CC BY
17
vantages of the studied mechanism is the increased rigidity and compactness of design and defects - a possible loss of control. In the article the method of solving direct and inverse problems of the provisions that are in accordance with the design features of drives in use will allow to estimate the range of permissible positions platform Hugh Stewart . Check the adequacy of the proposed approaches was carried out by the numerical experiment in a software environment MathCad.
Keywords: Hugh Stewart - platform with six degrees of freedom, the direct and inverse problem of the platform positions, mathematical mode
УДК: 519.681.5
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ
ГАЗОСНАБЖАЮЩЕЙ СЕТИ Ганиева Нилуфар Алишеровна, ст. преподаватель (e-mail: [email protected])
Самаркандский филиал Ташкентского университета информационных технологий, г.Самарканд, Узбекистан
В статье поставлена и решается задача анализа и оценки показателей функционирования распределительной газоснабжающей сети, на базе которой уточняется ситуационная модель сети, что позволяет экспертам принимать разумные решения по части регулирования процессов потоко-распределения целевого продукта.
Ключевые слова: модель, ситуационная модель, системы управления, расчетные расходы газа, потери давления, абсолютное давление, среднее давление, низкое давление, сопротивление, сосредоточенные потребители, увязка давления газа, пропускная способность, коэффициент обеспеченности.
Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов, практически всех отраслей народного хозяйства, обусловили необходимость регулирования рационального расхода теплоносителей, а так же систему потокораспределения целевых продуктов в распределительных системах.
Как известно, в наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива, этим требованиям удовлетворяет природный газ.
Современные распределительные системы газоснабжения, как системы управления, представляют собой сложный технический комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов:
- газовых сетей низкого и среднего давления;
- газораспределительных станций;
- газораспределительных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ).
Следует отметить, что система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуата-
ции, простой и удобной в обслуживании и предусматривать возможность отключения отдельных её элементов или участков для производства аварийных или ремонтных работ. Эффективность работы системы с учетом представленных требований возможна на базе многоуровневого вычислительного эксперимента, позволяющего достаточно в максимальной форме провести анализ и оценку технико-технологических показателей рассматриваемой сети.
Расчет сети среднего давления.
Газораспределительные сети среднего давления направлены на обслуживание сосредоточенных потребителей и ГРП. При этом, для обеспечения нормальной и устойчивой работы регуляторов давления и горелок на предприятиях, абсолютное давление газа на входе в ГРП рекомендуется устанавливать не менее Рк = 2,2^2,5 ата.
Исследуемая в работе сеть среднего давления представляет собой тупиковую сеть, расчет которой выполняется в следующем порядке:
- определяется основное направление распределительного трубопровода на всей протяженности сети;
- нумеруются участки, указываются их длины, определяются расходы газа, на всех последующих за ними участков по ходу его движения;
1Р - 1,2 • I
- определяются расчетные длины участков в м, р ' ;
- согласно [1], среднеквадратичные удельные потери давления газа определяем по:
Р 2 - Р 2
А - Г Н К
Л СР ~
I 1Р •
?
-по расчетным расходам газа и величине АСР производим оценку диаметров участков сети и определяем фактические значения перепадов давления А .
Далее по [1], вычисляем потери давления на участках по формуле:
А Рш - А ■ 1р
Давление газа в конце участка определяем из выражения:
Рк -у1 р1 - А ■р .
Следует отметить, что давление газа перед последним потребителем не должно быть менее расчетного РК и превышать его более чем на 15 % [3].
Расчет ответвлений производят от основной распределительной сети, причем их диаметр выбирают с таким расчетом, чтобы израсходовать величину расчетного перепада давления для данного ответвления.
Для обеспечения надежности газоснабжения газовые сети среднего давления рассчитываются на 3 режима - два аварийных и один нормальный
[1-3].
Аварийные режимы работы сети - это выходы из строя и отключения некоторых его участков. Поэтому, в процессе проектирования [3] преду-
сматривается некоторый резерв пропускной способности сети, который возможен при закольцованной системе газоснабжения.
