Постановка задачи исследования.
Как правило, трубопроводы
имеют сложную разветвленную пространственную конфигурацию.
Принято считать, что процесс распространения волн давления в
трубопроводах аналогичен распространению плоских акустических
волн. Поэтому силы, вызывающие виброперемещения трубопрово-
да, могут появляться лишь при наличии местных сопротивлений и
неоднородностей, таких как изменение диаметра трубопровода, по-
вороты, тройники, арматура, диффузоры и т.д. Исходя из этого, для
математического моделирования пульсаций в трубопроводах, можно
рассматривать не всю систему трубопроводов, а только ее часть с
местными сопротивлениями.
Таким образом, в качестве объекта исследования можно рассма-
тривать пневматическую систему, представляющую собой участок си-
стемы трубопроводов для транспортировки газообразных сред между
генератором пульсации давления и ближайшим местным гидравличе-
ским сопротивлением, включающий генератор пульсации давления и
сам трубопровод.
В качестве генератора пульсации давления в данном случае можно
рассматривать практически любое местное сопротивление (резкие пе-
реходы с одного диаметра на другой, поворотные или угловые колена,
тройники, различную арматуру, диффузоры), генерирующее нестаци-
онарное гидродинамическое вихревое течение в проточной части тру-
бопровода, а также турбо- или компрессорное оборудование, работа
которых провоцирует пульсации давления в проточной части трубо-
провода. Для удобства верификации метода расчета пульсаций давле-
ния в качестве расчетной области целесообразно рассмотреть проточ-
ную часть установки, на которой проводилось экспериментальное ис-
следование пульсаций давления в трубопроводе. Так, для численного
исследования была выбрана проточная часть экспериментальной уста-
новки ВАТ-1 (лаборатории кафедры паровых и газовых турбин НИУ
МЭИ), предназначенной для исследования пульсаций давления в тру-
бопроводе сложной пространственной конфигурации с устройством
гашения пульсаций давления [19].
Гидравлическая схема экспериментального стенда ВАТ-1 предста-
влена на рис. 1. В зависимости от режима работы исследуемой модели
воздух подается либо от воздуходувки ТВ-42-1,4 (КМ1) с расходом
до 1,5 м
3
/с и максимальным избыточным давлением в баке-ресивере
p
o
max
= 40
кПа, либо от воздуходувки типа “Eger” (КМ2) с расходом
до 3 м
3
/с и максимальным избыточным давлением до 0,2МПа. Обе
воздуходувки подают воздух в общий коллектор
1
, связанный с напор-
ной магистралью
2
. На линиях между воздуходувками КМ1, КМ2 и
коллектором
1
установлена запорная арматура К1, К2. В напорной ма-
гистрали находится мерное сопло Вентури (С1). Перед соплом в тру-
бопровод врезан штуцер, в котором установлен ртутный термометр Т1
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3 7
