image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 6 2019

Транспорт и хранение нефти и газа

01.06.2019 10:00 Метод расчета переходных процессов, сопровождаемых образованием парогазовых полостей
В статье представлена обобщенная теория переходных процессов в нефтепроводах, предназначенная для расчета нестационарных течений жидкости с учетом возможности снижения давления в волне разрежения до упругости ее насыщенных паров и начала фазового перехода жидкости в пар. В отличие от классической теории, предполагающей полное заполнение всех сечений трубопровода жидкостью, в данной теории допускается возникновение в трубопроводе пустот, заполненных парами транспортируемой жидкости. Ключевым моментом предлагаемого обобщения является положение, согласно которому для описания течения жидкости в нефтепроводе на разных его участках используются разные системы уравнений. Так, на участках полного заполнения используются классические уравнения Н.Е. Жуковского и И.А. Чарного для напорного течения, а на участках частичного заполнения – уравнения безнапорного течения, характерные для описания русловых течений, т. е. процессов течения жидкости в реках и открытых каналах. При этом в сечениях нефтепровода, в которых давление снижается до упругости насыщенных паров, происходит сопряжение параметров течения, входящих в уравнения обеих моделей, в соответствии с законами механики. В рамках теории развит метод конечных элементов, родственный методу С.А. Годунова для распада произвольного разрыва, проведена компьютерная валидация предлагаемого метода. Действенность предложенного метода доказана с помощью примера расчета распространения волны давления, обусловленной перекрытием задвижки в конечном сечении трубопровода, в нефтепроводе с большим перепадом высот профиля. Расчеты позволили выявить ранее не зафиксированные эффекты, вызываемые разрывом сплошности столба транспортируемой жидкости. Учет таких явлений имеет большое практическое значение с точки зрения безопасности эксплуатации трубопроводов, в особенности со значительным перепадом высот.
Ключевые слова: нефтепровод, переходный процесс, нестационарное течение, гидравлический удар, упругий запас, разрыв сплошности потока, парогазовая полость, моделирование, численный расчет.
Ссылка для цитирования: Дидковская А.С. Метод расчета переходных процессов, сопровождаемых образованием парогазовых полостей // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019. № 6. C. 72–76.


← Назад к списку


im - научные статьи.