ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЕЛИЧИНЫ НАЧАЛЬНОГО ЗАЗОРА НА ДИНАМИКУ ОТКРЫВАНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

Т Редер; В А Тененев; Н В Паклина

doi:10.22213/2410-9304-2018-2-28-40

Авторы

Т. Редер ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия
В. А. Тененев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия
Н. В. Паклина ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-2-28-40

Ключевые слова:

предохранительный клапан, нестационарные газодинамические процессы, численные методы моделирования, сопряженная задача газодинамики и механики клапана

Аннотация

Задачей расчета предохранительных клапанов является определение пропускной способности, динамических усилий, возникающих при срабатывании предохранительного клапана. Для решения сопряженной задачи расчета динамического процесса работы предохранительного клапана применяются уравнения газодинамики и уравнения механического движения диска клапана. Примененный для решения сопряженной задачи динамики пружинного предохранительного клапана численный метод С. К. Годунова в осесимметричной постановке показал способность правильно рассчитывать величину газодинамической силы. На основе результатов проведенных испытаний предохранительного клапана и численных расчетов построена функция, являющаяся универсальной характеристикой рассматриваемого предохранительного клапана. Функция применяется при анализе динамических характеристик рабочего процесса при разных давлениях. На основе теоретического анализа получены соотношения, позволяющие определять кинематические характеристики для произвольного значения высоты подъема диска и задавать начальные условия для решения сопряженной задачи. Численное решение сопряженной задачи динамики предохранительного клапана подтвердило возможность задания требуемой величины начального зазора без потери точности расчетов.

Биографии авторов

Т. Редер, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия

соискатель, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

В. А. Тененев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия

доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры «Высшая математика»

Н. В. Паклина, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия

ведущий инженер-программист Издательства ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

Библиографические ссылки

ГОСТ 12.2.085-2002. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности. Введен 2003-07-01. М. : Стандартинформ, 2007. 12 с.

ГОСТ 31294-2005. Клапаны предохранительные прямого действия. - Введен 2008-10-01. М. : Стандартинформ, 2008. 31 с.

Черноштан В. И., Благов Э. Е. Газодинамический расчет предохранительного клапана и выпускного трубопровода // Арматуростроение. 2011. Ч. 2. № 3 (72). С. 61-65.

Pentair Pressure Relief Valve Engineering Handbook. Forward Technical Publication, no. TP-V300, 2015, р. 800.

ISA-S75.01-1985 (R 1995) Flow Equations for Sizing Control Valves, p. 50.

Gábor Licskó, Alan Champneys, Csaba Hős. Dynamical Analysis of a Hydraulic Pressure Relief Valve. Proceedings of the World Congress on Engineering, 2009. Vol. II. WCE 2009, July 1 - 3, 2009, London, U. K.

Hos C. J., Champneys A. R., Paulc K., McNeelyc M. Dynamic behavior of direct spring loaded pressure relief valves in gas service: Model development, measurements and instability mechanisms Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 31, (2014), рр. 70-81.

Dimitrov S., Komitovski M. Static and dynamic characteristics of direct operated pressure relief valves. Machine design, Vol. 5 (2013), no.2, pp. 83-86.

Gábor Licskó, Alan Champneys, Csaba Hős. Dynamical Analysis of a Hydraulic Pressure Relief Valve. Proceedings of the World Congress on Engineering, 2009. Vol. II. WCE 2009, July 1 - 3, 2009, London, U. K.

Hos C. J., Champneys A. R., Paulc K., McNeelyc M. Dynamic behavior of direct spring loaded pressure relief valves in gas service: Model development, measurements and instability mechanisms Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 31, (2014), рр. 70-81.

RELAP5/mod 3.3 code manual. Vol. I. Information systems laboratories, Inc., Rockville, Maryland, Idaho Falls, Idaho, 2003.

Anna Budziszewski, Louise Thoren. CFD simulation of a safety relief valve for improvement of a one-dimensional valve model in RELAP5. Master’s thesis in the Master’s program Innovative and Sustainable Chemical Engineering. Department of Applied Physics, Division of Nuclear Engineering, Chalmers University of Technology. Gothenburg, Sweden 2012, p. 82.

Beune A. Analysis of high-pressure safety valves Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven. 2009, p. 134. DOI: 10.6100/IR652510

A CFD analysis of the dynamics of a direct-oprated safety relief valve mounted on a pressure vessel / X. Song, L. Cui, M. Cao, W. Cao, Y. Park, W.M. Dempster // Energy Conversion and Management, 2014. Pp. 407-419.

Численное моделирование газодинамики предохранительного клапана / Т. Редер, В. А. Тененев, М. Р. Королева, О. В. Мищенкова, О. А. Воеводина // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15, № 4. С. 4-11.

Численное решение многомерных задач газовой динамики / С. К. Годунов, А. В. Забродин, М. Я. Иванов, А. Н. Крайко, Г. П. Прокопов. М. : Наука, 1976. 400 c.

Там же.

Тененев В. А., Горохов М. М., Русяк И. Г. Численное исследование горения частиц в двухфазном потоке // Математическое моделирование. 1997. Т. 9, № 5. С. 87-96.

A CFD analysis of the dynamics of a direct-oprated safety relief valve mounted on a pressure vessel / X. Song, L. Cui, M. Cao, W. Cao, Y. Park, W.M. Dempster // Energy Conversion and Management, 2014. Pp. 407-419.

Wesseling, Pieter, Dr. Principles of computational fluid dynamics / Springer series in computational mathematics, 1991. ISSN 0179-3632; 29, p. 644.

Численное моделирование газодинамики предохранительного клапана / Т. Редер, В. А. Тененев, М. Р. Королева, О. В. Мищенкова, О. А. Воеводина // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15, № 4. С. 4-11.