НЕУСТАНОВИВШИЕСЯ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ТУПИКОВЫХ ОТВОДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

3. Дилигенская А.Н., Идентификация объектов управления // Учеб. пособ.-Самара: Самар. гос. техн. ун-т., 2009.- 136 с.

4. Коновалов В.И., Идентификация и диагностика систем // Учеб. пособ.-Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010.- 163 с.

5. Анисимов А.А., Горячев М.Н., Идентификация электромеханических систем с использованием искусственной нейронной сети // Вестник ИГЭУ, 2008.-№3. с. 55-58.

6. Аверкин А.Н., Повидало И.С., Идентификация динамических объектов с помощью нейронных сетей на основе самоорганизующихся карт Кохонена // Системный анализ в науке и образовании, 2012.- №2, с. 1-9.

7. Осовский С., Нейронные сети для обработки информации // Пер. с польск. И.Д. Рудинского.- М.: Финансы и статистика, 2002.- 344 с.

8. Измаилов А.Ф., Куренной А.С., Стецюк П.И., Метод Левенберга-Марквардта для задач безусловной оптимизации // Вестник российских университетов. Математика, 2019.- №125, с. 60-74.

© В.О. Зехцер, А.А. Костоглотов, 2021

УДК 532.595.2

Казаков Алексей Михайлович Kazakov Aleksey Mikhailovich

магистрант master student

Санкт-Петербургский горный университет Saint Petersburg Mining University

НЕУСТАНОВИВШИЕСЯ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ТУПИКОВЫХ ОТВОДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

NON-STATIONARY PROCESSES DURING FILLING OF DEAD LEGS OF LIQUEFIED NATURAL GAS PROCESS PIPELINES

Аннотация. В работе рассмотрены специфические особенности неустановившихся процессов, возникающих в тупиковых отводах криогенных трубопроводов сжиженного природного газа; приведены методики расчета величины гидравлического удара; обоснована необходимость учета потенциальной возможности возникновения гидроудара при расчете технологических трубопроводов во избежание аварийных ситуаций.

Abstract: The peculiarities of non-stationary processes occurring in dead legs of liquefied natural gas process pipelines are discussed; the methods of computing the hydraulic shock magnitude are presented; the necessity of taking into account the potential occurrence of hydraulic shock in the calculation of process pipelines in order to avoid emergencies is justified.

Ключевые слова. сжиженный природный газ, технологический трубопровод, гидравлический удар.

III Международная научно-практическая конференция

Keywords: liquefied natural gas, process pipeline, hydraulic shock.

Ключевой особенностью эксплуатации технологических трубопроводов сжиженного природного газа (СПГ) является цикличность режимов их работы при значительных знакопеременных термических и гидравлических нагрузках, непосредственно влияющих на показатели конструктивной надежности и безопасности [5]. Выделяют два режима работы терминала СПГ [4]:

1. Режим хранения. Сжиженный природный газ, поступающий их резервуаров хранения, циркулирует по сети технологических трубопроводов и коллекторам причала погрузки с целью поддержания системы трубопроводов в криогенном состоянии и затем возвращается в резервуары.

2. Режим отгрузки. Сжиженный природный газ из резервуаров хранения перекачивается по технологическим трубопроводам на причал и отгружается на танкер.

Избыточное давление в технологических трубопроводах СПГ обеспечивается погружными центробежными насосами с электродвигателем, которые устанавливаются в резервуарах СПГ, и составляет, как правило, около 0,7-1,0 МПа. Давление, создаваемое насосами отгрузки, должно обеспечивать требуемое избыточное давление на борту танкера, равное примерно 240 кПа. Скорость отгрузки СПГ из резервуаров хранения на танкеры составляет в среднем 12-14 тыс. м3/ч [4].

Опыт эксплуатации комплексов по производству сжиженного природного газа и терминалов его отгрузки показал, что при переходных режимах работы в системе технологических трубопроводов возникают гидроудары -кратковременные повышения давления [2]. Эффекты гидроударов в отгрузочных трубопроводах СПГ при эксплуатации их в циклических режимах представляют особую опасность с точки зрения их разгерметизации и выброса продукта (к примеру, в зоне заправки танкеров при возникновении аварийных ситуаций на стендерных системах) [5].

