Разработка методик расчета нестационарной газодинамики теплоносителей в теплотехнических установках и системах - Дипломная работа

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Разработка методик расчета нестационарной газодинамики теплоносителей в теплотехнических установках и системах Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете. Защита диссертации состоится 5 мая 2009 г. в 1400 на заседании диссертационного совета Д 212.100.06 в Кубанском государственном технологическом университете (350058, г. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета: 350072, г.Важным моментом процесса транспорта любых сплошных сред является нестационарность, и представление их расчетов в виде стационарных зависимостей, которые часто используются на практике, в большинстве случаев неоправданно. Нестационарные режимы работы трубопроводов могут привести к значительным изменениям параметров транспорта сплошных сред (энергоносителей), нарушающим их нормальную устойчивую работу, вызывающим увеличение затрат на транспорт, повышенный износ оборудования, в некоторых случаях разрушение. В настоящей работе приводятся результаты исследований инженерных методов расчета нестационарных процессов сжимаемых сред, которые позволили получить компактные методики расчета, имеющие достаточную для практики точность, обладающие высоким быстродействием, что позволяет выполнять расчеты систем достаточной сложности. Научная новизна заключается в следующем:-Разработаны новые методики расчета нестационарного движения сжимаемой среды в трубопроводах ТЭУ и связанных с ними систем, отличающиеся компактностью, достаточной для практики точностью, быстродействием и минимальными требованиями к техническому обеспечению трубопровода, за счет перехода от распределенных задач к сосредоточенным (метод эквивалентирования). -Получены новые приближенные аналитические методики расчета, позволяющие рассчитывать трубопроводы как малой, так и большой протяженности с учетом ускорения потока, влияния сил тяжести, а также расположения компрессорных станций и путевых отборов в трубопроводах.Для разработки методов расчета в работе в основном используется общепринятая система дифференциальных уравнений движения сжимаемой среды в трубопроводе в совокупности с необходимыми вариантами краевых и начальных условий: трубопровод изотермический геометрический компрессорный В качестве критерия нестационарности принят: (2) где - давление в начале линейного участка трубопровода в моменты времени ti,j в течение рассматриваемого периода [0, T]; - давление в конце линейного участка в течение того же периода времени. Для удобства и обобщения результатов рассматривалась линеаризованная система уравнений газодинамики в отклонениях от установившегося стационарного режима в безразмерном виде, которая с учетом инерционного члена и параметра гравитации выглядит следующим образом: ; , (3) где - безразмерные отклонения давления и расхода от стационарного значения; - безразмерное время; - безразмерная длина трубопровода; k - параметр, учитывающий влияние инерционного члена; z - параметр, учитывающий влияние сил гравитации (учитывает разность высот начала и конца трубопровода). Исследована и доказана эффективность применения как линейной, так и квадратичной линеаризации при использовании этой методики, позволяющая моделировать изменения давления и расхода на концах трубопровода, для режимов с М? 0,5 при оценке по максимальной погрешности и с М? 1 при оценке по средней погрешности. Рассматривался режим скачкообразного увеличения расхода пара на входе в трубопровод х=0 с 0,65 м3/с до 0,87 м3/с при начальных давлениях пара в трубопроводе (в начале 1,6 МПА, в конце 1,55 МПА) с помощью двух методик (регуляризации и решения с учетом ускорения потока), что дало возможность получить кривые разгона.