Шабанов К.Ю. Разработка методики проектирования и конструкции комбинированного гасителя пульсаций давления для регуляторов газораспределительных станций

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Самара, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева, 2016. — 158 с.Специальность 01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов и аппаратурыНаучный руководитель: доктор технических наук, профессор Крючков А.Н.Цель работы: Обеспечение работоспособности трубопроводной арматуры газораспределительных станций за счёт снижения динамических нагрузок и устранения газодинамических автоколебаний в элементах регуляторов давления с помощью разработанных гасителей пульсаций давления новой структурной схемы.Научная новизна. Выявлена закономерность возникновения газодинамических автоколебаний элементов регулятора давления газа, приводящих к сверхнормативным динамическим нагрузкам и обусловленных возбуждением струей газа собственных форм колебаний элементов регулятора при снижении числа Струхаля меньше критического. Разработана методика проектирования гасителей пульсаций давления в линиях редуцирования газа, впервые учитывающая автоколебательные газодинамические режимы элементов регулятора и позволяющая повысить эффективность конструкций средств снижения динамических нагрузок. Впервые предложена и обоснована обобщенная структурная схема гасителя пульсаций давления, включающая рассекатель высокоскоростной струи, подпорные, выравнивающие ступени, успокоитель потока, снижающий широкополосные и устраняющий тональные составляющие динамических
нагрузок.Практическая значимость. Установленная закономерность высокочастотного тонального газодинамического нагружения регуляторов давления газа позволяет выявлять и устранять условия реализации газодинамических автоколебательных режимов.
Разработанная методика позволяет проектировать эффективные конструкции гасителей пульсаций давления, обеспечивающие как устранение интенсивных тональных составляющих спектра динамических параметров, так и значительное снижение уровня широкополосных компонент. Методика позволяет учитывать множество практических аспектов проектирования гасителей пульсаций
давления, для любой ГРС при требуемой эффективности устройств и их габаритных ограничениях.
Разработанная конструкция гасителя пульсаций давления позволяет значительно снизить уровни пульсаций давления, вибраций и шума в трубопроводной арматуре ГРС.Анализ источников динамических нагрузок на газораспределительных станциях и методов их снижениях
Механизмы генерации шума регуляторами давления и клапанами
Способы диагностирования и мониторинга
Автоколебания тел, обтекаемых потоком газа
Анализ методов снижения динамических нагрузок в газовых системах с регуляторами давления.
Анализ существующих конструкций гасителей пульсаций давления
Анализ существующих конструкций делителей потока
Выявление закономерности тонального газодинамического нагружения элементов регулятора давления газа РДУ
Исследование ГРС на наличие тональной составляющей в спектре уровней звукового давления.
Исследование газодинамических автоколебательных режимов работы регулятора давления.
Модальный анализ регулятора давления.
Газодинамический расчет выходного тракта регулятора
Выявление закономерности возникновения автоколебаний, вызывающих тональное газодинамическое нагружение элементов регулятора давления газа
Методика разработки гасителей пульсаций за регуляторами давления
Обоснование обобщенной структурной схемы гасителя пульсаций давления
Алгоритм методики проектирования гасителей пульсаций давления за регуляторами давления
Разработка мероприятий по устранению газодинамических автоколебаний в выходном тракте регулятора.
Распределение общего перепада между регулятором и гасителем
Распределение перепада давления между ступенями и дроссельными шайбами гасителя
Определение геометрических параметров гасителя
Экспериментальное исследование динамических процессов в линиях редуцирования газа и эффективности ГПД
Разработка пневматической системы экспериментального стенда
Разработка измерительно-обрабатывающего комплекса.
Исследование закономерности возникновения газодинамических автоколебательных режимов РДУ
Экспериментальная отработка методики проектирования ГПД.
Описание конструкции и эффективности опытного образца гасителя