Физически явление гидроудара представимо следующим образом: при резком торможении жидкости вследствие перекрытия запорной арматуры кинетическая энергия движения потока переходит в работу деформации жидкости, стенок трубы и преграды; на заторможенные частицы жидкости набегают и останавливаются последующие, в результате чего возникают сложные колебательные движения и резонансные явления [1].

Технологические трубопроводы СПГ относятся к трубопроводам низкого давления. Происходящие массообменные процессы на границе раздела фаз, при которых вследствие конденсации пара в несколько раз увеличивается давление гидроударов, являются в них определяющими [1]. Важной особенностью трубопроводного транспорта сжиженных газов является зависимость свойств транспортируемой среды от термобарических условий и характера их изменений по длине трубопровода. Снижение давления в трубопроводе ниже давления насыщения сжиженного газа при данной температуре приведет к закипанию транспортируемой жидкости и заполнению паровой фазой части сечения

трубопровода, что может привести к снижению пропускной способности трубопровода и повышению внутреннего давления [3].

Таким образом, в криогенных трубопроводных системах, транспортирующих сжиженный природный газ, явление гидроудара усугубляется специфическими свойствами продукта и связано с различными формами образования паровой фазы и ее состояния при переходных режимах работы системы. Образование паровой фазы в потоке происходит в следующих условиях:

1) при подаче жидкого продукта в протяженную незахоложенную магистраль;

2) при нагревании жидкости выше температуры насыщения;

3) при недостаточности местной скорости потока на отдельных участках трубопровода (в застойных зонах);

4) после гейзерного выброса жидкости в опускных трубопроводах;

5) перед запорной арматурой и в тупиковых отводах после прекращения циркуляции жидкости и др. [6].

Гидродинамические и теплообменные процессы при образовании и заполнении паровых полостей зависят как от температуры жидкости, пара и стенок конструкции, так и от размеров паровых полостей. Давление, возникающее при гидроударе, существенно выше рабочего давления, что может привести к разрушению системы [1].

В зависимости от параметров продукта и последовательности проведения технологических операций на переходных режимах работы терминала СПГ возникает комплекс неустановившихся процессов в технологических трубопроводах [6]. В первом приближении при изучении вопроса гидроударов в криогенных системах можно ограничиться рассмотрением следующих процессов:

1) неустановившихся процессов, возникающих в тупиковых отводах;

2) процессов, происходящих при закрытии клапана;

3) процессов, имеющих место при открытии клапана [1].

Анализ эксплуатации крупных криогенных систем показывает, что каждое из явлений, возникающих на переходных режимах работы, неоднократно являлось причиной отказов. При этом разрушение конструкций происходило как под воздействием одноразового повышения давления, так и в результате малоцикловой усталости [6].

Особенности неустановившихся процессов, возникающих в тупиковых отводах и приводящих к гидравлическим ударам, были детально исследованы Н.В. Филиным, А.Б. Булановым [6], В.П. Беляковым [2] и др.

Согласно ПБ 08-342-00, тупиковыми считаются боковые отводы трубопроводов СПГ независимо от их ориентации в пространстве длиной более до трех диаметров трубы и длиной до десяти диаметров трубы - при горизонтальном расположении тупикового участка.

Терминалы СПГ оборудованы разветвленной системой технологических трубопроводов. Ввиду большой протяженности трубопроводов в них всегда имеются участки, которые при проведении определенных технологических

операций становятся тупиковыми. Неизбежные теплопритоки из окружающей среды приводят к тому, что стационарный тепловой режим в тупиковых отводах возможен только при наличии в них паровой фазы, избежать ее образования практически не удается. На переходных режимах, когда в системе резко возрастает давление, паровые полости тупиковых отводов интенсивно заполняются жидкостью. Тепломассобменные процессы на границе раздела фаз способствуют возникновению гидроудара, амплитуда которого может на порядок и более превышать первоначальное возмущение [6].

Наличие паровых полостей в тупиковых отводах и других застойных оказывает благотворное влияние на температуру продукта в установившихся режимах транспортирования, поскольку теплопритоки к жидкости уменьшаются. На переходных режимах в результате повышения давления, вызванного срабатыванием запорно-регулирующей арматуры или другими причинами, происходит интенсивный разгон жидкости, заполняющий паровую полость тупикового отвода. Резкое торможение жидкости в конце заполнения тупикового отвода вызывает кратковременное, но интенсивное повышение давления, на порядок большее по сравнению с давлением в основном трубопроводе, - вторичный гидроудар. Характерная запись параметров при заполнении на переходном режиме паровой полости тупикового отвода приведена на рисунке 1 [6].

