Верификация программного средства TOXI+Гидроудар для моделирования нестационарных процессов в трубопроводах


Аннотация:

Указана необходимость разработки соответствующих математических моделей и численных методов решения задачи о гидроударе, в том числе в приложении к расчету интенсивности выброса транспортируемого вещества в результате аварийных ситуаций на трубопроводах. В этих целях предложено использовать метод С.К. Годунова, который реализован в виде программного средства TOXI+Гидроудар. Проведена его верификация по результатам натурного эксперимента и решения модельной задачи. Достигнуто удовлетворительное согласование между расчетными (с помощью TOXI+Гидроудар) и экспериментальными данными по пульсациям давления в трубе. На конкретном примере успешно продемонстрировано совпадение результатов, полученных с помощью разработанной математической модели и на основе высокоточного трехмерного численного моделирования гидроудара.
Показана хорошая точность используемого численного метода, определены дальнейшие пути улучшения качества численных решений, реализованных в TOXI+Гидроудар. Подтверждена правомерность использования данного программного средства для моделирования движения жидкости в протяженном трубопроводе с целью расчета как параметров течения, так и интенсивности выброса вещества в результате аварийной ситуации с учетом возникновения циркуляции волн сжатия и разрежения, которые в значительной степени определяют интенсивность выброса.

А.М. Сверчков, науч. сотрудник, sverchkov@safety.ru ЗАО НТЦ ПБ, Москва, Россия С.И. Сумской, канд. техн. наук, ст. преподаватель НИЯУ МИФИ, Москва, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. Оценка риска аварий на магистральных нефтепроводах КТК-Р и БТС/ Ю.А. Дадонов, М.В. Лисанов, А.И. Гражданкин и др.// Безопасность труда в промышленности. — 2002. — № 6. — С. 2–6.
2. Жулина С.А., Лисанов М.В., Савина А.В. Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах// Безопасность труда в промышленности. — 2013. — № 1. — С. 50–55.
3. Оценка риска аварий на линейной части магистральных нефтепроводов/ М.В. Лисанов, А.С. Печеркин, В.И. Сидоров и др.// Безопасность труда в промышленности. — 1998. — № 9. — С. 50–56.
4. Анализ риска аварий на нефтепроводных системах КТК-Р и БТС/ А.И. Гражданкин, Д.В. Дегтярев, М.В. Лисанов и др.// Безопасность жизнедеятельности. — 2002. — № 6. — С. 17.
5. Sumskoi S.I., Sverchkov A.M. Modeling of non-equilibrium processes in oil trunk pipeline using Godunov type method// Physics Procedia. — 2015. — Vol. 72. — P. 347–350. DOI: 10.1016/J.PHPRO.2015.09.108.
6. Моделирование аварийных утечек на магистральных нефтепроводах/ С.И. Сумской, А.А. Агапов, А.С. Софьин и др.// Безопасность труда в промышленности. — 2014. — № 9. — С. 50–53.
7. Моделирование гидроудара в разветвленных трубопроводных системах/ С.И. Сумской, М.В. Лисанов, А.А. Агапов и др.// Безопасность труда в промышленности. — 2015. — № 10. — С. 60–66.
8. Modelling of non-equilibrium flow in the branched pipeline systems/ S.I. Sumskoi, A.M. Sverchkov, M.V. Lisanov, A.F. Egorov// Journal of Physics: Conference Series 751. — 2016. DOI: 10.1088/1742-6596/751/1/012022.
9. Simulation of systems for shock wave/compression waves damping in technological plants/ S.I. Sumskoi, A.M. Sverchkov, M.V. Lisanov, A.F. Egorov// Journal of Physics: Conference Series 751. — 2016. DOI:10.1088/1742-6596/751/1/012023.
10. Годунов С.К. Разностный метод численного расчета разрывных решений уравнений гидродинамики// Математический сборник. — 1959. — Т. 47 (89). — № 3. — С. 271–306.
11. Jinping L., Peng W., Jiandong Y. CFD Numerical simulation of water hammer in pipeline based on the Navier-Stokes equation// V European Conference on Computational Fluid Dynamics. — Lisbon, 2010.
12. Investigation of water hammer effect through pipeline system/ T.W. Choon, L.K. Aik, L.E. Aik, T.T. Hin// Intrernational Journal on Advanced Science Engineering Information Technology. — 2012. — Vol. 2. — № 3. — p. 48–53.
13. Experimental study of water hammer phenomena in drinking water pipeline distribution using video camera method/ A. Maryono, Suhanan, A. Kurniawan et al.// International Journal of Scientific & Engineering Research. — 2013. — Vol. 4. — Iss. 2. — P. 1–8.
14. Миркин А.З., Усиньш В.В. Трубопроводные системы: справочник. — M.: Химия, 1991. — 256 с.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее