Методика моделирования квазиизотермического процесса в вихревых устройствах дросселирования давления газов

• Автор: Свистунов, Антон Вячеславович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Глава 1. Аналитический обзор проблемы дросселирования и обоснование возможности процесса квазиизотермического дросселирования
1.1. Проблемы дросселирования давления газа
1.2. Обзор теоретических исследований процесса вихревого эффекта
1.3. Обоснование возможности получения процесса квазиизотермического дросселирования давления газа и постановка задач работы
1.4. Анализ математических моделей вихревого эффекта
Выводы
Глава 2. Разработка методики численного моделирования
квазиизотермического процесса в устройствах дросселирования
2.1. Разработка структурной схемы процесса квазиизотермического
дросселирования
2.2. Разработка алгоритма формирования проточкой части устройства квазиизотермического дросселирования давления газа
2.3. Формирование критериальной базы и разработка математической модели процесса квазиизотермического дросселирования давления газа
2.4.Выбор и обоснование использования к-г модели турбулентности
Выводы
Глава 3. Численное моделирование процесса квазиизотермического
процесса дросселирования
3.1. Общие принципы методики моделирования вихревых течений реализующих процесс дросселирования давления газа
3.2. Построение расчетной области численного решения
3.3. Оценка погрешности численного эксперимента
3.4. Результаты численного моделирования процесса температурной стратификации с внутренним смешением
Выводы

Глава 4. Физическое моделирование и идентификация
квазиизотермического эффекта дросселирования газа
4.1. Разработка методики физического моделирования
квазиизотермического процесса дросселирования газа
4.2. Экспериментальное исследование характеристик процесса квазиизотермического процесса дросселирования
4.3. Обработка и результаты экспериментальных данных
4.4. Верификация результатов моделирования
4.5. Рекомендации по проектированию квазиизотермических дросселирующих устройств
Выводы
Заключение
Результаты и выводы
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВРДГ - вихревой регулятор (редуктор) давления газа
ВТ - вихревая труба (цилиндр температурного разделения)
ВЭ - вихревой эффект
ГРС - газораспределительная станция
ГРП - газорегуляторный пункт
УСДГ - устройство для снижения давления газа

ЕЕ і

бинтобая
головка

кольцевой

з Л X

тангенциальное
закручивающее
устройство
тангенциальная
камера
закрупкц

устройство
базбрата
потока

бихредая труба
Рисунок 2.1 - Структурная схема устройства квазиизотермического дросселирования давления газа на основе вихревой трубы:
- площадь соплового ввода, Са, - весовой расход газа, Т*а, - температура заторможенного потока, Р*„, - давление
заторможенного потока, ()а, - тепловой поток, где а принимает значения:
1 - на входе; 5 - на входе в вихревую трубу;
2 - после винтовой головки; 6 - на входе в диафрагму;
3 - после кольцевого канала; 7 - на входе в устройство торможения;
4 - в сечении соплового ввода; 8 - на входе в устройство возврата потока;
9 - на вход в диафрагму из устройства возврата потока;
/ос - тепловой поток положительной обратной связи;
Пос - тепловой поток положительной обратной связи; вых - на выходе из устройства
Анализ разработанной структурной схемы позволил выявить возможные каналы взаимосвязей, между параметрами температуры и расхода потока газа. Определено, что в процессе температурной стратификации элементы вихревой трубы способны обладать большей температурой, чем температура входного потока газа. Реализованный теплопроводящий контур в конструкции между ее элементами при наличии градиента температур способен обеспечить подогрев входного газа в вихревую трубу. Реализация элемента возврата подогретого потока в приосевую область позволит