VODNÍ KLABY V POTRUBÍ: PŘÍČINY, DŮSLEDKY, ZPŮSOBY PREVENCE – téma vědeckého článku o mechanice a strojírenství přečtěte si text výzkumné práce zdarma v elektronické knihovně CyberLeninka

Abstrakt vědeckého článku o mechanice a strojírenství, autor vědecké práce — Kalinichenko R. A.

Jsou zvažována možná poškození potrubí způsobená hydraulickým rázem v důsledku nestacionárního proudění kapaliny v potrubí. Je zdůvodněna relevantnost studia důsledků a metod ochrany potrubí před hydraulickým rázem. Je zjištěno, že při prudkém zvýšení tlaku je možné poškození potrubí, spojovacích prvků, čerpadel, armatur, ventilů, základů a při poklesu – tvorba promáčklin, odlupování výstelky, nasávání cizích kapalin. Jsou systematizována opatření na ochranu potrubí před hydraulickým rázem: organizace úseků pro vypouštění nebo přívod média; vyhlazení tlakových rázů v důsledku hydraulických akumulátorů, membrán, víček, ventilů atd.; použití materiálů, které účinně rozptylují energii nárazu.

Podobná témata vědeckých prací v mechanice a strojírenství, autor vědecké práce — Kalinichenko R. A.

Ochrana vysokotlakých potrubních systémů a čerpacích jednotek před hydraulickými rázy

Prevence následků hydraulických rázů v systémech tlakové odvodnění pomocí diferenciálního tlumiče

Matematické modelování systému ochrany proti vodnímu rázu

Srovnávací analýza použití pojistného ventilu a plynového uzávěru jako systémů ochrany proti vodnímu rázu pro lodní ropný terminál

Ochrana tlakových odvodňovacích potrubí před hydraulickými rázy
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.

HYDRAULICKÝ NÁRAZ V POTRUBÍ: PŘÍČINY, DŮSLEDKY, ZPŮSOBY PŘEDCHÁZENÍ

Jsou zvažována možná poškození potrubí v případě hydraulického nárazu v důsledku nestacionárního proudění kapaliny v potrubí. Je prokázána naléhavost studia důsledků a metod ochrany potrubí před hydraulickým nárazem. Bylo zjištěno, že při prudkém zvýšení tlaku je možné poškození potrubí, spojovacích prvků, čerpadel, armatur, základů a při poklesu tlaku dochází k tvorbě promáčklin, odtržení výstelky a nasávání cizích kapalin. Jsou systematizována opatření k ochraně potrubí před hydraulickým nárazem: organizace oblastí výtoku nebo přívodu média; vyhlazení tlakových rázů v důsledku hydraulických akumulátorů, membrán, víček, ventilů atd.; použití materiálů, které účinně rozptylují energii nárazu.

Text vědecké práce na téma “VODNÍ KLADIVO V POTRUBÍ: PŘÍČINY, DŮSLEDKY, ZPŮSOBY PREVENCE”

Kalinichenko R. A., student 1. ročníku, Fakulta ropných technologií, Samarská státní technická univerzita

Ruská federace, Samara VODNÍ RÁZ V POTRUBÍ: PŘÍČINY, DŮSLEDKY, METODY PREVENCE Abstrakt. Článek se zabývá možnými poškozeními potrubí způsobenými vodním rázem v důsledku nestacionárního proudění kapaliny v potrubí. Je zdůvodněna relevantnost studia důsledků a metod ochrany potrubí před vodním rázem. Je zjištěno, že prudký nárůst tlaku může způsobit poškození potrubí, upevnění, čerpadel, armatur, ventilů, základů a pokles může způsobit promáčkliny, odlupování výstelky a nasávání cizích kapalin. Pro ochranu potrubí před vodním rázem jsou systematizována následující opatření: organizace úseků pro výpust nebo přívod média; vyhlazování tlakových rázů pomocí hydraulických akumulátorů, membrán, víček, ventilů atd.; použití materiálů, které účinně rozptylují energii nárazu.

