6.2 Дослідження впливу часткового перекриття трубопроводу моделлю пристрою на працездатність трубопроводу

Для оцінки працездатності трубопроводу при частковому перекритті його порожнини моделлю пристрою 12 (рисунок 2) необхідно визначити залежність величини тиску в кінці трубопроводу від місця часткового перекриття трубопроводу і коефіцієнта місцевого опору моделі пристрою 12. Зміна місця часткового перекриття трубопроводу проводиться зміною місця встановлення трійника 2 між скляними трубами 1 (між першою і другою, між другою і третьою, між третьою і заглушкою 5). Коефіцієнт місцевого опору моделі пристрою 12 визначаємо за величиною падіння тиску на перепускному вузлі за формулою

, (6.29)

де - коефіцієнт місцевого опору моделі пристрою 12;

- густина повітря;

- швидкість повітря, яке перетікає через перепускний вузол моделі пристрою 12 (ця величина незначно відрізняється від середньої швидкості повітря в трубопроводі, а тому приймаємо їх рівними).

Падіння тиску вимірюємо диференційним манометром 24. Середню швидкість повітря в трубопроводі визначаємо розрахунковим шляхом, вимірявши в стаціонарному режимі (без моделі пристрою) витрату повітря в трубопроводі лічильником 19 і початковий та кінцевий тиск манометрами 20, 21. Отже коефіцієнт місцевого опору моделі пристрою (для наступних вихідних даних: ; ; ) рівний

.

Під час експериментального дослідження працездатності трубопроводу при частковому перекритті його порожнини моделлю пристрою 12 (рисунок 2) проводимо ряд вимірювань тиску в кінці трубопроводу для різних місць часткового перекриття трубопроводу по довжині трубопроводу при різних коефіцієнтах місцевого опору моделі пристрою 12 . Зміну коефіцієнту місцевого опору моделі пристрою 12 здійснюємо перекриттям отворів в кільці 5 (рисунок 1). Вимірювання (для одних і тих же значень чинників) проводимо кілька разів. Середнє значення результатів вимірювань занесено у таблицю 5 та подано графічно (рисунок 4).

Таблиця 5 – Результати вимірювань тиску в кінці трубопроводу при частковому перекритті його порожнини моделлю пристрою для різних місць часткового перекриття

Номер експери-менту		,
1 2 3	0,32 0,64 0,97	0,98 1,14 1,21	0,68 0,94 1,02	0,38 0,61 0,69

1

3

2

1 - ; 2 - ; 3 -

Рисунок 4 – Залежність тиску в кінці трубопроводу при частковому перекритті його порожнини моделлю пристрою від місця перекриття

Дослідження функціонального зв’язку з метою виявлення можливості отримання аналітичної залежності тиску в кінці трубопроводу , при частковому перекритті його порожнини, від місця перекриття , при коефіцієнті місцевого опору моделі пристрою 12 (рисунок 2) (всі отвори в кільці 5 (рисунок 1) відкриті), проводимо з допомогою кореляційного аналізу.

Визначаємо коефіцієнт кореляції за формулою

(6.30)

Значення коефіцієнта кореляції, визначене за формулою (6.30) свідчить про тісний зв’язок між тиском в кінці трубопроводу та місцем часткового перекриття трубопроводу .

Графічна залежність між отриманими дослідними значеннями (рисунок 4) свідчить про схильність рівняння регресії до степеневої функції типу

. (6.31)

З метою знаходження значень коефіцієнтів і рівняння (6.31) лінеаризуємо методом логарифмування і проводимо заміну , , , .

Отже отримуємо лінійне рівняння

. (6.32)

Параметри і перетвореної залежності визначаємо методом найменших квадратів

, (6.33)

. (6.34)

Підставивши відповідні значення в рівняння (6.33) і (6.34) отримуємо , . Враховуючи, що а , визначаємо , .

Тоді отримане емпіричне рівняння матиме вигляд

. (6.35)

Порівняння розрахункових значень тиску в кінці трубопроводу з експериментальними (таблиця 6) свідчить про прийнятну їх збіжність.

Таблиця 6 – Експериментальні та розрахункові значення тиску в кінці трубопроводу при частковому перекритті його порожнини моделлю пристрою

Значення тиску в кінці трубопроводу
	0,32	0,64	0,97
Експериментальне,	0,98	1,14	1,21
Розрахункове,	0,99	1,13	1,22

ЗАТВЕРДЖУЮ

Заступник директора

Укрндігазу з наукової роботи

канд. техн. наук

С. О. Саприкін

АКТ

стендових експериментальних досліджень моделі пристрою

для локалізації місця течі в трубопроводі