, А.Ф. Исследование гидравлического удара в трубах при малых напорах Текст. /А.Ф. Мостовский // Труды МИИТа. 1929. -Вып. XI.
113. Мостков, М.А. К вопросу о неустановившемся гидравлическом ударе Текст. / М.А. Мостков // Бюллетень Зак. НИГЭИ. 1935. - № 4.
114. Мостков, М.А. Общий численный метод расчета гидравлического удара в приложениях к водопроводным сетям Текст. / М.А. Мостков // Труды ТБИИЖТ. 1947. - т. XIV.
115. М.А. Прикладная гидромеханика. M.-JL: Госэнергоиздат. 1963.
116. Мостков, М.А. Расчеты гидравлического удара Текст. / М.А. Мостков, A.A. Башкиров. -М.: Госэнергоиздат, 1952. 156 с.
117. Мошнин, Л.Ф. Указания по защите водоводов от гидравлических ударов Текст. / Л.Ф. Мошнин, Е.Т. Тимофеева. -М.: Стройиздат, 1961. -227 с.
118. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений: справочник монтажника / Под ред. Москвитина А.Г. М.: Стройиздат, 1979.-366 с.
119. Осипова, Н.П. Определение времени существования сферического пузырька в воде Текст. / Н.П. Осипова // Труды ЦНИИ им. Крылова, 1963.-Вып. 200.-43 с.
120. Пикулин, В.И. Натурные исследования гидравлического удара в водоводах насосных станций Текст. / В.И. Пикулин // Труды ВНИИ
121. ВОДГЕО: сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО. 1970. - Вып. 25. - с. 104106.
122. Подласов, A.B. К определению основных параметров переходных процессов насосных агрегатов Текст. / A.B. Подласов, Г.Г. Герасимов // Гидравлика и гидротехника: сб. науч. тр./ Киев. Техника. 1975. -Вып. 20.-с. 35-42.
123. Покровский, К.И. Основы энергетической теории защитных конструкций на удар и взрыв Текст. / К.И. Покровский. М. - 1941.
124. Попов, Д.Н. Об особенностях нестационарных потоков в трубах Текст. / Д.Н. Попов // Изв. вузов. Сер. Машиностроения. 1972. - № 7. - с. 7682.
125. Попов, Д.Н. Обобщенное уравнение для определения касательных напряжений на стенке трубы при неустановившемся движении вязкой жидкости Текст. /Д.Н. Попов // Изв. вузов. Сер. Машиностроение. -1967.-№5. -с. 52-56.
126. Попов, Д.Н. Сопротивление трения при неустановившемся напорном течении жидкости Текст. / Д.Н. Попов // Автоматизация закрытых оросительных систем: сб. статей. Новочеркасск. - 1975.
127. Применко, В.Н. Разработка средств предупреждения аварий на трубопроводном транспорте и исследование эффективности их работы Текст.: дис. . канд. техн. наук/В.Н. Применко. -М., 1996.- 150 с.
128. Кузнецов, В.В. Распространение возмущений в газожидкостной смеси Текст. / В.В. Кузнецов, В.Е. Накоряков, Б.Г. Покусаев и др. // Акустический журнал. 1977. - т. 23. - Вып. 2.
129. Рахматуллин, Х.А. О распространении волны в многокомпанентных средах Текст. /Х.А. Рахматуллин // Прикладная математика и механика. 1969. - т. 33. - Ввып. 4.
130. Рахматуллин, Х.А. Основы гидродинамики взаимопроникающих сжимаемых сред Текст. / Х.А. Рахматуллин // Прикладная математика и механика. 1956. - т. 20. - Вып. 2.
131. Рахматуллин, Х.А. Гидравлический удар в трубах круглого сечения при движении многофазных сред Текст. / Х.А. Рахматуллин, Х.Б. Мирхамидова // Известия АН УЗБ. ССР. ОТН. 1970. - № 5.
132. Роскин А.Б. Устройства для стабилизации колебаний давления и расхода в тепловых сетях // Новости теплоснабжения. 2004. - №3. - С. 36-40.
133. Рожков, А.Н. Методика расчета гидравлического удара с учетом срабатывания обратных клапанов Текст. / А.Н. Рожков // Труды ВНИИ ВОДГЕО: сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО. 1976. - Вып. 60. - с. 135-140.
134. Рожков, А.Н. Исследование работы обратных клапанов при переходных процессах Текст. / А.Н. Рожков, Е.М. Глазунов // Труды ВНИИ ВОДГЕО: сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО. 1976. - Вып. 60. - с. 130-135.
135. Руководство по расчету средств защиты водоводов от гидравлических ударов Текст. М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1970. - 80 с.
136. Рыбаков, И.В. Особенности неустановившегося напорного движения газожидкостных смесей в трубопроводах Текст.: дис. . канд. техн. наук / И.В. Рыбаков. М. - 1986.
137. Сахаров, И. Ю. Совершенствование методов расчета переходных процессов в протяженных водоводах со значительным геодезическим напором Текст.: дис. . канд. техн. наук/ И.Ю. Сахаров. М., 2010 — 137 с.
