Расчетно-теоретическое и экспериментальное исследования кавитационных характеристик шиберных запорно-регулирующих устройств с внутренним байпасом

Гидравлические системы включают в себя регулирующие устройства, которые создают местные сопротивления. Уменьшение или увеличение давления и скорости потока рабочей среды в регулирующих устройствах вызывает кавитацию, вибрацию, шум, разрушение материала, повышение потерь энергии и снижение коэффициента полезного действия, неблагоприятные последствия которых можно уменьшить применением байпаса. Одной из важных задач проектирования регулирующих устройств является определение кавитационных характеристик. Применение внутреннего байпаса в таких устройствах позволяет уменьшить силы на перемещение регулирующих элементов и удельные давления при открытии и закрытии, расположить место схлопывания кавитационных пузырьков в потоке после регулирующих элементов-затворов. Приведены результаты расчетно-теоретического исследования с использованием современного комплекса инженерного анализа и экспериментального определения кавитационных характеристик шиберного запорно-регулирующего устройства с внутренним байпасом.

Литература

[1] Арзуманов Э.С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. Москва, Энергия, 1978. 303 с.

[2] Рождественский В.В. Кавитация. Ленинград, Судостроение, 1977. 247 с.

[3] Афанасьева О.В., Бакулина А.А., Коркунов С.Б. Перспективы развития российского арматуростроения в современных экономических условиях. Газовая промышленность, 2020, № 6, с. 70–73.

[4] Чиняев И.Р., Шанаурин А.Л., Фоминых А.В. Управление потоками жидкостей и газов. Ч. 1. Шиберные запорно-регулирующие устройства. Курган, Изд-во КГУ, 2022. 248 с.

[5] Заславский Г.А., Рязанов В.А., Сухов С.А. и др. Запорно-регулирующее устройство. Патент РФ 2586958. Заявл. 21.11.2014, опубл. 10.06.2016.

[6] Власюк П.Э., Чернышев А.В., Чиняев И.Р. и др. Расчет пропускной способности шиберной задвижки для технологических линий нефтегазодобывающей промышленности. Трубопроводная арматура и оборудование, 2022, № 2, с. 37–39.

[7] Малов Д.А., Чернышев А.В. Увеличение пропускной способности и диапазона регулирования проходного клапана. Трубопроводная арматура и оборудование, 2023, № 1, с. 25–27.

[8] Игнатьева Т.Ю., Горобченко С.Л., Ковалев Д.А. Модель поведения регулирующего клапана. Трубопроводная арматура и оборудование, 2023, № 1, с. 12–15.

[9] Fominykh A., Chinyaev I., Telminov A. et al. Development of a method for determining the specific pressures on the sealing fields of slide valves. AIP Conf. Proc., 2022, vol. 2503, no. 1, art. 050062, doi: https://doi.org/10.1063/5.0099962

[10] Чиняев И.Р., Фоминых А.В., Пошивалов Е.А. и др. Определение пропускной характеристики задвижки шиберной запорно-регулирующей. Экспозиция нефть газ, 2015, № 2, с. 38–40.

[11] Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Москва, Машиностроение, 1992. 671 с.

[12] Wu H., Li J.Y., Gao Z.X. Flow Characteristics and stress analysis of a parallel gate valve. Processes, 2019, vol. 7, no. 11, art. 803, doi: https://doi.org/10.3390/pr7110803

[13] Liu P., Liu Y., Huang Z. et al. Design optimization for subsea gate valve based on combined analyses of fluid characteristics and sensitivity. J. Pet. Sci. Eng., 2019, vol. 182, art. 106277, doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106277

[14] ГОСТ 34437–2018. Арматура трубопроводная. Методика экспериментального определения гидравлических и кавитационных характеристик. Москва, Стандартинформ, 2018. 33 с.

[15] Фоминых А.В., Пошивалов Е.А., Ильиных Е.А. Определение гидравлических и кавитационных характеристик клеточного клапана. Вестник Курганской ГСХА, 2016, № 1, с. 71–75.

[16] Котельников Л.В., Пошивалов Е.А., Фоминых А.В. и др. Гидравлические и кавитационные характеристики регулирующих клапанов в диапазоне давлений до 3,0 МПа. Трубопроводная арматура и оборудование, 2017, № 2, с. 54–55.

[17] Чиняев И.Р., Фоминых А.В., Пошивалов Е.А. и др. Опыт использования ГОСТ Р 55508–2013 при определении гидравлических и кавитационных характеристик запорно-регулирующего клапана клеточного. Территория нефтегаз, 2016, № 7–8, с. 96–101.