В качестве примера, в работе проведен вычислительный эксперимент по расчету кольца распределительной сети с одним источником питания, при условии возможного отключения ее аварийных участков, для удовлетворения установленных потребителей в целевом продукте.
Перед расчетом аварийных режимов в соответствии с принятыми условиями технического проекта составляем расчетную схему отдачи газа из сети (рис.1) при нормальном режиме.
2т>0 ¿5,0 2 т'к 2 3,5 ¿2,5 ¿1,5
2 4,0
¿3,0 2.2,0
¿ 1,0
Г
Г
¿3 ,4 Т 2,4 ¿ 1,4
¿ 0,к
Г
г 3,3
¿2,3 ¿1,3
¿3,2 ¿2,2 ¿1,2
¿3,1 ¿2,1 ¿1,1
¿0,3
¿0,2 ¿0,1
Рис.1. Расчетная схема газоснабжающей сети Здесь "т , к - количество участков сети.
Расход газа на всех участках газопровода определяется по формуле
О = О х I + О х I
уч уч отв отв
I I -
где уч, ОТВ длины участков сети и ответвлений;
О О -
уч' ОТВ расходы газа на участках сети и на ответвлении соот-
3
ветственно, м /ч определяется по формуле:
max х п-
час ХП;
G0TB = 0,55 xj G, i=1
Gуч = Gотв x k,
При этом, на сети обозначается распределение потоков газа, намечаются точки встречи потоков по равенству длины потоков газа, а также точки встречи потоков по равенству длины полуколец и нагрузок.
На сети нумеруют ее участки, проставляют их длину и указывают расходы газа для всех форм потребителей.
В качестве ограничения задачи используется следующее условие [3].
Сумма перепадов давлений на участках, от точки питания сети до концевых точек с заданными давлениями равна расчетному перепаду давления в газоснабжающей сети. Для нахождения минимума целевой функции воспользуемся методом Лагранжа.
Распишем условие ограничения по всем направлениям распределения газа:
Po,i + P,i + ^2,1 +... + РтЛ -Pp = 0;
P0,1 + Р0,2 + Р1,2 + Р2,2 + ...Pm,2 — PP ~ 0; P0,1 + P0,2 + P0,3 + Pl,3 + P2,3 + ... + Pm,3 — Pp = 0-
r
Р + Р + Р + + Р + Р + Р + + Р — Р = 0
1 0,1 ^ 1 0,2 """ 1 0,3 """ ••• """ 1 0,К """ 1 1,К """ 1 2,К т,К Р
По полученным оптимальным перепадам давления определяются оптимальные диаметры участков распределительной сети пересчетом по формуле . Проведение расчетов по изложенному методу сводится к выполнению последовательных алгебраических действий с применением ЭВМ. Для нахождения оптимальных перепадов давления был составлен специализированный программный комплекс.
Результаты расчетов вычислительного эксперимента распределительной сети среднего давления представлены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты вычислительного эксперимента распределительной _сети среднего давления_
¡г £ длина уч км Расчетный расход газа на уч. Диаметр газопровода Среднеквадратичное падение давления Фактическое среднеквадратичное падение давления Среднеквадратичные потери давления на уч. Давление газа мПа
по плану Ь Т а Ур м3/ч Би*б мм км2/а С м <С а -е <с Я С м а ^ * -е <с к рц и Рч
Нормальный режим
Полукольцо ГРС-1-2-3-4-5
ГРС-1 1,4 1,54 20100 529*7 0,002 0,0022 0,0033 0,4 0,3958
1-2 2,3 2,53 10116 529*7 0,0006 0,0006 0,0016 0,3958 0,3937
2-3 2,25 2,48 9863,3 377*9 0,0024 0,0026 0,0064 0,3937 0,3855
3-4 1,9 2,09 9462 377*9 0,0023 0,0025 0,0052 0,3855 0,3787
4-5 0,85 0,94 426,6 377*9 0,0007 0,0007 0,0007 0,3787 0,3779
Полукольцо ГРС-1-9-8-7-6
ГРС-1 1,4 1,54 20100 529*7 0,002 0,0022 0,0033 0,4 0,3958
1-9 2,35 2,59 9983,9 529*7 0,0006 0,0006 0,0017 0,3958 0,3937
9-8 3,1 3,41 9705,1 377*9 0,0024 0,0026 0,0088 0,3937 0,3823
8-7 1,85 2,04 761,3 377*9 0,00091 0,0010 0,0020 0,3823 0,3797
7-6 1,75 1,93 382,9 377*9 0,00061 0,0007 0,0013 0,3797 0,3780
Расчет ответвлений
2-ПП3 0,65 0,72 252,8 76*3 0,0008 0,000864 0,00062 0,36 0,3589
В интерфейсе программы вычислительного эксперимента (рис.2) приведены результаты расчетов диаметров труб, а также расчеты перепада давления от пунктов питания до удаленных точек газоснабжающей сети.