138. Смирнов, Д.Н. Гидравлический удар в трубопроводах насосных станций Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук / Д.Н. Смирнов. М. - 1952.
139. Смирнов, Д.Н. Исследование гидравлического удара в напорных водоводах насосных станций Текст. / Д.Н. Смирнов // Исследование по гидравлике водопроводных сетей насосных станций: сб. науч. тр. / Госстрой СССР. 1954. - с. 89-132.
140. Смирнов, Д.Н. Гидравлический удар в напорных водоводах Текст. / Д.Н. Смирнов, Л.Б. Зубов. -М.: Стройиздат, 1975. 125 с.
141. Соколовский, И.Б. Теория гидравлического удара в трубах и эффективность защитных устройств Текст. / И.Б. Соколовский // Вопросы теории подъемно-транспортных машин: сб. трудов, Свердловск: Машгиз. 1950.
142. Стритер В. Численные методы расчета нестационарных течений Текст. / В. Стритер // Теоретические основы инженерных расчетов. -1972.-№2.-с. 218-228.
143. Сулименко, В.В. Разработка методов предупреждения аварийных ситуаций в системах городской инфраструктуры Текст.: дис. . канд. техн. наук / В.В. Сулименко.- М., 2007. 129 с.
144. Сурин, A.A. Гидравлические удары в автоматизированных насосных станциях железнодорожного водоснабжения и борьба с ним Текст. /A.A. Сурин // Сб. трудов ЛИИЖТ. Л.: «Транспорт»,. - 1967. - Вып. 264.
145. Сурин, В.М. Гидравлический удар в водопроводах и борьба с ним Текст. / В.М. Сурин. М.: Трансжелдориздат, 1946. -371 с.
146. Тарасевич, В.В. Численные методы решения задачи о неустановившемся движении жидкости в сплошной системетрубопроводов Текст. / B.B. Тарасевич // Динамика сплошной среды: сб. науч. тр. / Новосибирск. 1976. - Вып. 5. - с. 71-88.
147. Телетов, С.Г. Вопросы гидродинамики двухфазных смесей Текст. /С.Г. Телетов //Механика. Вестник МГУ. - 1958. - № 2.
148. Токмаджан, В.О. Гидравлический удар в трубах при движении газожидкостной смеси Текст. / В.О. Токмаджан// Строительство и архитектура: сб. науч. тр. / Ереванский политехнический ин-т. 1966. -Вып. № 1. — т. 24.-с. 189-944.
149. Трозян, P.E. Исследование гидравлического удара в трубопроводе при понижении давления Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук / P.E. Трозян. Ереван. - 1965.
150. Трозян, P.E. Понижение давления в трубопроводе при гидравлическом ударе Текст. / P.E. Трозян // Труды Ереванского политехнического института, т. 22, серия «Экономика, энергетика, гидротехника». 1965. -Вып. 1. — с. 23-32.
151. Усаковский, В.М. Инерционные насосы Текст. / В.М. Усаковский. -Машиностроение. 1973. - 200 с.
152. Фартуков, В.А. Экспериментальные исследования гидравлического удара в разветвленной сети Текст. / В.А. Фартуков // Гидравлика: сб. науч. тр. / Моск. гидромелиоративный ин-т. 1979. - т. 61. - с. 130-139.
153. Фартуков, В.А. Исследование нестационарных гидравлических процессов в напорных трубопроводах мелиоративных систем Текст.: дис. . канд. техн. наук/В.А. Фартуков. -М., 1982-248 с.
154. Фаталиева, И.А. Совершенствование расчета переходных процессов при впуске воды в напорные трубопроводы Текст.: дис. . канд. техн. наук / И.А. Фаталиева. М., 2006. - 154 с.
155. Фокс, Д.А. Гидравлический анализ неустановившегося течения в трубопроводах Текст. / Д.А. Фокс. М.: Энергоиздат, 1981. - 296 с.
156. Хубларян, М.Г. Об оценке точности линеаризации уравнения неустановившегося движения в трубопроводах Текст. / М.Г. Хубларян// Современные оросительные системы и пути их совершенствования. 1974. - Вып. l.-c. 198 - 204.
157. Чарный, И.А. К теории одноразмерного неустановившегося движения жидкости в трубах и расчету воздушных колпаков и уравнительных башен Текст. / И.А. Чарный // Изв. ОТН АН СССР, 1938. № 6. - с. 59-82.
158. Чарный, И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубопроводах Текст. / И.А. Чарный М.: Недра, 1975. - 296 с.
159. Чжоу-Бей-Чжи. Численный расчет ударных волн методом характеристики Текст. / Чжоу-Бей-Чжи, Ши-Дин // Ракетная техника и космонавтика. 1967. -№ 4. - с. 23 -28.
160. Штеренлитх Д.В. Гидравлика: Учебник для ВУЗов 3-е изд. переработанное и дополненное - М.: Колос, 2004. - 656 с.
