ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
55
УДК 621.6
О. В. Б е л о в а , В. Ю. В о л к о в , И. Г. З о р и н а ,
А. П. С к и б и н
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ДРОССЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
С ПОМОЩЬЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ
ГИДРОДИНАМИКИ
Рассмотрены стационарные характеристики дроссельного устрой-
ства с кромками лабиринтного уплотнения, создающими дополни-
тельное сопротивление по тракту течения рабочей среды. Определе-
ны наиболее оптимальные геометрические характеристики гидрав-
лической конструкции, работающей на принципе вихревого запирания
потока.
E-mail:
ovbelova@yandex.ru
,
vasya-volkov@yandex.ru
,
zorina.ig@gmail.com,
askibin@yandex.ru
Ключевые слова:
дроссельное устройство, лабиринтное уплот-
нение, коэффициент гидравлического сопротивления, кромка,
STAR-CCM+
.
Введение.
При добыче нефти используют специальные устройства
[1, 2],
обеспечивающие близкий к равномерному расход среды на про-
тяжении всего рабочего участка. Длина участка может достигать 100
и более гидравлических диаметров подводящего трубопровода.
Для обеспечения равномерного сбора нефти в дроссельном
устройстве выполнены два канала ее подвода: внутренний (по тру-
бе) и внешний (по кольцевому зазору). В кольцевом зазоре устанав-
ливаются ограничители расхода для существенного понижения дав-
ления (до 10 МПа) за ними. Обычно ограничители представляют
собой керамические сопловые устройства, падение давления в кото-
рых происходит за счет больших скоростей потока (до 100 м/с)
в тракте течения. Недостатком таких устройств является наличие
достаточно большого давления на входе. При снижении давления на
входе давление в тракте течения может опуститься ниже давления
насыщения, что приведет к вскипанию рабочей среды и образова-
нию двухфазного потока с элементами конденсации образовавшего-
ся пара.
Однако понизить давление можно за счет большого гидравличе-
ского сопротивления самого тракта течения рабочей среды [3, 4].
Увеличение гидравлического сопротивления достигается путем мно-
гократного изменения направления движения, слияния и разделения
потока. Изменение давления при этом происходит плавно по всей