Klíčová slova: potrubí, vodní ráz, tlak, poškození, preventivní opatření.

1. ročník, Fakulta ropných technologií, Samarská státní technická univerzita, Samara, Ruská federace HYDRAULICKÝ NÁRAZ DO POTRUBÍ: PŘÍČINY, DŮSLEDKY, ZPŮSOBY PREVENCE Abstrakt. V článku se zvažují možná poškození potrubí v případě hydraulického nárazu v důsledku nestacionárního proudění kapaliny v potrubí. Je prokázána naléhavost studia důsledků a metod ochrany potrubí před hydraulickým nárazem. Je zjištěno, že při prudkém zvýšení tlaku je možné poškození potrubí, spojovacích prvků, čerpadel, armatur, základů a při poklesu tlaku dochází ke vzniku promáčklin, odtržení výstelky, nasávání cizích kapalin. Systematizována jsou opatření k ochraně potrubí před hydraulickým nárazem: organizace oblastí výtoku nebo přívodu média; vyhlazení tlakových rázů v důsledku hydraulických akumulátorů, membrán, víček, ventilů atd.; použití materiálů, které účinně rozptylují energii nárazu.

Klíčová slova: potrubí, hydraulický náraz, tlak, poškození, preventivní opatření.

Neustálý pohyb tekutin v tlakových potrubích způsobuje vznik oblastí s prudkými změnami tlaku. Hydraulické rázy (HR), ke kterým dochází při náhlém zvýšení nebo snížení tlaku, vedou k rozvoji nouzových situací v důsledku poškození potrubí, čerpacích systémů, spojovacích prvků a armatur. V případě ropovodů a chemických potrubí pro plyn je riziko nehod umocněno negativními environmentálními důsledky při vstupu čerpaných produktů do životního prostředí. V tomto ohledu je relevantní výzkum vývoje technických metod, které snižují nebo eliminují negativní důsledky HR v potrubí. Účelem tohoto článku je systematizovat představy o důsledcích HR a metodách ochrany potrubí a odpovídajících tlakových zařízení před HR.

Navrhování ropovodů a plynovodů pro chemické látky s ohledem na pravděpodobnost vzniku GU a minimalizaci jejích následků je komplikováno skutečností, že na rozdíl od systémů zásobování vodou mají čerpané produkty složité, vícesložkové složení, což komplikuje hydraulické výpočty a předpovídání následků nestacionárního proudění. V praxi provozu hlavních ropovodů se kromě okolností vyšší moci při vzniku GU často objevuje potřeba plánovaného odstavení nebo připojení čerpadel. V takových případech vede prudká změna rychlosti čerpané kapaliny k rozvoji vlny zvýšeného tlaku v opačném směru [1, s. 117].

V důsledku GU se zvyšuje dynamické zatížení potrubního systému, uzavíracích ventilů, spojovacího materiálu, dorazů atd. Vzhledem k nemožnosti zcela eliminovat náhlé kolísání tlaku je nutné udržovat dynamiku změn tlaku v potrubí v bezpečných rozmezích. V závislosti na zvýšení nebo snížení tlaku mohou důsledky GU způsobit řadu nevratných škod. Při prudkém zvýšení tlaku a vzniku GU jsou tedy možné následující následky: prasknutí potrubí, narušení kontinuity spojovacího materiálu, poškození čerpadel, armatur, ventilů, základů. V případě poklesu tlaku jsou možné následující: tvorba promáčklin na tenkostěnných kovových nebo plastových trubkách, odlupování jejich vnitřní výstelky (například cementopískové), nasávání cizích kapalin nebo vzduchu přes příruby, spojky, těsnění nebo přes netěsné zóny. V tomto případě se v místech sání v důsledku mikrokavitačních procesů vytvářejí oblasti vysokého tlaku [2, s. 64].