щ
Выбор диаметров участков
Lami Lamj Lamf □ sumCiZi Qi a "Po
1 1 3 19 0,595879852 27 18,4600863E 11
2 3 1 1 16 1,17922925E 16 10,17613782 12
3 5 3 6 34 1,708813667 28 9,3632211GE 16
4 5 4 6 26 2,09135651 27 7,17237806; 15
5 2 5 1 34 2,332140827 34 4,433620452 13
6 3 2 4 22 3,42574214i 32 4,378613471 15
7 1 5 4 23 3,89876814C 20 3,847368001 15
8 4 4 1 20 4,34749746; 26 3,450260877 15
Количесво участков [20
Перепад давления от пунктов питания до удаленным точек сети
|117,158401489253 Сумма "F'U
[284
[✓ Заполнить автоматически
Расчет
Е! ы:-:ид
Zi1=0,0151240173727274
< <.........[lonpaBKaZi..................................>>
Z 1=0,515905320844373
Z2nonp 1 =0,0151240173727274
<;......................................................> >
Диаметр участка-1 Diaml =5,84771127700808
< с.......................................................>>
Zi2=0,0181488208472729
< <.........[lonpaBKaZi..................................>>
Z 2=0,301042884588242
Z2nonp 2=0,0181488208472729
<;......................................................> >
Диаметр учасгка-2
Diam2=4,66673183441182
«.......................................................»
Zi3=0,00648172153153378
< ■::.........[lonpaBKaZi..................................>>
Z 3=0,0972070813483921
Z2nonp 3=0,00848172153159976
«......................................................>>
Диаметр участка-3
Diam3=6,61762142181336
«.......................................................»
Zi4=0,00604960684808096
<<.........[lonpaBKaZi..................................>>
Z 4=0,0657041817303513 Z2nonp 4=0,00604860684909096
Рис 2. Интерфейс программы расчета
Список литературы
1. Баясанов Д.Б. Системы газоснабжения. -М: Стройиздат, 2007. 404 с.
2.Ходжаев Т.Т., Каримов Ф.Р. Математические модели функционирования управления (добыча и транспорт газа). - Самарканд., "Зарафшон", 1993, 93 с.
3.СНиП 42-01-2002. М: ЦИТП Госстроя России, 2003. - 54 с.
систем
х
UDC: 519.681.5
Ganieva Nilufar Alisherovna Art. teacher (E-mail: [email protected]) Samarkand branch of the Tashkent University of information technologies Uzbekistan, Samarkand
COMPUTATIONAL EXPERIMENTS EXAMINATION AND ASSESSMENT FUNCTIONING OF THE DISTRIBUTION OF GAS SUPPLYING NETWORK Abstract: The article posed and solved the problem of analysis and evaluation of indicators functioning distribution network of gas supply, on the basis of which the specified situational model of the network, which allows experts to make intelligent decisions on the part of the regulatory process of the desired product flow distribution.
Keywords: model, situational model, management systems, design of gas costs, loss of pressure, absolute pressure, medium pressure, low pressure, resistance focused consumers, linking the gas pressure, throughput, security factor.
