Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pressure pulsations in power hydraulics systems

Lech Tomasz

Mining Machines

|

2020

|

no. 3

34--42

EN

The paper discusses the problem of pressure pulsation in hydraulic systems. The most important causes of pressure disturbances were discussed, such as: instability of the pump performance, variability of the system load and transient states related to the control of the system. The next part presents the threats caused by pressure fluctuations. On the one hand, the effects of the occurrence of a water hammer are presented, as a temporary exceeding of the maximum operating pressure of the system. On the other hand, the problem of fatigue strength of the system was presented, which was illustrated on the example of tests and calculations of hydraulic cylinders and hydraulic hoses. In the last part, the author indicated further directions of literature, simulation and experimental research.

PL

W pracy został omówiony problem występowania pulsacji ciśnienia w układach hydraulicznych. Poruszono najważniejsze przyczyny powstawania zaburzeń ciśnienia takie jak: niestabilność wydajności pompy, zmienność obciążenia układu oraz stany przejściowe związane z sterowaniem układem. W kolejnej części przedstawiono zagrożenia wywoływane przez fluktuacje ciśnienia. Z jednej strony zostały przedstawione skutki wystąpienia uderzenia hydraulicznego, jako doraźne przekroczenie maksymalnego ciśnienia roboczego układu. Z drugiej strony przytoczono problem wytrzymałości zmęczeniowej układu, który został zobrazowany na przykładzie badań i obliczeń siłowników hydraulicznych oraz węży hydraulicznych. W ostatniej części autor wskazał dalsze kierunki badań literaturowych, symulacyjnych i eksperymentalnych.

2

Research on the pulsatile induced flow in a straight pipe with the MATLAB programming environment

Rydlewicz W., Pałczyński T.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2016

|

nr 150

61--72

EN

Research on the pulsatile induced flow in a straight pipe was performed at the Institute of Turbomachinery of Lodz University of Technology. The subject under investigation was the influence of orifice plates, which were installed in the inlet of the pipe, on the pressure pulsation levels in this pipe. A substantial amount of measurements involved in the research required automatization of data acquisition and processing. This was achieved by the conversion of the measurement stand, which had previously been created at the Institute of Turbomachinery, followed by preparation of original scripts/software in the MATLAB programming environment.

PL

W Instytucie Maszyn Przepływowych PŁ przeprowadzono badania wpływu kryzowania na wlocie do prostego przewodu rurowego na przebieg zmienności ciśnienia (amplitudę pulsacji ciśnienia) wywołanych wymuszeniem pulsacyjnym w tym przewodzie. Ze względu na dużą liczbę pomiarów zastosowano metody umożliwiające automatyzację akwizycji oraz przetwarzania danych. W tym celu zmodyfikowano istniejące w Instytucie Maszyn Przepływowych stanowisko pomiarowe oraz opracowano autorskie programy w środowisku programistycznym MATLAB.

3

CFD impulse flow simulation through shaped nozzles

Cyklis P., Młynarczyk P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 1-M

75--82

EN

Pressure pulsations in volumetric compressor manifolds are important issues in the compressor plant operation. For pressure pulsation attenuation, mufflers designed using the Helmholtz resonator approach are applied. Nowadays, the variable revolution speed compressors requires new design methods for pressure pulsation damping elements. One of the possibilities to attenuate the pressure pulsations is the introduction of specially shaped nozzles in the gas duct flow. In this paper, the impulse flow simulations conducted in FLUENT/ANSYS. The experimental validation of the simulation results is also presented.

PL

Pulsacje ciśnienia są ważnym problemem w instalacjach sprężarek wyporowych. Do projektowania tłumików pulsacji ciśnienia wykorzystuje się metodę Helmholtza Aktualnie coraz większe zastosowanie znajdują sprężarki o zmiennej prędkości obrotowej. Jedną z możliwości jest zainstalowanie dyszy tłumiącej. W artykule tym przedstawiono wyniki symulacji przepływu impulsowego w oprogramowaniu FLUENT/ANSYS Uzyskane wyniki zostały skonfrontowane z wynikami uzyskanymi na stanowisku badawczym.

