Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: gas flow dynamics

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

An approach to coupling the gas flow dynamics and thermodynamics of hydrogen solubility in L485ME steel grade for estimation of fracture toughness

100%

Witek M. , Uilhoorn F.

2023

tom Vol. 44, no 4

381--403

The paper presents the problem of coupling the gas flow dynamics in pipelines with the thermodynamics of hydrogen solubility in steel for the estimation of the fracture toughness. In particular, the influence of hydrogen blended natural gas transmission on hydrogen solubility and, consequently, on fracture toughness is investigated with a focus on the L485ME low-alloy steel grade. Hydraulic simulations are conducted to obtain the pressure and temperature conditions in the pipeline. The hydrogen content is calculated from Sievert’s law and, as a consequence, the fracture toughness of the base metal and heat-affected zone is estimated. Experimental data is used to define hydrogen-assisted crack size propagation in steel as well as to a plane strain fracture toughness. The simulations are conducted for a real natural gas transmission system and compared against the threshold stress intensity factor. The results showed that the computed fracture toughness for the heat-affected zone significantly decreases for all natural gas and hydrogen blends. The applied methodology allows for identification of the hydrogen-induced embrittlement susceptibility of pipelines constructed from thermomechanically rolled tubes worldwide most commonly used for gas transmission networks in the last few decades.

An example of pressure and velocity wave propagation in a model of a ventilation drift

84%

Krawczyk J.

tom Vol. 47, nr 4

489-497

The paper the subject of which is concerned with an aspect of gas-flow dynamics in connection with mine ventilation systems, presents a comparison of measured and calculated transient flow effects induced by a sudden closure of the inlet of a straight pipeline. With the use of laboratory simulation a numerical model of flow phenomena was constructed. This model was applied with the use of the author's computer program, based on the reduction of compressible fluid flow to one dimension. The results of measurements and the simulation are presented in graphical form. The recorded and calculated propagation of pressure and velocity waves were compared. Similarities and differences are emphasised and the paper attempts to explain the effects.

Przepływy w kopalnianych sieciach wentylacyjnyeh są zwykle modelowane w oparciu o przybliżenie jednowymiarowego przepływu. Zależnie od zakresu rozpatrywanych zjawisk i złożoności sieci stosowane są opisy o różnym stopniu uproszczenia. Jednym z najbardziej złożonych, a tym samym uniwersalnych metod jest model jednowymiarowego nieustalonego przepływu powietrza kopalnianego, traktowanego jako gaz doskonały. Stanowił on podstawę do stworzenia programu komputerowego do symulacji. Wiarygodność modelu można ocenić na drodze eksperymentalnej. Wywoływanie i pomiar zaburzeń przepływu w rzeczywistych obiektach byłoby trudne do realizacji i mogłoby stworzyć rozmaite zagrożenia, dlatego w tym przypadku weryfikację modelu przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, korzystając ze stanowiska do badania pracy wentylatorów. Niniejszy artykuł jest prezentacją wyników doświadczalnej oceny wiarygodności modelu. Stanowisko schematycznie przedstawiono na rysunku l. Dokładne określenie natężenia przepływu w stanie ustalonym zapewnia kryza, która wraz z ulownicami i rurociągiem tworzy odcinek pomiarowy o długości 10,44 m. Zainstalowano szereg czujników, które mierzą różnice ciśnień przy ściance rur względem atmosfery (ich położenie oznaczono literami A. B. C. D. E i W na rys. l). Dodatkowo na stanowisku zamontowano przepustnicę typu Iris, która służy do regulacji i przybliżonego pomiaru wydatku. Oba urządzenia nie są przeznaczone do pomiaru szybkozmiennych przepływów, dlatego wyliczone według statycznych charakterystyk wartości wydatku należy traktować jako orientacyjne. Wyniki pomiarów porównywano z obliczeniami dla modelu jednowymiarowego nieustalonego przepływu płynu ściśliwego (Litwiniszyn 1957; Fox 1977; Dziurzyński 200 l). Pomiar rozpoczęto przy pracującym wentylatorze, a dopływ powietrza do rurociągu był dławiony przesłoną. W rurociągu występowały znaczne fluktuacje ciśnienia. Wartość podciśnienia przed wentylatorem była zauważalnie mniejsza, prawdopodobnie wskutek oddziaływania wirnika. Podczas późniejszych pomiarów zamontowano przed wentylatorem dodatkową ulownicę, co spowodowało zwiększenie podciśnienia mierzonego w punkcie W dla zakresu małych wydatków i przywróciło spodziewany rozkład ciśnień. Niestety, nie było możliwości powtórzenia pomiarów, dlatego przy doborze modelu matematycznego stanowiska przyjęto odpowiednio skorygowaną charakterystykę (rys. 2), tak by ciśnienia obliczane dla zadławionego przepływu były lepiej dopasowane do zmierzonych przez większość czujników (rys. 3). Szybkie rozsunięcie przesłony spowodowało zadanie skoku ciśnienia o stromym zboczu. Porównując przebiegi czasowe ciśnień w czujnikach umieszczonych wzdłuż rurociągu (rys. 3) można dostrzec propagację fali ciśnienia, która dochodzi do wentylatora, odbija się i wraca do wlotu. Występują też odbicia od mniejszej przeszkody w przepływie, jaką jest kryza pomiarowa. Jednocześnie narasta wydatek przepływu, obliczany na podstawie pomiaru ciśnień na kryzie. Pewne wnioski odnośnie do przepływu w okolicy wentylatora można wysnuć obserwując przedstawiony na rysunku 2 rozkład punktów odpowiadających zarejestrowanym podczas stanu przejściowego wartościom wydatku i ciśnienia przed wentylatorem. Dla małych wartości wydatku amplituda oscylacji była znaczna, czemu odpowiada rozrzut punktów. W miarę wzrostu wydatku przepływ uspokajał się, czemu odpowiada zagęszczanie się chmury punktów pomiarowych. Chmura ta leży zauważalnie poniżej charakterystyki wentylatora, otrzymanej dla stanu ustalonego. Dla wartości obliczonych (linia przerywana na rysunku 2) tendencja jest podobna, choć znacznie mniej nasilona. Jeśli punkty interpretowalibyśmy jako charakterystykę wentylatora w stanie dynamicznym, to wyraźnie odbiega ona od charakterystyki statycznej. Wśród różnic zauważalnych podczas porównywania wyników symulacji i pomiarów można wskazać na: dodatkowe pulsacje ciśnienia widoczne na zmierzonych przebiegach, również obecne w stanach ustalonych - są one związane z turbulencją przepływu, silniejsze tłumienie zmierzonych oscylacji. Jest to uzasadnione tym, że w rzeczywistym przepływie przyczyną tłumienia są straty wskutek lepkości, związane głównie ze złożonym profilem prędkości (Stecki J.S.), nie uwzględnianym przez jednowymiarowe przybliżenie, mniejszy okres obliczonych oscylacji - trudno to wyjaśnić; w obliczeniach należałoby zwiększyć długość rurociągu o około 0,8 m, szybsze narastanie prędkości - model nie uwzględnia bezwładności powietrza poza stanowiskiem, może to być też skutkiem zmian charakterystyki wentylatora w stanach dynamicznych, największe rozbieżności występują dla warunków przepływu w pobliżu wentylatora. Widać je nie tylko na przebiegach zmienności ciśnienia w czasie, ale także na płaszczyźnie (rys. 2). Wiele cech przebiegów jest jednak podobnych - na przykład tendencje do zmian nachyleń i kształt kolejnych fal. Efektywne badanie zjawisk zachodzących w systemach wentylacyjnych może być osiągnięte dzięki skojarzeniu pomiarów i symulacji. Porównywanie wyników przyczynia się do lepszej interpretacji danych pomiarowych, a także oceny ograniczeń i poprawy wiarygodności stosowanych modeli matematycznych.