Рис. 1 - Неустановившиеся процессы в тупиковом отводе: а - технологическая схема (1, 2 - датчики давления); б - график изменения давления (1 - давление в основном трубопроводе;

2 - давление в тупиковом отводе)

Так, например, при закрытии клапана за время т = 0,03 с на трубопроводе диаметром О = 50 мм, по которому протекал жидкий азот при температуре Т = 70 К со скоростью Ж = 7 м/с, при перепаде давлений р - р0 = 0,15 МПа в тупиковом отводе диаметром й = 16 мм и длиной Ьотв = 1 м наблюдается возникновение ударных давлений, составляющих Ар = 30 МПа. В то же время в основном трубопроводе давление гидроудара составляло всего Ар = 2,5 МПа [2].

Процесс заполнения паровой полости в опускном трубопроводе после гейзерного выброса жидкости аналогичен процессу заполнения паровой полости в тупиковом отводе (рисунок 2) [6].

Рис.2 - Неустановившиеся процессы при гейзерном выбросе криогенной жидкости: а - технологическая схема (1, 2 - датчики давления); б - график изменения давления (1 - давление в нижней точке опускного трубопровода;

2 - давление в резервуаре)

Таким образом, значение и место появления этих ударных нагрузок не соответствовали прогнозам, основанным на классических представлениях теории неустановившихся течений. Давление гидроударов в несколько раз превышало их расчетные значения, полученные по формуле Н.Е. Жуковского, что приводило к разрушению отдельных участков криогенного трубопровода. Ревизия запорно-регулирующей арматуры технологических трубопроводов ряда криогенных систем показала, что наибольшей деформации подвергаются сильфоны на клапанах, установленных в тупиковых отводах, где наиболее полно проявляются неблагоприятные условия. На рисунке 3 приведена фотография разрушенного сильфона криогенного клапана. Статические испытания сильфона на прочность показали, что для его разрушения необходимо давление более 15 МПа, что в 3-4 раза больше расчетного давления гидроудара [2].

Рис. 3 - Сильфон криогенного клапана, разрушенный вследствие

гидроудара в тупиковом отводе

Вторичные гидроудары в тупиковых отводах, являющиеся причиной интенсивных динамических нагрузок, имеют место, если время действия импульса первоначального возмущения достаточно для заполнения жидкостью паровой полости и для пробега акустической волной длины тупикового отвода

2 Ь Ь /р(1 + а + ^ь / <)

маг ^ отв ^ ВХ ОТВ

а а отву 2Ар ^

где XI = 2Ьшг/а - время пробега акустической волной двойной длины основного трубопровода, с; т2 = Ьотв/а - время пробега акустической волной длины тупикового отвода, с; т3 = £отв(0,5 -^р/Ар)0,5 - время заполнения тупикового отвода при постоянном перепаде давления, с; Ьмаг - длина основного трубопровода, м; Ьотв - длина тупикового отвода, м; а - скорость звука в жидкости, м/с; р - плотность жидкости, кг/м3; ^вх - коэффициент местного сопротивления входа в тупиковый отвод; X - коэффициент гидравлического сопротивления; й - диаметр тупикового отвода, м; Ар - величина первичного гидроудара в основном трубопроводе, МПа.

Соотношение длин основного трубопровода £маг и тупикового отвода £отв, при котором реализуется вторичный гидроудар максимальной величины, имеет вид

Ь 1

маг ^

Ь ~ 2

'аЖ +1'

2Ар

(2)

ч » ^ у

Если тупиковый отвод частично заполнен жидкостью, то время его заполнения на переходном режиме сокращается. При этом время первичного гидроудара, при котором реализуется вторичный гидроудар в тупиковом отводе, может значительно уменьшиться.

Схема заканчивающегося арматурой вертикального тупикового отвода, наиболее часто встречающегося в конструкциях технологических трубопроводов, приведена на рисунке 4а [1]. Величина паровой полости без учета циркуляции жидкого продукта в нижней части стояка и теплопритока через экранно-вакуумную изоляцию определяется соотношением

Ь_ - п<Я

I

5Х +—5

ч тр 4

с

Т - Тг

0

, Т - Т .