161. Эпштейн A.A. Кавитация и возможность ее изучения как сверхзвукового течения гипотетической жидкости М.: Труды ЦАГИ. - 1946 -№ 584.
162. Яковлев H.H. Исследование возникновения и распределения гидравлического удара в распределительных трубопроводах оросительных систем. Автореф. дис. канд. техн. наук. -Новочеркасск, 1964.
163. Яньшин, Б.И. Гидродинамические характеристики затворов и элементов трубопроводов Текст. / Б.И. Яньшин. М.: Машиностроение, 1965. - 260 с.
164. Allievi L. Theory of Water Hammer Translated by EE Haimos, ASME, 1925,
165. Symposium of Water Hammer. Trans. ASME. Vol. 59, 1937, pp. 647-713.
166. Angus P.W. Water Hammer in pipes, including those supplied by centrifugalpumps; raphical tretment. Proc. Inst. Mech. Eng. 1937, pp. 136 and 245.
167. Bergeron L. Etude des variations de regime dans les conduites d'eau. Rev. gen. Hydrouligue. N05.1 and 2, 1935, pp. 13-21.
168. Blind H. Nichtationare Strömungen in Unterwasser stolen "Veroffentlichengen zur Erforschung der Druckstossproblem in Wasserkraftanlangen und Rohr Leitungen" zweites Heft Stringer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 1956.
169. Donsky B. Complete pump characteristics and the effects of specific speeds on hydraulic transients, j. Basis Eng., December, 1961, pp. 685-699.
170. Escandle L. Arretinstautane du debit d'uue conduit force cauitations. -Covitat and Hydraulic Mach. Schdai.Tonoku univ, 1963, pp. 113-129, Oicsucs, 124.
171. Fox T.A. The use of the digital computer in the solution of waterhammer problems. Proc. Instn. Ciril Eng., 29, 1968, pp. 127-131.
172. Haindl K. Ater hammer protection of lowhead conduits and networks by air chambers with natural air content. Proc. 1-st. Int. Conf. Pressure Surg., Canterbury, 1972. Cranfield, 1973, B 7/77-B 7/100. Discuss, B 98- B 100.
173. Knapp R.T. Complet characteristics of centrifugal pumps and their use in predictions of transient bahaviour. Trans. Am. Soc. Civ. Eng. 59. 1939, pp. 683-689.
174. Lakshmana, Gowda B.H. A diffential surgantank for Kalinadi Hydel Project. Indian S. of Power and River Valley Development, 1967, t. 17, № 1, pp. 16-22.
175. Ludewig Dietrich. Beitrage zur Druckstobsichrung von Pumpanlagen. -Mitt. Inst. Wasserwirtsch, 1966, No 25, 183 s., ill.
176. Parmakian T. Water Hammer analysis. New-York, Prentice-Holl, Ins. 1955, pp. 75-83.
177. Remenieras. Houille Blanche, Numero sper. A. 1952, pp. 172.
178. Stephenson D. Water-Hammer charts including fluid friction J. Hydral. Did. Proc. Amer. Soc. Civil. Eng. 1966,92, № 5, pp. 71-94.
179. Streeter V. Water hammer analysis of pipelines. T. Hydraul. Dir. Proc. Amer. Coc. Civil Eng. 1964, 90, № 4,1, pp. 151-172.
180. Strickler. Versucho über Druckshwankungen in eizer nen Ronrleitung. "Schweizerische Bauzeitung" Bd. 64, № 7, 1964.
181. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам (с Изменением N 1) Текст.: Введ. 1996-07-01. - М.: Стандартинформ, 2011.-39 с.
182. ГОСТ 7.1-2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления Текст.: Введ. 2004-07-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.- 85 с.
183. Пособие к ВСН 33-2.2.12-87. Мелиоративные системы и сооружения. Насосные станции. Нормы проектирования Текст. Введ. 1989-27-06. - Министерство водохозяйственного строительства СССР, Союзводпроект, Союзгипроводхоз. - М., 1989.
184. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения Текст.:-Введ. 1985-01-01. М.: ГП ЦПП, 1996.
-
Похожие работы
- Совершенствование средств механизации водоподачи из каналов и малых водоемов равнинной зоны с обоснованием параметров и режимов работы стабилизирующих устройств
- Совершенствование систем водораспределения с гидравлическими стабилизаторами расхода воды
- Исследование режимов водоподачи подкачивающих насосных станций оросительных систем
- Технология водоподачи из каналов и водоемов с обоснованием параметров и режимов работы стабилизатора расхода воды
- Совершенствование методов расчета переходных процессов в напорных коммуникациях насосных станций при пуске агрегатов
-
- Строительные конструкции, здания и сооружения
- Основания и фундаменты, подземные сооружения
- Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
- Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
- Строительные материалы и изделия
- Гидротехническое строительство
- Технология и организация строительства
- Здания и сооружения
- Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
- Строительство железных дорог
- Строительство автомобильных дорог
- Мосты и транспортные тоннели
- Гидравлика и инженерная гидрология
- Строительная механика
- Сооружение подземного пространства городов
- Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
- Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия
- Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
- Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов