ДОСЛІДЖЕННЯ ГАЗОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ТРУБОПРОВІДНИХ КОМУНІКАЦІЯХ ПІД ЧАС ЇХ БЕЗТРАНШЕЙНОЇ РЕКОНСТРУКЦІЇ ТЕХНОЛОГІЄЮ “ТЯГОВИЙ ПОРШЕНЬ”
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9868-2019-1(31)-43-53Ключові слова:
CFD моделювання, втрати тиску, динамічна сітка, лінії течії, поліетиленова труба, потік повітря, протягування, рівняння Нав’є-Стокса.Анотація
Описано технологію безтраншейної реконструкції трубопровідних комунікацій “Тяговий поршень$”, яка полягає в протягуванні нового поліетиленового трубопроводу в зношений сталевий поршнем. При цьому, щоб в запоршневому просторі підтримувався необхідний тиск, простір між новим поліетиленовим трубопроводом та зношеним сталевим герметизується.
Здійснено 3D моделювання міжтрубного та запоршневого простору, де відбувається складний турбулентний рух потоку повітря. Виконано CFD моделювання газодинамічних процесів у міжтрубному та запоршневому просторі під час протягування поршнем поліетиленового трубопроводу зношеним сталевим трубопроводом в програмному комплексі ANSYS Fluent. Математична модель базується на розв’язанні рівнянь Нав’є-Стокса і нерозривності потоку, замкнених двопараметричною моделлю турбулентності Лаундера-Шарма з застосуванням пристінної функції, з відповідними початковими і граничними умовами. Для моделювання руху поршня та протягуваного ним поліетиленового трубопроводу було застосовано модель динамічної сітки. Було вибрано тип перебудови параметрів динамічної сітки під час протягування поршнем нового поліетиленового трубопроводу в дефектний сталевий – Layering.
Результати моделювання були візуалізовані в постпроцесорі програмного комплексу побудовою ліній течії, векторів швидкості, полів тиску на контурах і в повздовжньому перерізі міжтрубного та запоршневого простору. Визначались точні значення швидкості, тиску в різних точках міжтрубного та запоршневого простору. Досліджено структуру потоку повітря у запоршневому та міжтрубному просторі. Виявлено місця сповільнення та пришвидшення потоку повітря, падіння та зростання тиску. Визначено втрати тиску в міжтрубному просторі.
Завантаження
Посилання
David W. Rusch internal repair of pipeline leaks using pressure – activated sealant [Теxt]. SPE. Report for Eastern Regional Meeting in Charleston. West Virginia, USA., 15–17 September 2004.
In-pipe robot based on selective drive mechanism [Теxt] / S. Roh, D. Kim, J. Lee [and others]. International Journal of Control, Automation and Systems. Vol. 7. P. 105–112.
Kutz G. E. Predicting I/I Reduction for Planning Sewer Rehabilitation [Теxt]. Trenchless Pipeline Projects: Practical Applications. New York : ASCE, 1997. P. 103–110.
Lueke S. J., Ariaratnam T. S. Rehabilitation of underground infrastructure utilizing trenchless pipe replacement [Теxt]. Practice Periodical on Structural Design and Construction, ASCE. 2001. Vol. 6. No. 1. P. 25–34.
McKim A. R. Selection method for trenchless technologies [Теxt]. Journal of Infrastructure Systems, ASCE. 1997. Vol. 3. No. 3. P. 119–125.
Roh S.G., Choi H.R. Differential-drive in-pipe robot for moving inside urban gas pipelines [Теxt]. IEEE Transactions on Robotics. 2005. Vol. 21. No 1. P. 1–17.
Zwierzchowska A. Technologie bez-wyko-powej budowy sieci gazowych, wodociagowych i kanalizacyjnych [Теxt]. Kielce : Politechnika swietokrzyska, 2006. 180 p.
Poliarush K. A., Doroshenko Ya. V., Tykhonov S. I., Babii A. R. Suchasni tekhnolohii beztransheinoho remontu teplohazovykh merezh. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2016. No 1(58). P. 41–51.
Doroshenko Ya.V., Poliarush K.A., Zapukhliak V.B. Rozroblennia tekhnolohii beztransheinoi rekonstruktsii truboprovidnykh komunikatsii ochysnym porshnem. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2018. No 3(68). P. 12–18.
Pat. 129088 Ukraina, MPK F16L 1/028. Prystrii dlia beztransheinoi rekonstruktsii truboprovidnykh komunikatsii / Doroshenko Ya.V., Poliarush K.A., Zapukhliak V.B. (Ukraina). – No 201802905; Zaiavl. 22.03.2018; Opubl. 25.10.2018, Biul. № 20. – 3 p.
Saeidbakhsh M., Rafeeyan M., Ziaei-Rad S. Dynamic analysis of small pigs in space pipelines [Теxt]. Oil & Gas Science and Technology. 2009. Vol. 64. No 2. Р. 155–164.
Tolmasquim S., Nieckele A. Design and control of pig operations through pipelines [Теxt]. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2008. Vol. 62. No 3. Р. 102–110.
Hrudz V. Ya., Mykhalkiv V. B., Rozghoniuk V. V., Rudko V. P. Keruvannia rezhymom roboty hazoprovodu v period provedennia profilaktychnykh ochyshchen [Tekst]. Naft. i haz. prom-st. 1998. No 6. P. 37–38.
Hrudz V. Ya., Bakaiev V. V., Hrudz Ya. V., Rozen H. Matematychne modeliuvannia protsesu rukhu intelektualnoho porshnia po hazoprovodu. Naft. i haz. prom-st. 2000. No 1. P. 46–47.
Hrudz V. Ya., Bakaiev V. V., Hrudz Ya. V., Rozen H. Rehuliuvannia rukhu intelektualnoho porshnia zminoiu tekhnolohichnoi skhemy liniinoi dilianky [Tekst]. Naft. i haz. prom-st. 2001. No 1. P. 44–45.
Hrudz Ya. V. Rozrobka metodiv rehuliuvannia rezhymu roboty hazoprovodiv v protsesi yikh diahnostuvannia intelektualnymy porshniamy : dys. … kand. tekhn. nauk : spets. 05.15.13 "Naftohazoprovody, bazy ta skhovyshcha". Ivano-Frankivsk, 2001. 126 p.
Squires K., Eaton J. Particle response and turbulence modification in isotropic turbulence. Phys. Fluid. 1990. Vol. 2. No 7. P. 1191.
.png)
1.png){kind=logo}