ч о.с. Б у

пар 45Х + с[к ( Т - Т

^ тР ^ - «

45Х + «к е

- 5 0

Т - Т

(3)

*тр г к ч о.с. Б у

где Я - термическое сопротивление элементов арматуры (м2 К)/Вт; 5 -толщина стенки трубы, м; Хтр, Хж, Хг, - коэффициенты теплопроводности материала трубы, жидкой и газовой фаз, Вт/(м К); Т - температура кипения криопродукта, К; Т0 - текущая температура жидкости, К; То.с. - температура окружающей среды, К; ек - коэффициент конвекции газа в тупиковом отводе, для вертикального подъемного отвода равный ек = 1,1-1,2, при угле наклона 45° -

8к = 6.

Тупиковые отводы малой протяженности (5...10d), опущенные вертикально вниз или имеющие определенный угол наклона, под действием сил

тяжести заполняются жидкостью, и гидроудар в них маловероятен. Однако при большой протяженности конвективное перемешивание жидкости в отводах затрудняется, и в них могут образовываться паровые полости.

О 50

30

10

>уд;МП 1 1 / /, / 'у

1 1/ ✓ ✓ / / / У

1 \ / /'V / /А А// / 7

! ! 1 1 у/ Щ: !// у/

г 1 1 } 1 ]/ Ж МПа ->

0,5

1,5

2,5

Рис. 4 - Схема вертикального тупикового отвода, заканчивающегося арматурой (а), и результаты численных расчетов зависимости повышения давления в тупиковом отводе длиной Lотв = 1 м и диаметром d = 50 см от давления на входе при р0 = 0,1 МПа (б):

---расчет по формуле Жуковского (кривая 1 - п = 0; к = 0); - • - • -

расчет по уравнению Бернулли (кривая 2 - п = 1; к = 0,02;

кривая 5 - п = 1,4; к = 0,02);- расчет по волновым уравнениям

(кривая 3 - п = 1; к = 0; кривая 4 - п = 1; к = 0,02; кривая 6 - п = 1,4; к = 0; кривая 7 - п = 1; к = 0,02)

Неустановившееся движение сжиженного газа в криогенном трубопроводе с тупиковым отводом в одномерной постановке описывается системой дифференциальных уравнений в частных производных гиперболического типа. Наибольшая трудность при интегрировании данной системы связана с тем, что в процессе заполнения паровой полости тупикового отвода постоянно меняется ее объем, поэтому граничное условие задается на движущейся границе раздела фаз [2].

Уравнения движения жидкости в трубопроводе имеют вид

0;

д(РШ\ + Ж д(РЕЖ} I (1 I 5)¥др

дт

дх

дх

(4)

III Международная научно-практическая конференция д(рК) д(рКЖ)

= 0,

дт дх (5)

где р - плотность жидкости, кг/м3; F - площадь поперечного сечения трубы, м2; W - скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с; р - давление, МПа; 5(др/дх) - доля продольного градиента давления, расходуемого на трение и деформирование профиля скоростей [6]. Из теории упругости известно, что

р = Р с

1 +

р - Ро К

К = К

1 + к

р - ро

Е

где к - безразмерный коэффициент, зависящий от формы сечения и толщины стенок 5, для тонкостенных круглых труб к = d/5; Кж - объемный модуль упругости жидкости, МПа; Е - модуль упругости материала стенок трубы, МПа.

Пренебрегая переменной к(р - po)2/(KжЕ) ввиду того, что рассматриваемые изменения давлений р - р0 малы по сравнению с Е и Кж, запишем произведение рF в виде

РК = Р о Ко

1 +

1 к

■ +

К Е

(Р - Ро)

Дифференцируя это уравнение по т, получим

д(рК ) дт

= Р о

1

к

К Е

др дТ

р о Ко др

К дт

(6) модуль

объемного сжатия,

где К = КжЕ/(Е+кКж) - приведенный учитывающий упругость стенок трубы.

В технологических трубопроводах скорость движения сжиженного природного газа, как правило, не превышает 10 м/с и ее можно считать малой по сравнению со скоростью звука в жидкости, т.е. W/a0 << 1. Поэтому скорость распространения звука в жидкости, текущей в трубе с упругими стенками, можно представить в форме, аналогичной для скорости звука в невозмущенной жидкости

а2 = К / р0.

