ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ ПО СИСТЕМАМ ПРОТЯЖЕННЫХ КАНАЛОВ С ОТКРЫТЫМ РУСЛОМ И РЕКАМ Постановка задачи из "Математическое моделирование трубопроводных сетей и систем каналов" Изложение материала данного Раздела будет проводиться на примере ГТС, транспортирующей природный газ. [c.425] наносимый помпажом, связан с возникновением поперечных нагрузок на детали рабочего колеса и корпус ЦН, обусловленных неосесимметричной природой помпажа. Помпаж вызывает значительные газодинамические потери на лопатках рабочего колеса ЦН и дальнейшее усиление вредных эффектов (например, вибрации деталей ЦН). Неосесимметричность явления помпажа определяется тем, что сначала помпаж проявляется как обратный ток, возникающий и нарастающий в некоторой возбужденной точке. [c.425] В данном Разделе моделируется возникновение помпажа в системе группа ЦН -прилегающие ТГ - антипомпажный рециркуляционный газопровод . Разделение на стадии срыва и собственно помпажа при этом не производится. Численный анализ возможности возникновения помпажа в системе группа ЦН - прилегающие ТГ - антипомпажный рециркуляционный газопровод , как правило, проводится при оптимальном управлении безопасным транспортированием природного газа по ГТС для оценки устойчивости прогнозируемого положения рабочей точки на характеристиках ЦН с позиции зарождения и развития аварийной ситуации. Помпаж в системе группа ЦН -прилегающие ТГ - антипомпажный рециркуляционный газопровод может также моделироваться для настройки и тестирования автоматической системы управления клапаном антипомпажного рециркуляционного газопровода . [c.425] Здесь следует отметить, что в соответствии с первым допущением действием массовых сил на транспортируемый газ можно пренебречь. [c.426] Учитывая принятые допущения и требование согласованности математических моделей в где, для численного анализа помпажных явлений будем использовать упрощенную модель течения газа по цилиндрическим трубопроводам, а именно - модель с сосредоточенными параметрами. Применение такой модели на практике является возможным, т.к. в натурных экспериментах неоднократно было показано, что при пом-паже газ в рассматриваемой трубопроводной системе колеблется как единое целое, а акустические явления практически не оказывают влияния на характер процесса [260]. Рассмотрим эту модель более подробно. [c.426] Подходы к описанию движения идеализированного газа в данном случае полностью соответствуют подходам к описанию движения идеального газа. [c.426] Первым процессом в нашей модели является движение газового столба по цилиндрическому трубопроводу как единого целого, т.е., плотность газа по длине ТГ (или его участка) предполагается постоянной р — р = [260]. С практической точки зрения, это допущение можно обосновать малыми фактическими перепадами давлений газа в граничных поперечных сечениях ТГ, фиксируемых на реальных КС газотранспортных предприятий. [c.427] Предположим, что столб газа движется по трубопроводу ускоренно (рис. 4.23). [c.427] Отсюда получается уравнение (4.115). Это уравнение описывает так называемые инерционные свойства движения газа по трубе [260]. [c.427] Второй процесс, исследуемый при моделировании помпажа, описывает акустические явления, связанные со скоростью изменения давления газа в объеме моделируемого трубопровода. Трубопровод в данном случае рассматривается как некоторая емкость, содержащая газ, плотность которого мгновенно осредняется по объему (рис. 4.24). [c.427] Уравнения (4.115, 4.116) описывают инерционные и емкостные свойства движения газа в трубопроводе соответственно. Схематизация процесса течения газа в реальном ТГ осуществляется в виде инерционного трубопровода с емкостью на одном из концов [260] (рис. 4.25). [c.428] Пусть теперь емкость условно сосредоточена на левом конце трубопровода (рис. 4.26). [c.429] Как отмечалось выше, для моделирования причин возникновения помпажа в трубопроводной системе в ее состав включаются искусственные дроссели. Эти дроссели предназначены для имитации изменения массового расхода газа в трубопроводах с помощью мгновенного изменения площади их поперечного сечения на очень коротких участках. С практической точки зрения дроссели могут моделировать ошибки в управлении кранами ГТС, последствия стихии и воздействия третьих лиц, способствующие уменьшению пропускной способности трубопроводов, аварии при проведении внутритрубной дефектоскопии и т.д. Дроссели также используются для моделирования работы антипомпажных клапанов. [c.430] Рассмотрим применение описанных выше моделей ТГ, искусственных дросселей и ЦН при численной оценке возможности возникновения помпажных явлений в системе группа ЦН - прилегающие ТГ - антипомпажный рециркуляционный газопровод . Пусть имеется гипотетический компрессорный цех (рис. 4.30). В его состав входят N параллельно соединенных ГПА. Для выхода из помпажа, возникающего в одной или более системах ЦН - прилегающие ТГ исследуемого КЦ, используется общий антипомпажный рециркуляционный газопровод, оснащенный антипомпажным клапаном. Следует отметить, что подобная технологическая схема КЦ была реализована, например, в одном из цехов КС Моркинская ООО Волготрансгаз . [c.435] Целью моделирования является оценка устойчивости рабочих точек на характеристиках всех ЦН в КЦ (КС) при условиях внезапных аварийных нарушений пропускной способности трубопроводной системы КЦ или КС изначально функционирующей в заданном установившемся режиме транспортирования природного газа. Изменение пропускной способности в данном случае имитируется закрытием искусственных дросселей на входе и/или выходе заданной трубопроводной системы. Моделирование работы антипомпажного клапана производится открытием дросселя, обозначенного на схеме (см. рис. 4.30) как дроссель 3 . В открытом положении площадь поперечного сечения дросселя совпадает с площадью поперечного сечения прилегающего трубопровода. При безаварийном транспортировании газа дроссель 3 закрыт. [c.435] При моделировании помпажа в системе группа ЦН - прилегающие ТГ - антипомпажный рециркуляционный газопровод считается, что переходные газодинамические процессы существенны только на участке системы между входным и выходным граничными сечениями, указанными на схеме под индексами Н и К . Давление и температура во входном сечении и давление в выходном сечении при помпаже остаются неизменными и равными значениям, полученным для исходного установившегося режима транспортирования газа, который предшествовал возникновению помпажных явлений. [c.437] При моделировании функционирования антипомпажного рецрфкуляционного газопровода полагается, что движение газа происходит в направлении от начального сечения газопровода к его конечному сечению р2 . Противоток газа здесь не допускается, т.к. это привело бы к отказу в работе антипомпажного клапана. [c.437] Следовательно, данные коэффициенты не зависят от времени. [c.437] Начальные условия формируются с использованием значений параметров заданного установившегося режима транспортирования газа через моделируемую трубопроводную систему (см. рис. 4.30). Определение параметров установившихся режимов функционирования КЦ и КС подробно описано в Главе 2. [c.444] Вернуться к основной статье