4

The role of the CFD modelling in the shape optimization of the pressure pulsations dampers

Cyklis P., Młynarczyk P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 2-M

11--18

EN

Pressure pulsations in volumetric compressors systems have an important influence on the compression power and reliability. This problem occurs not only in huge compressor systems, as in the natural gas piping, in gas mines or national transport systems, but also in a small refrigeration compressors in domestic applications. Nowadays, it is necessary to develop pressure pulsation damping elements which will be effective for different mass flow rate values. One of the solutions are passive damping elements in the form of various types of nozzles. In addition to the decrease of pressure pulsations value, the result is also an increase in power consumption of the compression. Therefore, shape optimization is necessary. In the article the possibility of optimizing the shape of such elements using computational simulations is discussed.

PL

Pulsacje ciśnienia w instalacjach sprężarek wyporowych mają duży wpływ na ich moce sprężania oraz niezawodność. Problem ten pojawia się nie tylko w dużych systemach sprężarkowych, jak na przykład w sprężarkach gazu ziemnego w kopalniach i rurociągach transportowych, ale również w małych sprężarkach chłodniczych w zastosowaniach domowych. Aktualnie konieczne jest opracowanie elementów tłumiących pulsacje ciśnienia dla różnych wartości strumienia przepływającego czynnika. Jednym z rozwiązań są pasywne elementy tłumiące w postaci różnego rodzaju zwężek. Poza spadkiem wartości pulsacji ciśnienia efektem jest również wzrost poboru mocy sprężania. Wymagana jest więc optymalizacja kształtu takich elementów. Niniejszy artykuł rozważa możliwość przeprowadzania optymalizacji kształtu pasywnych tłumików pulsacji ciśnienia przy pomocy symulacji komputerowych.

5

Nozzle suppressed pulsating flow CFD simulation issues

Cyklis P., Młynarczyk P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 1-M

21--29

EN

Pressure pulsations in volumetric compressor manifolds are one of the most important problems in compressor operation. These problems occur not only in huge compressor systems such as those used in natural gas piping in gas mines or national transport systems, but also in small refrigeration compressors found in domestic applications. Nowadays, systems require a new approach since in all applications, variable revolution speed compressors are introduced. Mufflers designed in a conventional way on the basis of the Helmholtz theory only have good pressure pulsation damping action within the designed frequency range. In the case of revolution speed change, the reaction of the damper designed according to the Helmholtz theory may be insufficient. Therefore, any innovative ideas for pressure attenuation is welcomed by the compressor industry. One of the possibilities to attenuate pressure pulsations over a wide range of frequencies is the introduction of specially shaped nozzles in the gas duct flow directly after the compressor outlet chamber. It is obvious that the nozzle attenuates pressure and flow pulsations due to energy dissipation, but at the same time, it also raises the requirement for the pumping power of the compressor. The estimation of nozzle pulsation attenuation may be assessed using CFD simulation. In the paper, the influence of the time step and viscous models choices have been shown. The differences between viscous and inviscid gas models have been shown.

PL

Pulsacje ciśnienia w instalacjach sprężarek wyporowych są jednym z najważniejszych problemów w eksploatacji sprężarek. Problem ten pojawia się nie tylko w dużych systemach sprężarkowych, jak na przykład w sprężarkach gazu ziemnego w kopalniach i rurociągach transportowych, ale również w małych sprężarkach chłodniczych w zastosowaniach domowych. Aktualnie te systemy wymagają nowego podejścia, jako że we wszystkich zastosowaniach wprowadzane są sprężarki o zmiennych prędkościach obrotowych. Tłumiki projektowane zgodnie z teorią Helmholtza mają dobre wskaźniki tłumienia pulsacji tylko w projektowym zakresie częstotliwości. W przypadku zmian prędkości obrotowej sprężarki działanie tłumika opartego na teorii Helmholtza może być niewystarczające. Dlatego każda innowacyjna technika tłumienia pulsacji ciśnienia jest oczekiwana przez przemysł sprężarkowy. Jedną z możliwości tłumienia pulsacji w szerokim zakresie jest zastosowanie zwężek kształtowych wprowadzonych bezpośrednio na tłoczeniu sprężarki. Oczywiście zwężka taka ogranicza pulsacje, powodując jednak równocześnie zwiększenie mocy potrzebnej do sprężania czynnika. Ocena efektywności tłumienia pulsacji ciśnienia może być oceniona na podstawie wyników symulacji CFD. W pracy pokazano wpływ modelu gazu lepkiego i doboru kroku czasowego na wyniki symulacji. Przedstawiono także różnice w wynikach dla gazu ściśliwego i nieściśliwego.

