Analiza porównawcza procesów tłumienia i wygładzania fali ciśnienia w trakcie nieustalonego przepływu w rurociągach wykonanych z różnych materiałów

Abstract

Uderzenie hydrauliczne jest uważane za jeden z najważniejszych problemów nieustalonego przepływu w przewodach, dlatego nadal stanowi obiekt badań wielu naukowców. To zagadnienie może być badane na dwóch poziomach: praktycznym i teoretycznym. W artykule zaprezentowane zostały wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych na stanowisku pomiarowym nieustalonego przepływu, funkcjonującym w Laboratorium Hydraulicznym Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej. Badania polegały na pomiarach ciśnienia w charakterystycznych punktach badanego przewodu podczas przejścia fali ciśnienia. Pomiary zostały przeprowadzone dla przewodu wykonanego z polietylenu wysokiej gęstości oraz dla przewodu ze stali ocynkowanej. Na podstawie pomiarów i obliczeń porównane zostały charakterystyczne parametry fali ciśnienia. Artykuł przedstawia również wyniki symulacji numerycznych z użyciem klasycznej metody charakterystyk. Przy porównaniu wyników pomiarów i symulacji numerycznych widać wyraźnie, że wyniki obliczeń uzyskiwane na drodze rozwiązywania klasycznego układu równań znacznie różnią się od wyników pomiarów. Okazuje się, że tłumienie fali ciśnienia w przewodzie przebiega w zasadniczo odmienny sposób, a na jego przebieg ma wpływ wiele czynników, w tym materiał przewodu. Propagacja fali ciśnienia przebiega w sposób szczególnie złożony, w przypadku przewodów o różnych charakterystykach materiałowych.

Keywords

• przepływ nieustalony w przewodach
• uderzenie hydrauliczne
• tłumienie i wygładzanie fali ciśnienia
• dyfuzja numeryczna
• dyspersja numeryczna