авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Совершенствование методов оценки устойчивости и эксплуатационной надежности морских трубопроводов

-- [ Страница 3 ] --

Другим фактором, существенно влияющим на работу системы, является наличие в емкостях, которые необходимо наполнить, некоторого объема перекачиваемой среды. Тогда отверстие задвижки вблизи емкостей будет являться источником волн, которые гасятся пропорционально обратной величине радиуса трубопровода, так что ударное давление, попадая в емкость, гасится в отношении где ho – первоначальное значение высоты перекачиваемой среды в емкости. Таким образом, без большой погрешности можно считать, что отражения волны от конца с емкостями не существует, то есть полагать, что трубопровод бесконечно длинный.

Так как до открытия задвижки давление в трубопроводе одинаково по сечению и близко к атмосферному ро, иначе бы существовало движение, а в технологическом – отлично от нуля, то открытие задвижки в сечении х = 0 для технологического трубопровода является ни чем иным, как образованием утечки. Тогда по технологическому трубопроводу начнут в обе стороны распространяться вверх и вниз по потоку волны разрежения (волна, распространяющаяся вниз, будет способствовать увеличению местной скорости, а вверх – уменьшению, то есть приращения скорости будут направлены противоположно), а по исследуемому трубопроводу – волна давления с перепадом рм – ро. Через секунд волна достигнет датчика, установленного в конце. Скачок давления по мере распространения уменьшается из-за поглощения на стенках. Вблизи конца трубопровода его величина равна . Перекачиваемая среда в трубопроводе также придет в движение со скоростью тем большей, чем больше величина скачка давления. Действительная картина, однако, будет отличаться от описанной, хотя бы потому, что процесс открытия задвижки не мгновенный, а происходит в течение некоторого промежутка времени. С другой стороны, появление утечки неизбежно будет способствовать тому, что давление вблизи задвижки со стороны технологического трубопровода начнет падать.

В зависимости от скорости открывания задвижки возможно различное поведение системы. Если скорость мала, то максимальное значение давления не достигается. Дальнейшее понижение в этих режимах происходит по одной и той же экспоненте. Другие режимы будут возникать в том случае, если открытие задвижки произошло быстро. Дальнейшее падение давления строго индивидуально. Однако, если будем следить только за изменениями давления, то довольно сложно контролировать состояние потока в трубопроводе. Нестационарность, обусловленная быстрым открыванием задвижки в сечении х = 0, не является единственной.

На рисунке 3 представлены полученные на основании программ (Приложения 1-3) графические в виде ломаных линий зависимости скорости и давления в двух критических точках от времени, где моменты запуска и переключения емкостей изображены скачками. Общими для всех осциллограмм является то, что существуют два режима, отличающиеся знаками производных: если режим течения определяется изменениями условий на входе, то все производные имеют одинаковый знак – режим I. В остальное время – в режиме II – росту давления соответствует уменьшение скорости, и, наоборот, уменьшению давления – рост скорости. За исключением отрезка времени , необходимого для распространения сигнала от одного конца до другого, в котором изменения скорости в точках А и В совпадают. Наконец, на отрезке времени , соответствующем переключению емкостей, знаки изменения wА и wВ противоположны.

 Зависимости характеристик потока от времени в двух критических точках -85

Рисунок 3 - Зависимости характеристик потока от времени

в двух критических точках

Далее были рассмотрены и проанализированы свойства характеристик потока в трубопроводе при образовании волн скорости и давления в начальном сечении х = 0.