6

Wpływ warunków formowania wstęgi w części sitowej maszyny papierniczej na właściwości papierów higienicznych

Reczulski M., Szewczyk W.

Przegląd Papierniczy

|

2013

|

R. 69, nr 2

125--130

PL

Dynamiczny rozwój rynku papierów higienicznych powoduje nie tylko wzrost ilości produkowanych papierów, ale także stawia coraz większe wymagania co do ich jakości. Jednocześnie w produkcji tego rodzaju papierów można zaobserwować trendy związane z ekologią i zmniejszaniem kosztów produkcji i zużycia surowców (1). Znaczna część papierów higienicznych produkowana jest na bazie włókien wtórnych. Stosowanie tańszych surowców i mniejszych gramatur sprzyja zmniejszeniu zużycia materiałów i obniżeniu cen wyrobów. W tej sytuacji osiągnięcie wysokiej jakości papierów wymaga zachowania wysokich reżimów technologicznych i utrzymania właściwego stanu technicznego maszyn. Konsumenci wymagają od wyrobów higienicznych odpowiednich właściwości użytkowych zarówno w zakresie estetyki, jak i wytrzymałości. Cechy te są kształtowane w całym procesie produkcji wyrobu finalnego, tzn. zarówno podczas wytwarzania jak i przetwarzania papieru, ale już dla poprawnego przebiegu procesów przetwórczych wymagane są określone właściwości mechaniczne surowca. Podstawowe z nich to odpowiednia przepuszczalność powietrza, wytrzymałość i rozciągliwość w kierunku maszynowym i poprzecznym, a w szczególnych przypadkach określony współczynnik ortotropii wytrzymałości lub rozciągliwości. Powszechnie wiadomo, że wymagana w przypadku papierów higienicznych „krepa” uzyskiwana jest w procesie suszenia na cylindrze Yankee, a jej wartość może być regulowana poprzez odpowiednie zróżnicowanie prędkości cylindra i nawijaka (2). Na wiele cech struktury włóknistej, a w szczególności na grubość i pulchność, wpływa proces prasowania. Ale na wytrzymałość papieru na rozciąganie, jego rozciągliwość w kierunku poprzecznym, czy przezrocze największy wpływ ma formowanie wstęgi w części sitowej (3). Właściwości te są w znacznym stopniu zależne od charakteru ułożenia włókien, który po opuszczeniu części mokrej jest już w zasadzie określony i w procesie suszenia ulega niewielkim zmianom.

EN

A dynamic growth of tissue market not only increases production capacity but also quality requirements. Apart from that, in the production of this paper grade we observe trends focused on environmental protection and reduced costs of production and consumption of raw materials (1). Significant volume of tissue paper is manufactured from secondary fibres. Cheaper raw materials and lower grammage contribute to reduced consumption of materials and lower prices for tissue products. In such situation, to obtain high quality of paper, higher technological and technical standards are required. Consumers expect tissue products with high esthetical and strength properties. These properties are formed in the entire production process of a final product, i.e. during paper manufacturing and converting. However, to maintain efficient converting processes, specific mechanical properties of raw materials are required. The basic properties include air permeability, strength and elasticity in machine and cross direction and, in some cases, a specific index of strength or elasticity. It is well known, that a crepe effect is obtained in drying process on Yankee cylinder and its value can be controlled by a speed of cylinder and winder (2). Various properties of fibrous structure, especially thickness and bulkiness, are impacted by pressing process. However, paper tensile strength, elasticity in cross direction or transparency are mainly affected by sheet formation in the wire section (3). These properties significantly depend on the fibres formation type, which when leaving a dry end is almost fixed and does not change much when being dried.

7

Impact of the Volute Basic Circle Diameter of Sewage Pump on Pressure Pulsation

Li W., Shi W., Jiang X., Jiang T., Chen B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3b

232--235

EN

The unsteady flow field in the channel sewage pump with three different basic circle diameters of volutes were numerically simulated based on the Fluent commercial software, using the standard k-ε turbulence model, the SIMPLE algorithm, and the sliding mesh technique. By setting pressure measurement points, the pressure pulsation in different positions can be obtained. The impact of the basic circle diameter of volute on the internal pressure pulsation characteristics of a sewage pump was analyzed based on frequency domain and time domain graphs. The results show that the smaller the basic circle diameter of volute is, the more turbulent the pressure pulsation is. The Coefficient of pressure pulsation amplitude reaches the maximum value with small gaps in the volute and impeller clearance. The closer the monitoring point to the cutwater, the greater the amplitude of pressure pulsation. In a flow channel of volute, the pressure fluctuation presents cyclical changes, and a small gap flow reaches the strongest unsteady characteristics. Pressure pulsation cycle is associated with the number of impeller blades and a period of three peaks is the blade passing frequency. The dominant frequency of pressure pulsation is 73.5Hz, which is the threefold frequency of rotation frequency.

