Дослідження міцності фасонних елементів магістрального газопроводу

Анотація

Дослідження виконано з метою комплексного числового тривимірного моделювання напруженого
стану відводів, трійників магістральних газопроводів з урахуванням газодинамічних процесів, які
відбуваються в цих фасонних елементах, температурного перепаду в їх стінках.Здійснено 3D моделювання відводу з поворотом на кут 90º і підсиленого накладкою на магістралі і відводі рівнопрохідного трійника магістрального газопроводу. CFD моделюванням досліджено рух газового
потоку 3D моделями фасонних елементів магістрального газопроводу. Моделювання виконано для
рівнопрохідного трійника в якому увесь потік з магістралі перетікає у його відвід. Математична модель базується на розв’язанні системи рівнянь Нав’є–Стокса, нерозривності, замкнених двопараметричною k -e моделлю турбулентності Лаундера–Шарма з відповідними початковими і граничними умовами. Результати моделювання візуалізовано в постпроцесорі ANSYS Fluent R18.2 Academic побудовою полів тиску на контурах та у повздовжньому і поперечному перерізах фасонних елементів. Визначено значення тиску в різних точках внутрішньої порожнини фасонних елементів, виявлено місця
підвищення та падіння тиску. В модулі ANSYS Transient Thermal виконано моделювання температурного перепаду в стінках відводу, трійника магістрального газопроводу. Результати CFD та температурного моделювання імпортовано у механічний модуль ANSYS Static Structural, де методом скінченних елементів виконано моделювання напруженого стану фасонних елементів магістрального газопроводу з урахуванням газодинамічних процесів, які відбуваються у їхній внутрішній порожнині, та температурного перепаду в стінках. Результати моделювання візуалізовано побудовою тривимірних кольорових полів еквівалентних напружень за Мізесом у трійнику та відводі. Виявлено місця максимальних еквівалентних напружень в стінці досліджуваних фасонних елементів.