Математическое моделирование реальных режимов транспортирования продуктов в линейных и закольцованных сетях магистральных трубопроводов

• Автор: Прялов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18, 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 348 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Вводимые сокращения
Введение
Глава 1. Анализ существующих методов моделирования транспортирования газов и жидкостей по трубопроводам
1.1. Однониточный трубопровод
1.2. Многониточный трубопровод
1.3. Выводы по первой главе
Глава 2. Математический метод моделирования с повышенной точностью нестационарных неизотермических потоков многокомпонентных газов и жидкостей в закольцованных сетях разветвленных рельефных магистральных трубопроводов с шероховатыми тепло-
проводными абсолютно жесткими стенками
2.1. Постановка задачи и обобщенный подход к ее решению
2.2. Моделирование течений газовой смеси
2.3. Моделирование течений жидкости
2.4. Численный анализ математических моделей разветвленных газопроводов
2.4.1. О численной реализации граничных условий при применении консервативных разностных схем
2.4.2. Метод лагранжевых частиц
2.4.2.1. Уравнение неразрывности компонент
2.4.2.2. О решении уравнения переноса тепла по трубопроводным системам
2.4.2.3. Моделирование течений жидкости при наличии кольцевых схем движения
2.4.2.4. Оценка устойчивости метода лагранжевых частиц

2.5. О верификации предложенного метода
2.6. Выводы по второй главе
Глава 3. Метод имитационного моделирования для комплексного исследования фактической динамики долевых вкладов поставщиков в снабжение газообразными продуктами конкретных потребителей по сетям разветвленных закольцованных магистральных трубопроводов
3.1. Описание метода
3.2. Выводы по третьей главе
Глава 4. Разработка и тестирование комплекса программных изделий, реализующих предложенные методы и расчетную зависимость
4.1. Описание подхода к компьютерной реализации разработанных методов, математических моделей, алгоритмов и расчетной зависимости
4.2. Краткая характеристика разработанных компьютерных программ
4.3. Тестирование и верификация разработанных компьютерных программ
4.4. Выводы по четвертой главе
Основные выводы и результаты работы
Литература
Приложение

Вводимые сокращения
АВО - аппарат воздушного охлаждения;
ВКС - высокоточный компьютерный симулятор;
вкт - высокоточный компьютерный тренажер;
где - высокоточный компьютерный газодинамический (или
гидравлический) симулятор режимов транспортирования продуктов по магистральным трубопроводным сетям или их фрагментам;
гдт - высокоточный компьютерный газодинамический (или
гидравлический) тренажер;
ГПА - газоперекачивающий агрегат на КС;
ГТС - газотранспортная система;
ГУ - граничное (-ые) условие;
ЗАО - закрытое акционерное общество;
КАИ - компьютерный аналитический инструментарий;
КАС - компьютерная аналитическая система;
КС - газоперекачивающая компрессорная станция;
ЛЧМГ - линейная часть магистральных газопроводов;
МГ - магистральный газопровод;
МКР - метод конечных разностей;
млч - метод лагранжевых частиц;
МТ - магистральный (-е) трубопровод (-ы);
ПТС - предприятие тепловых сетей;
ТВКМ - технология высокоточного компьютерного моделирования жизненных циклов сетей магистральных трубопроводов; ТЭК - топливно-энергетический комплекс;
УРС - уравнение состояния;
УТЗ - учебно-тренировочная задача;
ЦН - центробежный нагнетатель ГПА;

, 2 ZRT 16 , ]P
—ЛРс ТП? _
I | и XGARZT 2 i i
Подставим полученные слагаемые в исходное уравнение:

да 4 2 32R д
2РРс-^-1^ + Рс-Т^Р
dt ttD
с n2D^' дх

dp2 2 g 2 dz, 16 ÄRZT 2 I I

16 ARZT -
' 7T2D5 Pc
-2 ppL
dq 4 ~dt^D

32 R d_
7t2D‘* P dx

2S 2 dz, ZRT dx
(1.29)
(1.30)
В [12, 155] данное уравнение записано так (см. (1.7) из [12] и (3) из [155]):
др2 6ARZT 2 I I йп 2 32R д
ТГ =------тт^РсШ - 2РРс-г-~ Р;
йх 7г £> й/ f ß йх
zZT£n )
Z3-p^. (131) ZRT dx
Как видно из сравнения (1.30) и (1.31), в [12, 155] при описании уравнения движения были допущены некоторые неточности:
• третье слагаемое в (1.31), учитывающее изменение во времени приведенного к стандартным условиям объемного расхода, не содержит коэффициента 4j (7i D2) = 1//;
• при описании силы тяжести (последнее слагаемое (1.31)) вместо частной производной д/дх в [12, 155] использовалась запись полной производной d/dx (что в данном случае автор работ [12, 155] имел в виду, к сожалению, остается не ясным. Возможность опечатки маловероятна, поскольку рассматриваемое слагаемое в таком виде представлено также в уравнении энергии из монографии [12]).
Отметим определенную непоследовательность в изложении материала