Идентификация динамической модели предохранительного клапана
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-4-13-21Ключевые слова:
предохранительный клапан, газодинамическая сила, параметрическая идентификация, динамическая модель, численные методыАннотация
Предохранительный клапан является одним из устройств, используемых для обеспечения безопасности трубопроводов и целостности установок. Для анализа устойчивости работы клапанов и расчета колебательных процессов требуется динамическая модель, параметрическая идентификация которой проведена с применением экспериментальных данных и результатов многомерного численного моделирования. Задача идентификации динамической модели клапана включает определение зависимости газодинамической силы от движения диска и рабочих характеристик (давление, температура) емкости, в которой осуществляется регулирование давления. Сформулирована задача идентификации динамической модели предохранительного клапана. Зависимость газодинамической силы от времени и подъема диска находится как управляющая функция в задаче оптимального управления по двум критериям: минимум отклонения расчетных значений от экспериментальных для давления и перемещения диска. Численный метод оптимального управления основан на редукции к задаче нелинейного программирования. Для решения поставленной задачи поликритериальной оптимизации применяется гибридный генетический алгоритм с вещественным кодированием. Решение задачи идентификации динамической модели предохранительного клапана проведено с использованием трех вариантов проведения экспериментов с клапаном 2J3. Сопоставление отличия рассчитанной силы от измеренной показало возможность определять величину газодинамической силы по результатам измерения давления и подъема диска на всех этапах работы клапана.Библиографические ссылки
Tobias Dannenmaier, Jürgen Schmidta, Jens Deneckea, Oliver Odenwaldb. European Program on Evaluation of Safety Valve Stability. Chemical Engineering Transactions, 2016, 48, 625-630.
B. J. Patil, V. B. Sondur. Dynamic Analysis of Hydraulic Pressure of Relief valve. International Journal of Latest Trends in Engineering and Technology (IJLTET), May 2013, vol. 2, iss. 3, pp. 11-17. ISSN: 2278-621X.
B. J. Patil, V. B. Sondur. Dynamic behaviour of hydraulic pressure relief valve. International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), October 2014, vol. 5, iss. 10, pp. 129-137. ISSN 0976-6340.
A. J. Ortega, B. N. Azevedo, L. F. G. Pires, A. O. Nieckele, L. F. A. Azevedo. А numerical model about the dynamic behavior of a pressure relief valve. Proc. 12th Brazilian Congress of Thermal Engineering and Sciences (November 10-14, 2008), Belo Horizonte, MG.
Csaba Hős, Csaba Bazsó, Alan Champneys. Model reduction of a direct spring-loaded pressure relief valve with upstream pipe. IMA Journal of Applied Mathematics, 2015, vol. 80, pp. 1009-1024. Doi:10.1093.
Gábor Licskó, Alan Champneys, CsabaHős. Dynamical Analysis of a Hydraulic Pressure Relief Valve. Proc. of the World Congress on Engineering (July 1- 3, 2009, London), vol. II, U.K.
C. J. Hos, A. R. Champneys, K. Paulc, M. McNeelyc. 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, 2014, vol. 31, рр. 70-81.
X. Song, L. Cui, M. Cao, W. Cao, Y. Park, W. M. Dempster. A CFD analysis of the dynamics of a direct-oprated safety relief valve mounted on a pressure vessel. Energy Conversion and Management, 2014, рp. 407-419.
Liu Yang, Zhoujie Wang, William Dempster, Xinhai Yu, Shan-Tung Tu. Experiments and transient simulation on spring-loaded pressure relief valve under high temperature and high pressure steam conditions. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2017, vol. 45, рр.133-146.
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.
Olivera Jovanović. Identification of dynamic system using neural network UNIVERSITY OF NIŠ. Facta universitatis, Series: Architecture and Civil Engineering, 1997, vol. 1, no. 4, pp. 525-532.
Tor A. Johansen, Member, IEEE, Robert Shorten, Member, IEEE, and Roderick Murray-Smith. On the Interpretation and Identification of Dynamic Takagi-Sugeno Fuzzy Models. Transactions on fuzzy systems, 2000, vol. 8, no. 3, pp. 297-313.
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.
Редер Т., Тененев В. А., Паклина Н. В. Исследование влияния величины начального зазора на динамику открывания предохранительного клапана // Интеллектуальные системы в производстве. 2018. № 2. С. 28-40.
Chandrika P. Vyasarayani, Thomas Uchida, Ashwin Carvalho, John McPhee. Parameter identification in dynamic systems using the homotopy optimization approach. Multibody SystDyn, 2011, 26:411-424. Doi: 10.1007/s11044-011-9260-0.
Tenenev V. A., Yakimovich B. A. Practice of genetic Algorithms. Universitas - GYORNonprofitKft. 2012, p. 279.
Евтушенко Ю. Г. Методы решения экстремальных задач и их применение в системах оптимизации. М. : Наука, 1982. 432 c.
Редер Т., Тененев В. А., Паклина Н. В. Указ. соч.
Tenenev V. A., Yakimovich B. A. Op. cit.
