Разработка технологии бестраншейной реконструкции трубопроводных коммуникаций 'Тяговый поршень'
| Autor: | Doroshenko, Yaroslav, Zapukhliak, Vasyl, Poliarush, Kostiantyn, Stasiuk, Roman, Bagriy, Sergiy |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 2, № 1 (98) (2019): Engineering technological systems; 28-38 Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 2, № 1 (98) (2019): Производственно-технологические системы; 28-38 Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 2, № 1 (98) (2019): Виробничо-технологічні системи; 28-38 |
| ISSN: | 1729-3774 1729-4061 |
| Popis: | The technology of trenchless reconstruction of pipeline communications has been developed by pulling a new polyethylene pipeline into a worn-out steel traction by the pig. The pig moves under the pressure of air supplied into the trans-pig space by the compressor.Mathematical and CFD modeling of the process of pulling the pipeline by a pig is performed. Formulas for calculating the resistance forces acting on the moving system, the pressure at the compressor outlet, at which the pig will extend a new polyethylene pipeline with the entire length of the reconstructed worn steel pipeline, are derived. The resistance forces acting on the moving system on horizontal sections of the route are: the force of mechanical friction of the pig cuffs against the walls of the steel pipeline; friction force of polyethylene pipe to steel; friction force of the polyethylene pipe in the ring cuffs of the sealing system.The results of CFD simulations are visualized in the postprocessor of the Ansys Fluent software package by drawing flow lines, speed vectors, pressure fields on the contours and in the longitudinal section of the annular and rotary space. The exact values of speed, pressure at various points of the annular and rotary space are determined. The structure of the air flow in the trans-pig and annular space is investigated. Places slowing down and accelerating the flow of air, falling and rising pressure are identified. The pressure losses in the annular space are determined.After performing experimental tests, it is found that the developed «Pulling pigP» technology can be used for the reconstruction of pipeline communications. According to the results of experimental measurements, graphs of changes in air pressure at the beginning of the pipeline in time are constructed when the pulling a polyethylene pipe into worn-out steel by the pig. The pressure at the beginning of the pipeline before the start of pulling increases, due to the force of static friction. After the start of pulling, the pressure decreases by a small amount, and during pulling, its slight increase occurs. The graphs of dependence of the pulling speed on the air volume flow and on the length of the pulled section of the polyethylene pipe are constructed. At the initial stage, the pulling speed increases dramatically and after such growth stabilizes Розроблено технологію безтраншейної реконструкції трубопровідних комунікацій протягуванням поршнем нового поліетиленового трубопроводу в зношений сталевий – “Тяговий поршень$”. Поршень рухається під тиском повітря, яке подається в запоршневий простір компресором.Виконано математичне та CFD моделювання процесу протягування трубопроводу поршнем. Виведено формули для розрахунку сил опору, які діють на рухому систему, та тиску на виході компресора, при якому поршень протягне новий поліетиленовий трубопровід усією довжиною реконструйованого зношеного сталевого трубопроводу. Силами опору, які діють на рухому систему на горизонтальних ділянках траси, є: сила механічного тертя манжет поршня до стінок сталевого трубопроводу; сила тертя поліетиленової труби до сталевої; сила тертя поліетиленової труби в кільцевих манжетах ущільнювальної системи. Результати CFD моделювання були візуалізовані в постпроцесорі програмного комплексу Ansys Fluent 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.Виконавши експериментальні випробування, встановлено, що розроблена технологія “Тяговий поршень” може застосовуватись для реконструкції трубопровідних комунікацій. За результатами експериментальних вимірювань побудовано графіки зміни тиску повітря на початку трубопроводу в часі під час протягування поршнем поліетиленової труби зношеною сталевою. Тиск на початку трубопроводу до початку протягування збільшується, що обумовлено силою тертя спокою. Після початку протягування тиск зменшується на незначну величину, а під час протягування відбувається незначне його збільшення. Побудовано графіки залежності швидкості протягування від об’ємної витрати повітря та від довжини протягнутої ділянки поліетиленової труби. На початковому етапі швидкість протягування різко зростає і після такого зростання стабілізується Разработана технология бестраншейной реконструкции трубопроводных коммуникаций протягиванием поршнем нового полиэтиленового трубопровода в изношенный стальной – “Тяговый поршень$”. Поршень движется под давлением воздуха, подаваемого в запоршневое пространство компрессором.Выполнено математическое и CFD моделирования процесса протягивания трубопровода поршнем. Выведены формулы для расчета сил сопротивления, действующих на подвижную систему, давления на выходе компрессора, при котором поршень протянет новый полиэтиленовый трубопровод всей длиной реконструированного изношенного стального трубопровода. Силами сопротивления, действующими на подвижную систему на горизонтальных участках трассы, являются: сила механического трения манжет поршня к стенкам стального трубопровода; сила трения полиэтиленовой трубы к стальной; сила трения полиэтиленовой трубы в кольцевых манжетах уплотнительной системы.Результаты CFD моделирования были визуализированы в постпроцессоре программного комплекса Ansys Fluent построением линий течения, векторов скорости, полей давления на контурах и в продольном сечении межтрубного и запоршневого пространства. Определялись точные значения скорости, давления в различных точках межтрубного и запоршневого пространства. Исследована структура потока воздуха в запоршневому и межтрубном пространстве. Выявлено места замедление и ускорение потока воздуха, падения и роста давления. Определены потери давления в межтрубном пространстве.Выполнив экспериментальные испытания, установлено, что разработанная технология “Тяговый поршень$” может применяться для реконструкции трубопроводных коммуникаций. По результатам экспериментальных измерений построены графики изменения давления воздуха в начале трубопровода во времени при протягивании поршнем полиэтиленовой трубы изношенной стальной. Давление в начале трубопровода до начала протягивания увеличивается, что обусловлено силой трения покоя. После начала протягивания давление уменьшается на незначительную величину, а во время протягивания происходит незначительное его увеличение. Построено гафики зависимости скорости протягивания от объемного расхода воздуха и от длины протянутого участка полиэтиленовой трубы. На начальном этапе скорость протягивания резко возрастает и после такого роста стабилизируется |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|