В статье представлена методология математического моделирования геликоидного преобразователя расхода, предназначенного для измерения количества нефти и нефтепродуктов. Принцип действия таких преобразователей расхода основан на преобразовании частоты вращения геликоидного ротора в значение объемного расхода и объема нефти и нефтепродуктов. Дано описание особенности разработки таких преобразователей расхода. Предложен математический аппарат для решения известных проблем проектирования, разработки и изготовления преобразователей расхода. Рассмотрены следующие основные этапы математического моделирования: концептуальная постановка задачи, математическая постановка задачи, выбор и обоснование метода решения задачи, реализация математической модели в виде программного продукта, проверка адекватности, практическое использование. Для каждого этапа математического моделирования приведены методика исследований и полученные результаты. В рамках выполненных работ выполнен анализ конструкции геликоидного преобразователя расхода, подготовлены обобщенные концептуальные формулы, описывающие геликоидный ротор и непосредственно преобразователь расхода. Дано описание разработанной математической модели геликоидного преобразователя расхода и программного продукта. При выполнении работ учтены требования к системному обеспечению. В целях обеспечения возможности практического применения математической модели и программного продукта проведена проверка адекватности математического аппарата, результаты которой подтвердили правильность принятых формул и допущений. Приведены первые результаты практического применения математической модели. Проанализированы результаты модификации реального геликоидного преобразователя расхода. Сделаны общие выводы по результатам математического моделирования, намечены дальнейшие пути исследований.
Список литературы
1. Панфилов С.А., Саванин А.С. Анализ влияния надежности и стабильности метрологических характеристик средств измерений на межповерочный интервал // Ползуновский вестник. – 2013. – № 2. – С. 277–280.
2. Исследование методов расчета кинематической вязкости нефти в магистральном нефтепроводе / О.В. Аралов, И.В. Буянов, А.С. Саванин, Е.И. Иорданский // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2017. – Т. 7. – № 5. – С. 97–105.
3. Саванин А.С., Сироткин В.А. Перспективы применения передвижных систем измерений количества и показателей качества нефтепродуктов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2014. – Т. 13. – № 1. – С. 64–66.
4. Аралов О.В., Буянов И.В., Саванин А.С. Разработка средств измерений расхода и плотности нефти и нефтепродуктов в ООО «НИИ Транснефть». В сб. Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. – 2018. – 562 с.
5. Федота В.И., Тимофеев Ф.В. Стратегия развития науки, техники и технологий трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов на период до 2020 года // МНТК «50 лет химмотологии – основные итоги и направления развития», ФАУ 25 ГосНИИ химмотологии МО РФ. – М.: Перо, 2014. – С. 62-70.
6. Введение в математическое моделирование / под ред. П.В. Трусова. – М.: Университетская книга, Логос, 2007. – 440 с.
7. Thompson R.E., Grey J. Turbine flowmeter performance model // Report AMC-3. – 1967.
8. Saboohi Z., Sorkhkhah S., Shakeri H. Developing a model for prediction of helical turbine flowmeter performance using CFD // Flow Measurement and Instrumentation. – 2015. – V. 42. – P. 47-57.
9. ANSYS CFX User’s Guide. – V. 14.5. – Ansys Inc. – 2012. – https://support.ansys.com
10. Menter F.R., Kuntz M., Langtry R. Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model // Turbul. Heat Mass Transf. 4. – 2003. – V. 4. – P. 625–632.
11. Газодинамический расчет первой ступени экспериментального двухступенчатого компрессора с использованием программного комплекса CFX/ И. Воронич, Л. Ивчик, В. Коньшин, В. Ткаченко // САПР и графика. – 2005. – № 4.