PL

W artykule przedstawiono wyniki i opis symulacji przepływu w pompie kanalizacyjnej z trzema różnymi średnicami sprężyn napędowych. W badaniach wykorzystano oprogramowanie Fluent, jeden ze standardowych modeli turbulencji (k-epsilon), algorytm SIMPLE oraz technikę siatki przesuwnej. W analizie skupiono się na przypadku wystąpienia zakłóceń przepływu w kanale. Dokonano analizy wyników i przedstawiono wnioski.

8

CFD analysis of the impulse flow damping by the specially shaped nozzle

Młynarczyk P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2013

|

R. 110, z. 1-M

255--261

EN

The vibrations and noise caused by pressure pulsations are one of the major problems in volumetric compressors manifolds. There is still no easy solution for this problem. Passive damping of those pulsations is possible using specially shaped nozzle placed in place of the straight tube. Experimental analysis of the pressure pulsations damping caused by a nozzle is possible however only some arbitrary chosen nozzle shapes can be investigated. The analysis of damping of the impulse flow by the nozzle using CFD simulation is more general and gives the possibility to estimate the nozzle influence on the pulsating flow in theoretical way, so many different shapes can be investigated. In this paper examples of impulse flow damping factors for three different nozzles have been shown.

PL

Wibracje i hałas powodowane pulsacjami ciśnienia są jednym z głównych problemów pojawiających się przy eksploatacji układów sprężonego powietrza. Wciąż nie ma prostego rozwiązania dla tego typu problemów. Pasywne tłumienie tych pulsacji można osiągnąć wykorzystując dysze o specjalnym kształcie. Artykuł prezentuje próbę symulacji impulsu jednostkowego poprzez trzy typy elementów tłumiących oraz opisuje wpływ kształtu elementu na pulsacje ciśnienia występujące w układzie.

9

Efektywność modelowania pulsacji czynnika zanieczyszczonego olejem w instalacjach sprężarkowych za pomocą CFD

Kantor R.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2011

|

R. 108, z. 4-M/1

171-178

PL

W większości instalacji sprężarkowych występuje olej lub inne ciekłe frakcje rozproszone w gazie. Istotnym niekorzystnym zjawiskiem są również pulsacje ciśnienia. W artykule przeprowadzono symulacje porównawcze odpowiedzi elementu na wymuszenie impulsowe z wykorzystaniem dostępnych modeli wielofazowych w programach CFD. Ponadto pokazano wpływ zawartości oleju na kształt odpowiedzi impulsowej.

EN

In most compressor installations, there are oil or other liquid fractions dispersed in gas. A significant negative phenomena are also pressure pulsations. The paper shows comparative simulations of the impulse response of the element using available CFD multiphase models. Moreover, the influence of oil dispersed in gas on the impulse response is shown.

10

Transmittance estimation for any element of volumetric compressor manifold using CFD simulation

Cyklis P.

Archive of Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. LVI, nr 2

157-171

EN

Pressure pulsations occurring in volumetric compressors manifold are still one of the most important problems in design and operation of compressor plants. The resulting vibrations may cause fatigue cracks and noise. Accuracy of the contemporary method is not sufficient in many cases. The methods for calculating pressure pulsation propagation in volumetric compressors manifolds are based on one-dimensional models. In one-dimensional models, the assumption is made that any installation element may be simplified and modeled as a straight pipe with given diameter and length or as a lumped volume. This simplification is usually sufficient in the case of small elements and long waves. In general, the geometry of the element shall be also considered. This may be done using two ways: experimental measurements of pressure pulsations, which lead to transmittance approximation for the investigated element, or CFD analysis and simulation for the acoustic manifold element. In this paper, a new method based on Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation is presented. The main idea is to use CFD simulation instead of experimental measurements. The impulse flow excitation is introduced as a source. The results of simulation are averaged in the inlet and outlet cross sections, so time only dependent functions at the inlet and outlet of the simulated element are determined. The transmittances of special form are introduced. On the basis of introduced transmittances, the generalized four pole matrix elements and impedance matrix elements may be calculated. The method has been verified on the basis of experimental measurements.

