Двумерное компьютерное моделирование нестационарной гидродинамики сжимаемых газов в сложных технологических трубопроводах

• Автор: Кантюков, Рафкат Абдулхаевич
• Шифр специальности: 05.13.16, 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 226 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Современное состояние научных исследований по математическому моделированию нестационарных гидродинамических процессов в сложных технологических трубопроводах
1.1. Математическое моделирование распространения ударных волн в узлах сложных технологических трубопроводов
1.2. Математическая модель гидродинамических процессов "частицы в ячейке" и ее применения для моделирования течения сжимаемых газов
1.3. Математическая модель гидродинамических процессов Мак Кормака и ее применения для моделирования течения сжимаемых газов
1.4. Числовые интегральные характеристики нестационарных . гидродинамических процессов в сложных технологических трубопроводах
1.5. Цели и задачи диссертационной работы
Глава 2. Двухмерная математическая модель и алгоритмы анализа
нестационарной гидродинамики сжимаемых газов в сложных технологических трубопроводах
2.1. Двухмерная математическая модель нестационарных гидродинамических течений сжимаемых газов в сложных технологических трубопроводах
2.2. Конечно-разностная вычислительная схема модели течений "частицы в ячейке"
2.3. Конечно-разностная вычислительная схема модели течений Мак Кормака
2.4. Алгоритм расчета граничных и начальных условий для нестационарных течений в узлах сложных технологических трубопроводов
2.5. Алгоритмы анализа нестационарных течений в типовых узлах сложных технологических трубопроводов
2.5.1. Алгоритм анализа нестационарных течений в конфузоре
2.5.2. Алгоритм., анализа нестационарных течений в диффузоре
2.5.3. Алгоритм анализа нестационарных течений в поворотном колене с острой кромкой и углом поворота 90°
2.6. Выводы

Глава | 3. Архитектура и программно-информационное обеспечение компьютерно-информационной системы моделирования нестационарной гидродинамики сжимаемых газов в сложных технологических трубопроводах
3.1. Архитектура компьютерно-информационной системы моделирования нестационарных гидродинамических процессов в сложных технологических трубопроводах
3.2. Информационное обеспечение компьютерно-информационной системы моделирования нестационарных газовых потоков в сложных технологических трубопроводах
3.3. Пользовательский интерфейс компьютерно-информационной системы

3.4. Программное обеспечение компьютерной модели "частицы в ячейке"

3.5. Программное обеспечение компьютерной модели Мак Кормака
3.6. Программный модуль расчета граничных и начальных условий для нестационарных течений в узлах сложного трубопровода
3.7. Программный модуль расчета числовых интегральных характеристик для оценки нестационарных течений в узлах сложного трубопровода
3.8. Программный модуль визуализации результатов компьютерного моделирования нестационарных течений сжимаемого газа в типовых узлах
сложных трубопроводов

3.9. Выводы
Глава 4. Двухмерное компьютерное моделирование нестационарной
гидродинамики сжимаемых сред в сложных технологических трубопроводах крупнотоннажных производств этилена и аммиака
4.1. Математическая модель нестационарной гидродинамики сжимаемых газов в сложном технологическом трубопроводе крупнотоннажного производства этилена
4.2. Двухмерное компьютерное моделирование полей распределения температуры и давления при распространении импульсов сброса избыточного давления в узлах сложного трубопровода крупнотоннажного производства этилена

4.3. Математическая модель нестационарной гидродинамики сжимаемых газов в сложном технологическом трубопроводе установки моноэтаноламиновой очистки технологических газов крупнотоннажного производства аммиака
4.4. Двухмерное компьютерное моделирование полей распределения температуры и давления для течения сжимаемых газов в сложном трубопроводе установки моноэтаноламиновой очистки технологических газов от двуокиси
углерода
4.5. Рекомендации по практическому использованию разработанного алгоритмического и программно-информационного обеспечения компьютерного моделирования нестационарных течений сжимаемых газов в сложных
технологических трубопроводах
Основные результаты научных исследований
Литература
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Инструкция пользователю компьютерно-информационной системы моделирования нестационарной гидродинамики '
Приложение 2. Распечатки основных компонентов программно-информационного обеспечения компьютерно-информационной системы моделирования нестационарной гидродинамики
Приложение 3. Справка о практическом использовании результатов диссертационной работы

Для других углов коэффициент гидравлического сопротивления
рассчитывают из коэффициента гидравлического сопротивления 90°-колена умножением на поправочный коэффициент: Кд~С0К90. Для получения полного
представления о том, насколько различаются между собой коэффициенты гидравлического сопротивления криволинейных колен различного поворота, приведем таблицу поправочных коэффициентов (табл. 1.1).
Таблица 1.1.
Поправочные коэффициенты для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления криволинейных поворотных колен (9 - угол поворота).
0 м о о о о СП о о О О 00 100° 120° 140° О О со 'Г- 180°
Се 0,29 0,56 0,77 0,93 1,06 1,16 1,25 1,32 1
Как следует из табл. 1.1 коэффициенты гидравлического сопротивления невелики при углах поворота до 20° и отличаются от коэффициента гидравлического сопротивления прямого колена не очень сильно, даже для 180°-колена (полный разворот потока). Таким образом в диапазон углов от 60° до 180° результаты, полученные для 90° колена могут распространятся с учетом поправки на криволинейные колена с углами поворота из указанного диапазона.
Для рассчета гидравлических сопротивлений 90°. колена с разными диаметрами входа и выхода при переходе с диаметра б на диаметр ф можно воспользоваться эмпирическими формулами, приведенными в справочнике [7]:
- к(5,578 —1,590,1371§2 Д.е)[3,59 - 4,56 — -и )2 ~ 0,525(-)3] (1.38)
с1 (I с1
где к - поправочный коэффициент, определяемый по таблице из справочника'[51]. Формула (1.38) справедлива при условии: ф < 2с/.
В справочнике [49] из всего разнообразия узлов сложного трубопровода рассмотрены только криволинейные колена и расширения (диффузоры). Информацию и расчетные формулы по другим узлам можно найти в справочнике [7]. Диффузоры представляют собой конусообразные расширения и служат обычно для уменьшения скорости при дозвуковом течении. Для диффузоров используют следующие интегральные индексы [49]:
Коэффициент гидравлического сопротивления: