Numeryczna analiza warunków pracy rurociągu przesyłowego w stanie nieustalonym

• Autorzy: Babul Konrad

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2020.11.4

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of operating conditions of the transmission pipeline in transient states

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Numeryczne symulacje przepływu, odwzorowujące modelowo rzeczywiste i zmienne w czasie warunki pracy instalacji obiektów kubaturowych i liniowych w dużej skali przemysłowej, umożliwiają jeszcze na etapie fazy projektowania wykonanie analizy ryzyka procesowego (HAZOP), przeprowadzenie wielowariantowej parametrycznej optymalizacji ekonomiczno-technologicznej oraz dokonanie wyboru najkorzystniejszego wariantu inwestycyjnego. Jednym z elementów tego typu analiz wykonywanych dla dużych strumieni objętości cieczy przesyłanych długimi rurociągami technologicznymi, może stanowić dobór odpowiednich czasów zamknięcia zaworów, który w efekcie minimalizacji zagrożeń związanych ze zjawiskiem uderzenia hydraulicznego, przyczyni się do zastosowania niższej klasy ciśnieniowej rurociągów lub pozwoli uniknąć potrzebę montażu akumulatorów hydraulicznych. W artykule przedstawiono analizę warunków pracy układu hydraulicznego z rurociągiem przesyłowym wody technologicznej. Numerycznej weryfikacji poddana została procedura zamknięcia zaworów oraz wyłączenia układu pompowego. Zmiana parametrów pracy i charakterystyki geometrycznej układu hydraulicznego była źródłem stanów nieustalonych związanych z przepływem wody w rurociągu przesyłowym. Na podstawie przeprowadzonych symulacji wykazane zostały zagrożenia związane z możliwością wystąpienia zjawiska uderzenia hydraulicznego, prowadzące do skokowych przyrostów i spadków cieśnienia w układzie hydraulicznym. Występujący negatywny wpływ przepływów wstecznych wewnątrz rurociągu przesyłowego został skutecznie ograniczony w oparciu o przedstawioną procedurę doboru czasu zamknięcia zaworu. Weryfikacja warunków pracy układu hydraulicznego została przeprowadzona na podstawie wyznaczonego przebiegu zmian ciśnienia statycznego w rurociągu oraz określonych wartości granicznych tego ciśnienia, które w analizowanych warunkach pracy układu nie powinny zostać przekroczone.

EN

Numerical fluid flow simulations, which enable to model the real and transient operating conditions of large-scale industrial installations, make it possible to conduct process risk analysis (HAZOP), multi-variant parametrical economic and technological optimization, as well as selection of the most favorable variant for investment at the design stage. One of the elements of this type of analysis, which are performed for large volumetric flow rates of liquids through long technological and transmission pipelines, may be the selection of appropriate valve closing times, which as a result of risk minimizing associated with the phenomenon of water hammer, will contribute to the use of a lower pressure class of pipelines or avoid the need to install of surge tanks. The article presents analysis of operating conditions of the hydraulic system with a process water transmission pipeline. The subject for numerical verification was the procedure, which includes closure of valves and switching off of the pumping system. The change of operating parameters and geometrical characteristics of the hydraulic system were the source of transients flow of water in the transmission pipeline. Based on the numerical simulations we demonstrated hazards related to the possibility of the phenomenon of water hammer, which lead to sudden increases and drops in pressure in the hydraulic system. The negative influence of backflows inside the transmission pipeline were effectively limited, based on the presented procedure of the valve closing time setting. Verification of operating conditions of the hydraulic system was carried out on the basis of the determined course of static pressure changes in the pipeline and specified limit values of this pressure, which should not be exceeded in analyzed operating conditions of the system.

Słowa kluczowe

PL

instalacje wody ciepłej; Legionella; ocena zanieczyszczenia

EN

hot water systems; Legionella; contamination assessment

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 11
• Strony: 30--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Babul Konrad

• Katedra Technologii Energetycznych, Turbin i Modelowania Procesów Cieplno-Przepływowych, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Jones G. M., Sanks R. L., Tchobanoglous G., Bosserman II B. E., Pumping station design, Third edition, Elsevier, 2008, DOI: 10.1016/B978-1-85617-513-5.X5001-X
• [2] Ghidaoui M. S., Zhao M., McInnis D. A., Axworthy D. H., A review of water hammer theory and practice, Applied Mechanics Reviews, 2005, Vol. 58(1), pp. 49-76, DOI: 10.1115/1.1828050
• [3] Sharp B. B., Sharp D. B., Water hammer: Practical solutions, Butterworth-Heinemann, 1996
• [4] Emami M., Mohebi M. H., Aghamajidi R., Sensitivity analysis of different parameters on dynamic loads due to water hammer in water pipe lines projects (GRP Pipe), Specialty Journal of Engineering and Applied Science, 2019, Vol. 4 (2), pp. 6-16
• [5] VDI Heat Atlas, Second edition, Springer, 2010, DOI: 10.1007/978-3-540-77877-6
• [6] Skowroński M., Układy pompowe, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2009
• [7] Hanif Chaudhy M., Applied hydraulic transients, Third edition, Springer, 2014, DOI 10.1007/978-1-4614-8538-4.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).