PL

Pulsacje ciśnienia powstające w instalacjach sprężarek wyporowych są wciąż jednym z najważniejszych problemów przy projektowaniu i eksploatacji stacji sprężarkowych. Wynikające z nich drgania mogą powodować pęknięcia zmęczeniowe i hałas. Dokładność współczesnych metod obliczeniowych jest w wielu przypadkach niewystarczająca. Metody obliczające pulsacje ciśnienia w instalacji bazują na modelach jednowymiarowych. W tych metodach czynione jest założenie że każdy element instalacji można zastąpić rurą o stałym przekroju i określonej długości lub zbiornikiem jako parametrem skupionym. To założenie jest zwykle wystarczające w przypadku małych elementów i długich fal akustycznych. Ogólnie jednak geometria elementu powinna być również brana pod uwagę. To można zrobić dwoma metodami: poprzez pomiary eksperymentalne pulsacji ciśnienia co prowadzi do estymacji transmitancji dla badanego elementu lub przez analizę CFD i symulację elementu akustycznego instalacji. W niniejszej pracy zaprezentowano nowę metodę opartą na symulacji CFD (Computational Fluid Dynamics). Główną ideą jest zastosowanie CFD zamiast badań eksperymentalnych. Wprowadzone jest przepływowe wymuszenie impulsowe jako źródło. Wyniki symulacji są uśredniane w przekroju wlotowym i wylotowym, w ten sposób otrzymuje się funkcje zależne wyłącznie od czasu dla badanego elementu. Na podstawie obliczonych transmitancji oblicza się macierz impedancyjną i cztero-biegunową. Metoda została zweryfikowana w oparciu o badania eksperymentalne.

11

Wpływ obecności oleju w gazie na wyniki zwężkowego pomiaru przepływu

Kantor R.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2002

|

R. 99, z. 6-M

15--24

EN

Oil and other particle fluid fractions are nearly always dispersed in the industrial compressor installation. Also pressure pulsation occurs, especially in positive-displacement gas compressor manifolds. To define the influence of oil contamination ang flow pulsation on the mass flow measurement author used the orifice flow measurement method. It may be precisely calculated according to polish standard. Errors resulting from this interference and restrictions of orifice flow measurement method are shown. The CFD program FLUENT was used for simulation.

12

Wpływ pulsacji przepływu na układ zasilania silnika gazowego

Cupiał K., Szwaja S.

Journal of KONES

|

1999

|

Vol. 6, No. 3-4

45-52

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań układu zasilania silnika gazowego złożonego z przeponowego reduktora ciśnienia i mieszalnika stałoprzelotowego. Badania dotyczyły wpływu pulsacji przepływu występujących w kolektorze dolotowym silnika na pulsacje ciśnienia i drgania przepony w komorze ostatniego stopnia reduktora ciśnienia gazu. Na podstawie analizy modelu układu i badań doświadczalnych stwierdzono, że pulsacje ciśnienia występujące w kolektorze dolotowym silnika tłokowego przedostają się do traktu gazowego oraz do komory niskociśnieniowego stopnia reduktora przeponowego i w pewnych warunkach mogą wywołać rezonansowe drgania przepony tegoż reduktora oraz znaczny wzrost amplitudy pulsacji ciśnienia w komorze reduktora. Rezultatem tych zjawisk mogą być niepożądane wahania składu mieszanki palnej dostarczanej do cylindrów.

EN

An experimental research and a mathematical model of a gas feeding system of a 4- stroke I.C. engine were shown in this article. This gas feeding system consists of a mixer and a pressure reducer, which were joined to each other with a rubber pipe. Two free vibration frequences of that system were calculated. One of these free vibration frequencies is linked with physical parameters of a diaphragm of the reducer, the second one - with geometric parameters of a zero-overpressure chamber of the reducer and with physical parameters of LPG- or CNG-gas. Pressure fluctuation inside both the mixer-chamber and a zero-overpressure chamber of the pressure reducer were measured. It was found that a resonance effect could take a place in such a feeding system like performed and may increase both pressure fluctuations in a zero-overpressure chamber of a reducer and vibration of a diaphragm in this chamber.