Дослідження динаміки руху газу фасонними елементами обв'язки компресорної станції

Анотація

Здійснено 3D моделювання обв’язки компресорної станції і її фасонних елементів (відводів, трійників), де відбувається складний рух газового потоку, зміна напряму потоку, ерозійне зношування стінки труби. На основі програмних комплексів ANSYS Fluent, ANSYS CFX розроблено методику моделювання динаміки руху газу фасонними елементами обв’язки компресорної станції. Математична модель базується на розв’язанні рівнянь Нав’є-Стокса і перенесення енергії, замкнених двопараметричною k–ε моделлю турбулентності
Лаундера-Шарма з застосуванням пристінної функції з відповідними початковими і граничними умовами. Досліджено структуру потоку у відводах та трійниках обв’язки компресорної станції. У трійниках моделювання виконувалось для різних схем руху газу (газ рухається магістраллю трійника і з магістралі направляється у відвід трійника; газ рухається відводом трійника і з нього спрямовується у магістраль трійника, в якій частина газового потоку перетікає в одну з сторін магістралі, а друга – в іншу; газ рухається відводом трійника і з нього спрямовується у одну з сторін магістралі трійника). Результати моделювання були візуалізовані в постпроцесорах програмних комплексів побудовою ліній течії, полів модуля швидкостей та тиску на контурах і в повздовжніх і поперечних перерізах, заливки модуля швидкостей та тиску в внутрішній порожнині фасонних елементів. Визначались точні значення швидкості, тиску в різних точках внутрішньої порожнини фасонних елементів. Виявлено місця виникнення конфузорних та дифузорних ефектів, вихрів, реверсного руху газу, “застійного склепіння”, відривання потоку газу від стінки досліджуваних фасонних елементів, місця можливих зіткнень частинок, які переносяться потоком, з стінкою фасонних елементів. Такі результати відкривають можливості для повного і всебічного дослідження ерозійного зношування, напружено-деформованого стану фасонних елементів обв’язки
компресорної станції і прилеглих до них ділянок трубопроводу.