Skip to main content
11 / 51
Completion requirements
View

Контекст задачи — определение потерь давления (напора) при движении нефти по трубопроводу.

Причины потерь давления и декомпозиция задачи.

Потери давления возникают из-за необходимости силам давления совершать работу для преодоления гидравлических сопротивлений. Существует два основных источника этих сопротивлений:

  1. Отрыв потока. Возникает на входе в трубу, на изогнутых участках, а также на узлах запорной арматуры (где есть резкие сужения или расширения).
  2. Вязкое трение. Имеет место по стенке трубы на всех прямых участках трубопровода.

Урок вводит прием декомпозиции задачи — разделение сложной задачи на отдельные, относительно простые подзадачи. Потери на различных типовых участках трубопровода могут быть рассчитаны по отдельности значительно быстрее и проще, чем потери во всей трубе сразу.

 

Необходимость применения CFD-системы.

Большинство инженеров-гидравликов отвечают на вопрос о необходимости CFD-системы отрицательно для задач такого типа.

Альтернативное решение (Справочный метод):

Вместо использования дорогостоящей CFD-системы рекомендуется обратиться к справочнику Идельчика по гидравлическим сопротивлениям.

  • В справочнике можно найти значение коэффициента сопротивления для различных типовых участков трубопровода.
  • Зная коэффициент сопротивления, можно рассчитать гидравлические потери на входных участках, участках с арматурой, а также на прямых и изогнутых участках.
  • Полные гидравлические потери в трубопроводе определяются путем суммирования результирующих потерь по всем отдельным участкам (например, в электронной таблице или на бумаге).

Вывод:

На этапе анализа делается вывод, что для решения поставленной задачи программный комплекс вычислительной гидродинамики не нужен. Хотя расчет сложного трубопровода с использованием CFD может занять меньше времени, необходимо учитывать, оправдает ли эта скорость затраты на покупку программы, вычислительные мощности и обучение персонала.

Существуют также одномерные решатели, которые являются программными альтернативами CFD-системам и автоматизируют расчет по справочнику. Однако их применение экономически целесообразно только при необходимости проведения большого количества расчетов сложных трубопроводных систем.

Следующий шаг:

Следующим вопросом на этапе анализа постановки задачи станет вопрос о возможных упрощениях решаемой задачи.

Open in new window