|
-динамические волны; 78 -кинематические волны. Тогда далее динамические колебания можно подразделить на типы в соответствии с их интенсивностью (величиной и знаком): -акустические (низкая интенсивность); -ударные волны сжатия; -ударные волны разряжения. Кинематические колебания с точки зрения прочности трубопроводной системы практически не представляют опасности. Они, в основном, влияют на производительность и энергоёмкость процесса добычи. Частота их незначительна диапазон 10'7 10 Гц, хотя иногда наблюдаются пульсации частотой до 100 Гц незначительной амплитуды, которые связаны с турбулентными течениями отдельных фаз рабочего тела в трубах [68]. Гораздо сложнее, динамические процессы происходят в технологических трубопроводных системах компрессорных агрегатов [5]. Технологические трубопроводы при этом рассматриваются как система «нагнетатель трубопровод» с учётом влияния динамического фактора, обусловленного нестационарными явлениями в газовом тракте. На рис. 3.2 показаны два основных класса динамических процессов рассматриваемых трубопроводов: низкочастотные колебания, возникающие в трубопроводной обвязке с высокорасходными нагнетателями (автоколебания); -высокочастотная вибрация, обусловленная, в основном, тремя равноправными механизмами (колебаниями потока газа; узкополостными автоколебаниями из-за неоднородности обвязки и из-за турбулизации потока газа при движении на стенках труб [69]) (рис. 3.2). Таким образом, проведённый анализ позволяет перейти к оценке прочностной работоспособности рассматриваемых трубопроводных систем при динамическом нагружении. При классических оценках прочности при динамическом нагружении считается, что этот вид нагружения опаснее |
» Используя в качестве критерия динамичности процесса минимальное значение скорости звука в двухфазном потоке основное деление нестационарных процессов можно на два класса: динамические волны; кинематические волны. Тогда далее динамические колебания можно подразделить на типы в соответствии с их интенсивностью (величиной и знаком): акустические (низкая интенсивность); ударные волны сжатия; ударные волны разряжения. Кинематические колебания с точки зрения прочности трубопроводной системы практически не представляют опасности. Они, в основном, влияют на производительность и энергоёмкость процесса добычи. Частота их незначительна диапазон 10‘7 10 Гц, хотя иногда наблюдаются пульсации частотой до 100 Гц незначительной амплитуды, которые связаны с турбулентными течениями отдельных фаз рабочего тела в трубах [68]. Гораздо сложнее, динамические процессы происходят в технологических трубопроводных системах компрессорных агрегатов [5]. Технологические трубопроводы при этом рассматриваются как система «нагнетатель трубопровод» с учётом влияния динамического фактора, обусловленного нестационарными явлениями в газовом тракте. На рис. 3.2 показаны два основных класса динамических процессов рассматриваемых трубопроводов: низкочастотные колебания, возникающие в трубопроводной обвязке с высокорасходными нагнетателями (автоколебания); высокочастотная вибрация, обусловленная, в основном, тремя равноправными механизмами (колебаниями потока газа; узкополостными автоколебаниями из-за неоднородности обвязки и из-за турбулизации потока газа при движении на стенках груб [69]) (рис. 3.2). 67 Таким образом, проведённый анализ позволяет перейти к оценке прочностной работоспособности рассматриваемых трубопроводных систем при динамическом нагружении. При классических оценках прочности при динамическом нагружении считается, что этот вид нагружения опаснее статического варианта приложения нагрузки и учитывается, так называемым, коэффициентом динамичности, который по определению больше единицы [70]. Однако машинный эксперимент показывает, что для промысловых, магистральных и технологических трубопроводов при динамическом нагружении в результате нестационарных процессов рабочего тела (газ, нефть, конденсат) коэффициент динамичности менее единицы. Как и ранее, моделирование осуществлялось с помощью программного комплекса АЫЗУЗ [28]. При расчётах статических напряжений максимальные напряжения возникают в трубопроводах при перекачке газа давление 7,0 7,5 МПа. При давлении в типовом трубопроводе газа 7,0 МПа эквивалентные напряжения (интенсивность напряжений) составляют величину 180 200 МПа для прямых участков трубопроводов и 80 140 МПа для отводов. Напряжения, связанные с весом конструкций и газа зависят от состояния промежуточных опор, достигая максимальной величины при просадке всех промежуточных опор. В этом случае они составляют величину до 50 МПа для основного участка трубопровода и до 90 130 МПа в месте входа основного трубопровода в землю (компрессорные станции). Напряжения, связанные с температурным расширением конструкций зависят от перепада температур трубопровода в данный момент и монтаже трубопроводной системы. Предполагается, что температура трубопровода равна температуре газа (40° С), а монтаж и сварка проводились при 0° С, получим эквивалентные напряжения до 4 МПа для прямолинейных участков трубопровода, » 30 МПа для отводов и до 100 МПа в месте входа трубопроводов в землю. 68 |