Riziko vzniku rázové vlny se posuzuje na základě měření tlakových pulzací a predikce pravděpodobnosti vzniku rázové vlny. V tomto případě se používají výpočtové (Žukovského rovnice) a grafické metody (Schnider-Bergeronova metoda) výzkumu, jakož i softwarové nástroje. Z hlediska fyziky principy ochrany před rázovými vlnami předpokládají zabránění přenosu kinetické energie.

pohyb proudění do energie elastické deformace. Ochrana tlakových potrubí před náhlými poklesy tlaku zahrnuje řadu opatření, například:

1. vypuštění části čerpaného produktu z hlavního potrubí;

2. eliminace oblastí tvorby vakua vstřikováním vzduchu nebo kapalného média;

3. prodloužení doby přechodného proudění čerpaného produktu bez vzniku turbulentních proudů;

4. snížení celkové tuhosti systému [3, s. 60].

Při organizaci ochranných opatření pomocí první metody, vypouštěním části čerpané kapaliny, vzniká problém shromažďování vypouštěných objemů. V případě vodovodních systémů lze skutečně organizovat vypouštění a vypouštění vody přímo do životního prostředí, což je pro petrochemické produkty nepřijatelné. V druhém případě je nutné organizovat speciální nádrže pro vypouštění kapalin.

Pro ochranu před GU se na vstupech čerpacích stanic instaluje systém pojistných ventilů podle tohoto principu, které se otevírají při překročení přípustného limitu tlaku. Důsledkem takové události je vypuštění určitého objemu kapalin do speciální nádrže a snížení tlaku v potrubním systému. Možnost opakovaného použití této metody ochrany před GU je však omezena velikostí nádrže [4, s. 127].

Ochrana proti GB únikem kapaliny podle první metody nebo přívodu média podle druhé metody vyžaduje použití různých bezpečnostních zařízení. Jako taková bezpečnostní zařízení lze použít membránové, víčkové a ventilové systémy. V nebezpečných úsecích potrubí je tedy možné před uzavíracím a regulačním zařízením instalovat protržné membrány. V tomto případě má bezpečnostní systém nůž a prořezávací membránu; při tlakových rázech je membrána dodatečně proříznuta nožem a takové protržení membrány je doprovázeno signálem do ventilu. Mezi výhody membrán patří nízké náklady a přesnost provozu a hlavní nevýhodou je jednorázovost výrobku.

Důsledky GU lze zmírnit použitím plynové zátky, kde se v závislosti na tlakovém poklesu v potrubí část přepravovaného produktu akumuluje nebo vstřikuje zpět do potrubí. Zároveň se i přes jednoduchost údržby a provozu zátky prakticky nepoužívají kvůli svým velkým rozměrům a obtížnosti regulace objemu média v zátce. Nejčastěji používanými bezpečnostními zařízeními jsou různé pružinové ventily. Obecně ventily fungují tak, že při tlakových rázech zvednou pružinu a odstraní ji pomocí.

výsledný prostor (mezi sedlem ventilu a uzavíracím prvkem) transformovaného média. Zvýšení rychlosti odezvy ventilu lze dosáhnout použitím systémů zvedání plynovými pružinami namísto mechanických. Z moderních systémů ventilů jsou známé: pojistné ventily Flexflo a Danflo, dále pilotně ovládané ventily Mokveld a ventily Mankenberg s nezatíženou pružinou [5, s. 39-50].

Pro prodloužení doby přechodného toku čerpaného produktu bez vzniku turbulentních proudění a pro organizaci ochrany podle třetí metody se instalují speciální systémy pro potlačení GU, které zahrnují akumulátor, který umožňuje zadržovat tlakové rázy. Například vzduchový polštář hydro- nebo plynového akumulátoru funguje jako zásobník energie. Pokud polštář na výstupu z čerpadla chybí, kinetická energie se transformuje na elastickou deformaci. Přítomnost vzduchového polštáře umožňuje, aby energie v něm akumulovaná přijala práci čerpadla a v případě jeho nouzového zastavení se polštář roztáhne a dodá kapalinu do potrubí. Existují různá konstrukční řešení pro tlumiče GU. Diferenciální tlumiče s hydraulickým zatížením se tak mohou automaticky nastavit na daný tlak v systému a fungovat při výskytu tlakových odchylek [6, s. 770].

