Разработка конструкции адаптивной системы регулирования притока для месторождения с применением CFD - page 10

Рис. 5. Влияние сетки расчетной области и моделей турбулентности на
гидродинамическую силу:
1 — k −ε-модель; 2 — k −ε-SST(Mentor); 3 — модель RSM
которые можно использовать в качестве пользовательского програм-
мирования [10].
Для проведения вариантных задач был создан и использован шаб-
лон *.sim, с помощью которого перестраивалась сеточная модель рас-
четной области и задавались свойства рабочей среды.
Расчетные исследования. Анализ результатов. Влияние размера
сетки и моделей турбулентности (нелинейная k −ε, k−ω -SST (Mentor)
и RSM) было исследовано для номинального расхода Gном = 12 м3 /сут.
Анализ показал, что различие результатов составляет менее 5%
(рис. 5). Поэтому в дальнейшем для определения характеристик си-
стемы была выбрана нелинейная k −ε-модель турбулентности и сетка
№ 2.
Основной вклад вносит сила Fx , направленная на закрытие клапа-
на. Однако в случае неравномерного подвода рабочей среды, возра-
стет поперечная составляющая силы и возможно срабатывание клапа-
на при условии прохождения через него расхода меньше номинального
12 м3 /сут. Зависимость результирующей силы в устройстве от расхода
представлена на рис. 6.
Рис. 6. Зависимость результирующей
гидродинамической силы от расхода
Условие закрытия клапана
определяется совместным действи-
ем гидродинамической и магнит-
ной сил: Fном ≤ Fмагн .
Магнитная сила, действующая
на клапан, выбирается из гидро-
динамического расчета из условия,
что при достижении расхода через
клапан G ном = 12 м3/сут моторный
орган должен оторваться от верх-
него конечного положения. Таким
образом, клапан должен удержи-
ваться в верхнем положении маг-
нитной силой Fмагн = 1,5 Н.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 3 31