Основные выводы и рекомендации

  1. Обеспечение прочности и надежности морских подводных трубопроводов являются основой их безопасности. Применяемая в настоящее время в России нормативная база расчетов на устойчивость сухопутных трубопроводов обеспечивает достаточно надежные результаты для участков трубопроводов, проложенных в минеральных грунтах. Однако для трубопроводов, прокладываемых на морском дне, требуется совершенствование существующих методов. Поэтому в диссертации исследованы механизмы потери устойчивости в вертикальной плоскости морских подводных трубопроводов.
  2. По результатам проведенных исследований получены необходимые соотношения для оценки устойчивости и определения проектных параметров, исключающих процессы вертикального выпучивания морских подводных трубопроводов.
  3. Полученные автором соотношения с помощью стандартных операторов и пакетов среды Mathematica последней версии доведены до программного комплекса оценки условий потери устойчивости в вертикальной плоскости трубопровода, позволяющего оценить требуемую глубину его заложения для предотвращения этого явления на морском подводном трубопроводе.
  4. Доказано, что предложенный автором метод оценки устойчивости и требуемой глубины заложения морского трубопровода применим при реальном проектировании и может быть положен в основу разработки соответствующей нормативной документации.
  5. Безопасность эксплуатации морских подводных трубопроводов, в первую очередь, обеспечивается оперативной системой контроля параметров работы и возникновения аварийных ситуаций. Поэтому для обнаружения утечек и определения места повреждения трубопроводов обосновывается метод, заключающийся в интерпретации образующихся при появлении утечки волн разрежения.
  6. Доказано, что образование отверстия сопровождается генерацией внутри трубопровода волн разрежения. Установлены критерии, оп­ределяющие типы образующихся волн разрежения. Выполнена оценка условий, при которых развитие появившегося в морском трубопроводе отверстия обусловлено гидродинамическими силами. Получены аналитические выражения, описывающие переходные процессы в трубопроводе после образования утечки.
  7. Проанализированы переходные процессы в морском тру­бопроводе, исследовано влияние длины трубопровода, свойств среды и времени выхода скорости утечки на квазистационарном уровне.
  8. На основе полученных решений разработан аналитический метод оперативной дистанционной оценки мест образования утечки в морском трубопроводе, обеспечивающий их эксплуатационную надежность на континентальном шельфе.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

  1. Айдуганов В. М. Опыт строительства и эксплуатации трубопроводов из металлопластмассовых труб [Электронный ресурс] / В. М. Айдуганов, Л. И. Волкова, Т. И. Лаптева. – Режим доступа : http://www.ogbus.ru / transport.shtml. - 21.02.06.
  2. Лаптева Т. И. Моделирование процессов образования и обнаружения утечек в трубопроводах [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.ogbus.ru / transport.shtml. - 18.11.06.
  3. Лаптева Т.И. Обеспечение устойчивости и конструктивной прочности морских подводных трубопроводов / Т.И. Лаптева, М.Н. Мансуров // Безопасность морских объектов: тезисы межд. науч.-техн. конф., Москва, 30-31 окт. 2007 г. – Москва : ВНИИГАЗ, 2007. – С. 109-110.
  4. Лаптева Т. И. Обнаружение утечек при неустановившемся течении в трубах [Электронный ресурс] / Т. И. Лаптева, М. Н. Мансуров. - Режим доступа : http://www.ogbus.ru / transport.shtml. - 06.11.06.
  5. Лаптева Т.И. О методах расчета вертикального выпучивания морских трубопроводов / Т. И. Лаптева, М. Н. Мансуров // Наука и техника в газовой промышленности. - 2007. - № 4. – С. 89-97.
  6. Лаптева Т.И. Совершенствование расчетных методов проектирования морских трубопроводов / Т. И. Лаптева, М. Н. Мансуров // Роль науки в развитии топливно-энергетического комплекса: материалы науч.-практ. конф., Уфа, 24 окт. 2007 г. – Уфа : ИПТЭР, 2007. – С. 88-89.

Подписано к печати 13 марта 2008 г.

Заказ № 764102200

Тираж 100 экз.

Объем 1 уч-изд. Л. Ф-т 60х84/16.

Отпечатано в ООО «ВНИИГАЗ»,

Московская область, Ленинский р-н, п. Развилка



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.