С учетом этого допущения уравнение (6) примет вид д(рК) _ К др

дт а2 дт (7)

Поскольку скорость потока мала, то в целях дальнейшего упрощения уравнений (4) и (5) можно пренебречь конвективными членами W(дW/дх) и W(др/дх), принять постоянной площадь поперечного сечения потока по длине трубопровода и с учетом данных допущений, используя зависимость (7), представить уравнения движения в виде [70]:

дЖ др р-= — +

дт дх

ХрЖ\Ж\ 2й

(8)

V

«Научные исследования и инновации» дЖ _ др дх а2 дт (9)

Транспортирование сжиженного природного газа по технологическим трубопроводам сопровождается непрерывным его нагреванием под воздействием теплопритоков из окружающей среды и диссипативных процессов. Поэтому система уравнений (4) и (5) дополняется третьим уравнением, учитывающим тепловой состояние жидкости

д\ ттг д\ . а

— + Ж— = 4 —,

дт дх рd (10)

где дi - изменение энтальпии потока, Дж; q - плотность теплового потока из окружающей среды к внутренней поверхности трубопровода, Вт/м2.

В зависимости от условий задачи система уравнений (4), (5) и (10) может быть упрощена. Так, для быстро протекающих процессов, определяемых временем распространения акустической волны в потоке жидкости, можно пренебречь влиянием теплопритоков и пользоваться уравнениями (8) и (9).

Если параметры потока изменяются медленно, т.е. их изменения за время пробега акустической волной двойной длины потока жидкости малы

dp 2Ь

—--<< 1,

pdт а

уравнения (8) и (9) сводятся к уравнению Бернулли

dЖ

х--+

dт

/

1+а +—

^вх 7

V d у

Ж 2-Ар = о

2 р (11)

а уравнение энергии (10) при транспортировании однофазной криогенной

жидкости по трубопроводу без учета дросселирования можно представить в виде

О дТ дТ

— с--+ Ос — = nqd.

Ж р дт р дх (12)

где G - массовый расход продукта, кг/с; ср - изобарная теплоемкость жидкости, Дж/(кгК).

Таким образом, математическое описание движения сжиженного природного газа по протяженным технологическим трубопроводам сводится к трем характерным случаям:

1) параметры потока изменяются интенсивно;

2) необходимо учитывать волновые явления, но можно пренебречь теплопритоками, т.к. общее время процесса мало;

3) волновыми процессами можно пренебречь, но влияние теплопритока велико и учет его необходим.

В сложных явлениях, когда имеет место как медленное, так и быстрое изменение параметров, исследуемое явление расчленяется на этапы и для каждого этапа применяется своя математическая модель. Процесс заполнения паровой полости тупикового отвода происходит в три этапа:

1) разгон потока до максимальной скорости;

2) относительно медленное торможение;

3) резкое торможение потока [6].

Как указывалось, выше, при расчете параметров гидроудара в тупиковом отводе волновыми явлениями можно пренебречь, если давление и скорость за время т = 2х/а изменяются несущественно, т.е. на этапе разгона и плавного торможения, а также и при резком торможении при незначительных повышениях давления в основном трубопроводе.

Величина противодавления, сжимаемого пара определяется тепло- и массообменными процессами, зависящими от температуры стенок трубопровода, жидкости и пара, конструктивны особенностей тупикового отвода и формы раздела фаз. Тот факт, что форма фронта жидкости и его конденсирующая способность не являются постоянными и зависят от размера паровой полости, значительно усложняет анализ явления гидроудара. Вся совокупность процессов описывается уравнением политропы

Р = Ро

Í Т v

L — x„

отв О

\ L x /

V отв у

(13)

где р0 - начальное давление в паровой полости; х0 - начальная координата уровня жидкости в отводе; п - показатель политропы, который необходимо рассматривать как эмпирический коэффициент, учитывающий все многообразие процессов и изменяющийся в широких пределах:

- п = 0 - интенсивная конденсация пара;

- п = 1,4 - отсутствие тепло- и массообменных процессов;

- п > 1,4 - испарение жидкости.