Důsledky GU závisí také na materiálech potrubí, což vyžaduje snížení tuhosti a křehkosti materiálů systému a použití vysoce pevných a zároveň elastických struktur, které rozptylují energii nárazu. Toho se dosahuje nahrazením kovových trubek PVC, polyethylenem a použitím různých opletení z polyamidových, polyesterových a sklolaminátových materiálů.

Pro ochranu potrubí před následky hydraulické poruchy je tedy možné použít soubor přístupů a bezpečnostních opatření, včetně organizace úseků pro vypouštění nebo přívod média, vyhlazování tlakových rázů pomocí speciálních hydraulických akumulátorů, membrán, víček, ventilů a použití potrubních materiálů, které účinně absorbují a rozptylují energii nárazu.

1. Fugarov D.D., Nesterčuk V.V., Kurtidi L.A. Problémy rozvoje ropného a plynárenského průmyslu v Rusku // Problémy a perspektivy rozvoje vědy v Rusku a ve světě: sborník článků z mezinárodní vědecko-praktické konference ve 4 částech. Část 3. Jekatěrinburg: AETERNA, 2017. – 117 – s. 119.

2. Luedecke H.-J., Kote B., Pauli K. Vodní ráz: příčiny, analýza a metody transformace // Zásobování vodou a sanitární technika. – 2015. – č. 8. – s. 6269.

3. Primin O.G. Zajištění spolehlivosti a environmentální bezpečnosti tlakových kanalizačních potrubí // Vodovod a sanitární technika. – 2013. – č. 11. – s. 59-64.

4. Fugarov D.D. Ochrana hlavních ropovodů před hydraulickými rázy // Vědecké transformace v éře globalizace: sborník článků mezinárodní vědecko-praktické konference. Ve 4 částech. Část 3. Ufa: AETERNA, 2017. – s. 126-128.

5. Arbuzov N.S. Zajištění technologické bezpečnosti hydraulického systému námořních ropných terminálů během nakládky lodí v kotvištích. Diss. Doktor technických věd. Moskva, 2014. – S. 310.

6. Tvardovskaya N.V. Prevence následků hydraulických rázů v systémech tlakové drenáže s využitím tlumiče s diferenciálním účinkem // Sborník prací Petrohradské dopravní univerzity. – 2017. – č. 4. – s. 768.

Kalinichenko R. A., student 1. ročníku, Fakulta ropných technologií, Samarská státní technická univerzita

Ruská federace, Samara NĚKTERÉ ASPEKTY POUŽÍVÁNÍ PLATFORMY ANSYS

PRACOVNÍ STOL VE STAVEBNICTVÍ Abstrakt: V současné době je charakteristickým znakem kompetentního specialisty v jakémkoli odvětví jeho schopnost pracovat s různými softwarovými produkty. Softwarový balík ANSYS, který je založen na metodě konečných prvků (FEM), se rozšířil. Jsou zvažovány hlavní vlastnosti a možnosti využití platformy ANSYS Workbench ve stavebnictví. Je zdůvodněno, že softwarové řešení provádí různé typy strukturálních analýz pevnosti a stability.

Klíčová slova: softwarový balík ANSYS, metoda konečných prvků, modelování, konstrukce, pevnost, extrémní zatížení.

1. ročník, fakulta ropných technologií Samarská státní technická univerzita Samara, Ruská federace NĚKTERÉ ASPEKTY POUŽITÍ PLATFORMY ANSYS WORKBENCH VE STAVEBNICTVÍ Abstrakt: V současné době je hlavním rysem kompetentního specialisty v jakémkoli odvětví jeho schopnost pracovat s různými softwarovými produkty. Softwarový balík ANSYS je široce používán. Je založen na metodě konečných prvků (FEM). Jsou zvažovány hlavní vlastnosti a možnosti využití platformy ANSYS Workbench ve stavebnictví. Je prokázáno, že softwarové řešení provádí různé typy strukturálních analýz pevnosti a stability.