В практических расчетах показатель политропы п для каждого конкретного случая определяется опытным путем.

Если длина тупикового отвода много меньше длины основного трубопровода, то волновыми процессами в столбе жидкости, находящейся в тупиковом отводе в период его заполнения, можно пренебречь [2]. Помимо уравнения политропы (13), гидроудар в тупиковом отводе без учета волновых явлений описывается уравнением Бернулли

Ро - Р

du (

х— = —и dx

и =

i+а +— +■

J вх 7

v d

W2 w = dx

Р (14)

где

2 dr

При х0 = 0 решение имеет особую точку, физическая сущность которой состоит в том, что при нулевом начальном заполнении отвода скорость мгновенно достигает предельного значения

w = 12( ро — р)

0 V Р(а„ + i) (15)

Начиная с некоторого объема паровой полости в тупиковом отводе жидкость при разгоне получает скорость, близкую к максимальной, а повышение давления при гидроударе не зависит от степени первоначального заполнения.

Второй этап относительно медленного торможения потока в тупиковом отводе отличается влиянием противодавления сжимаемого газа. Однако для

реальных тупиковых отводов малой длины влияние газовой фазы при заполнении значительной части паровой полости несущественно, т.е. второй этап практически не наблюдается.

Третий период резкого торможения потока в тупиковом отводе характеризуется волновыми процессами и противодавлением паровой фазы. Величина гидроудара будет максимальной, если отвод находился под вакуумом. В этих условиях амплитуда давления будет определяться по формуле Н.Е. Жуковского

Р = Ра¥ ■ (16)

Н.В. Филиным и А.Б. Булановым произведены численные расчеты величины ударного давления в соответствии с каждой из приведенных выше математических моделей [6]. Характерная расчетная зависимость повышения давления от перепада давлений, под воздействием которого происходит разгон жидкости, полученная по формуле Жуковского (16), показана на рисунке 4б (кривая 1). Кривые 2 и 5 иллюстрируют результаты расчета величины ударного давления в зависимости от давления на входе в тупиковый отвод без учета волновых явлений в потоке жидкости по уравнению (14). Видно, что графики, полученные без учета волновых явлений, при больших перепадах давления пересекают кривую предельного повышения давления, определенного по формуле Жуковского. Следовательно, при интенсивном изменении параметром необходимо учитывать сжимаемость жидкости и вместо уравнения (14) использовать уравнения (8) и (9).

Результаты расчетов по уравнениям (8) и (9) также приведены на рисунке 4б (кривые 3, 4, 6, 7). Графики, полученные с учетом волновых явлений, при интенсивной конденсации пара п = 0 приближаются к кривой 1, рассчитанной по формуле Жуковского, являющейся для них асимптотой и характеризующей предельно возможные величины гидроудара. Учет влияния трения не вносит принципиальных изменений, а лишь несколько изменяет количественные значения.

В зависимости от величины давления гидроудара в рассматриваемом явлении выделяют две области: 1) область малых первоначальных повышений давления, определяющими для которой являются тепломассообменные процессы на границе раздела фаз; 2) область больших повышений давления, в которой пар практически не демпфирует, а величина ударного давления приближается к предельному значению. В рассматриваемом случае (рисунок 4б) эта граница составляет 2-3 МПа.

Ограничение динамических нагрузок, возникающих при заполнении тупиковых отводов на переходных режимах, сводится к устранению возможности образования паровых полостей, например, путем пространственной ориентации отводов. Эффективны и конструктивные мероприятия, которые за счет скоростного напора основного потока, например, путем введения различного рода направляющих элементов, повышают циркуляцию жидкости в отводе и позволяют ликвидировать или ограничить величину паровой полости. Важную роль играют длина и место расположения

тупикового отвода. Так, при коротких основных трубопроводах вторичные гидроудары реализуются только в небольших отводах, расположенных около запорных устройств. Увеличение длины основного трубопровода приводит к реализации вторичного гидроудара в более протяженных отводах. Ограничение величины гидроудара может быть достигнуто при уменьшении скорости жидкости, заполняющей отвод, например, введением местных сопротивлений в начале отвода или соответствующим увеличением его диаметра.

Итак, неустановившиеся процессы, происходящие при заполнении тупиковых отводов, имеют сложный характер, не поддаются простому расчету и зависят от множества различных факторов. Они связана с характером первоначального импульса возмущения в основном трубопроводе, разгоном и последующим торможением потока жидкости, а также со сжатием пара, который в результате тепломассообменных процессов на границе раздела фаз сложным образом взаимодействует с жидкостью. Развитая, высокотурбулентная поверхность раздела фаз, большая степень недогрева жидкости до равновесной температуры, малая теплота конденсации могут привести к интенсивной конденсации пара и, следовательно, к возникновению гидроудара с близким к предельной амплитуде давлением.

Следует отметить, что экспериментальное исследование неустановившихся процессов в криогенных трубопроводах до настоящего времени производилось с использованием различных криогенных жидкостей (азот, кислород), но не со сжиженным природным газом, экспериментальные данные для которого неизвестны. Ввиду того, что СПГ имеет меньший удельный вес по сравнению с жидким кислородом или азотом, величины гидроударов в технологических трубопроводах СПГ будут меньше. Несмотря на довольно полный анализ проблемы гидравлического удара в криогенных системах в целом, необходимо экспериментальное исследование этого явления и в системах сжиженного природного газа в частности.

Библиографический список:

1. Архаров А.М., Кунис И.Д. Криогенные заправочные системы ракетно-космических комплексов / Под ред. И.В. Бармина. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 252 с.

2. Беляков В.П. Криогенная техника и технология. - М.: Энергоиздат, 1982. - 272 с.

3. Лесконог А.А. Нормативное обеспечение и проблемные вопросы промышленной безопасности криогенных трубопроводов отгрузки сжиженного природного газа / А.А. Лесконог, Г.Ю. Чуркин // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2018. - № 2 (34). - С. 135-140.

4. Лесконог А.А. Основные проблемы обеспечения промышленной безопасности криогенных трубопроводов сжиженного природного газа / А.А. Лесконог, Г.Ю. Чуркин, Ю.В. Бекасов // Безопасность Труда в Промышленности. - 2017. - № 12. - С. 41-46.

5. Сафонов В.С. Обоснование режимных параметров технологических трубопроводов комплексов СПГ с учетом требований промышленной

безопасности / В.С. Сафонов // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2017. - № 1 (29). - С. 83-89.

6. Филин Н.В., Буланов А.Б. Жидкостные криогенные системы. - Л.: «Машиностроение», 1985. - 247 с.

УДК 656

Салихова Эльвира Вахитовна, Турсунбаева Диана Ильдаровна Salikhova Elvira Vakhitovna, Tursunbayeva Diana Ildarovna

Студент Student

Набережночеслнинский институт «Казанский федеральный университет» Naberezhnye Chelny Institute «Kazan Federal University»

СОХРАННОСТЬ ГРУЗА И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО УТИЛИЗАЦИИ И ПЕРЕРАБОТКЕ УПАКОВОЧНЫХ МАТЕРИЛОВ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ КОМПАНИЙ

CARGO SAFETY AND ALTERNATIVE SOLUTIONS RECYCLING AND RECYCLING OF PACKAGING MATERIALS FOR TRANSPORT COMPANIES

Аннотация. Статья посвящена рассмотрению актуальных вопросов, связанных с альтернативными решениями по утилизации и переработке упаковочных материалов для транспортных компаний, а также изучение вопроса о сохранности перевозимого груза. На примере уже созданных упаковочных материалов и современных методов их утилизации и переработки, а также вторичного использования, предложена оптимизация данных процессов. Так, в частности, обоснована целесообразность использования упаковочных материалов нового поколения для сохранности груза в транспортных процессах.

AbstractThe article is devoted to the consideration of topical issues related to alternative solutions for the disposal and processing of packaging materials for transport companies, as well as the study of the safety of the transported cargo. Based on the example of already created packaging materials and modern methods of their utilization and recycling, as well as secondary use, the optimization of these processes is proposed. Thus, in particular, the expediency of using new-generation packaging materials for the safety of cargo in transport processes is justified.

Ключевые слова. транспортные процессы, транспортные компании, утилизация, переработка, вторичное использование, упаковочные материала, экология, сохранность груза.

Keywords: transport processes, transport companies, recycling, recycling, recycling, packaging materials, ecology, cargo safety.

Согласно государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года одной из насущных проблем общества является тот факт, что количество отходов, которое не вовлекается