Исследования. Конструирование. Расчеты. Опыт эксплуатации процессы и оборудование

Предложен способ комбинированной обработки труднообрабатываемых материалов, включающий предварительное охлаждение заготовки. На примере титана и его сплавов показано, что, управляя тепловыми потоками при ВСО с предварительным охлаждением, можно обеспечивать высокое качество поверхности, заданные эксплуатационные свойства деталей при сохранении длительной стойкости режущего инструмента. Наиболее предпочтительными при изготовлении инструмента являются инструментальные материалы с большим коэффициентом теплопроводности.

Method of combined processing of hardly processed materials with preliminary cooling of the article is offered. With titanium and its alloys as an example it is show that by оperating thermal streams at VSO with preliminary cooling, it is possible to provide high quality of a surface, set operational properties of details at preservation of long firmness of cutting tool. Tool materials with big coefficient of heat conductivity are the most preferable.

Моделирование исходных параметров настройки систем управления процессом нефтеизвлечения. Часть 1. Пределы детализации и формулировка моделей векторов переменных с учетом возмущений

Рассмотрены особенности моделирования векторов входных и выходных переменных систем управления процессами нефтеизвлечения с различными пределами детализации их структур. Предложены методы контроля дебитов жидкостей на глубинных интервалах перфораций водонагнетательных и нефтедобывающих скважин нефтегазовых месторождений как основное условие реализации режима реального времени в рассматриваемых системах. Рассмотрены условия повышения точности контроля параметров переменных с учетом применяемых технических средств измерений сложных скважинных сред.

Ключевые слова: система управления, вектор входных и выходных переменных, скважина, скорость потока, многофазные и многокомпонентные нефтяные смеси

S.A. Batalov. E-mail: geoavtsyst@mail.ru

Modelling of control systems' initial settings by petroextraction process. Part 1. Specification's limits and vectors' variables models formulation with perturbance

Modeling of vector's input and output variable control systems features by petroextraction processes with various limits of specification of their structures are presented in the first part of work. Liquid output control methods in perforation's deep intervals of water-injection and oil-extracting wells on oil and gas fields as the main condition of real time mode considered systems realization are offered. Increase control accuracy parameters of variables conditions taken into account of applied complex downhole technical means are considered.

Ю.Л. Леухин, канд. техн. наук, Э.Н. Сабуров, д-р техн. наук (Северный (Арктический) федеральный Университет, г. Архангельск, Россия).

Приведены и проанализированы результаты экспериментального и аналитического исследования влияния расхода газа (числа Рейнольдса) на распределение давления, напряжения поверхностного трения, характеристики пограничного слоя на поверхности теплопередающей трубы циклонного рекуператора, смещенной с аэродинамической оси высокотурбулентного закрученного потока. Установлено, что с уменьшением числа Рейнольдса ниже значения, определяющего границу автомодельности течения циклонного потока, меняются условия обтекания цилиндрической поверхности трубы, положение критических точек, размеры характерных зон, режим течения пограничного слоя в ее лобовой части.

The results of an experimental and analytical study of the effect of gas flow rate (Reynolds number) on the pressure distribution, the tension of surface friction, characteristics of the boundary layer on the heat-transfer pipe surface of the cyclone recuperator shifted from the aerodynamic axis of the highly turbulent swirling flow are provided and analyzed. It was stated that the decreasing of Reynolds number below the value which defines the boundary of the cyclone flow self-similarity changes the conditions of the flow around the pipe surface, the position of the critical points, the dimensions of characteristic zones, the flow regime of the boundary layer in its frontal part.

Предложена новая поршневая гибридная энергетическая машина с газовым объемом на всасывании. Разработана методика расчета, основанная на законах сохранения энергии, массы, движения и уравнении состояния записанных для газа и охлаждающей жидкости. Методика расчета реализована в виде компьютерных программ для расчета рабочих процессов поршневой машины.

In operation the new piston hybrid energetic machine with a gas volume on inhausting is offered. The calculation procedure based on the laws of conservation of energy, weight, movement and an equation of state written for gas and cooling liquid is developed. The calculation procedure is realized in the form of computer programs for calculation of worker processes of the piston machine.

Предложена новая система жидкостного охлаждения поршневого компрессора с использованием колебаний давления газа на нагнетание. Разработанная методика расчета, основанная на законах сохранения движения, массы и энергии, записанных для газа и охлаждающей жидкости, реализована в виде пакета прикладных программ для расчета системы охлаждения поршневого одноступенчатого компрессора.

In work the new system of liquid cooling of the piston compressor, based on fluctuation of pressure of gas upon forcing, is offered. The developed method of calculation based on the fundamental laws of preservation of the movement, weight and energy which is written down for gas and cooling liquid, is realized in the form of a package of applied programs for calculation of the cooling system of the piston one-stage compressor.

Проведен анализ влияния отношения выигрыша в технической работе при сжатии газа к количеству отводимой теплоты при постоянной и переменной массах сжимаемого газа. Анализ, проведенный для политропного приближения и на основе математической модели с сосредоточенными параметрами, позволил установить области эффективного охлаждения газа в процессе сжатия.

In work the analysis of influence of the relation of a prize in technical work at compression of gas to amount of the taken-away warmth with a constant and variable mass of the compressed gas is carried out. The analysis was carried out for polytropic approach and on the basis of mathematical model with the concentrated parameters. The analysis allowed to establish areas of effective cooling of gas in the course of compression.

Приведены результаты исследования поршневой гибридной машины, сочетающей в себе функции насоса и компрессора объемного действия (насос-компрессора). Исследуемая машина отличается наличием щелевого уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра, выполненного в виде гидродиода. Представлено численное моделирование движения несжимаемой вязкой жидкости в канале гидродиода, выполненное в трехмерной осесимметричной постановке. Эффекты турбулентности учитывались с помощью SST-модели. Установлено, что расход жидкости через щелевое уплотнение зависит от направления движения. Выполнен анализ физической природы данного явления.

Results of probe of the piston hybrid machine combining functions of the pump and the compressor of volume action (pump compressor) are given in article. The studied mashine differs in existence of slot-hole sealing between the bucket and a wall of the cylinder executed in the form of the hydrodiode. The numerical modeling of the movement of an incompressible viscous fluid in the hydrodiode port executed in three-dimensional axisymmetric statement is presented. Effects of turbulence were considered by means of SST model. It is established that the liquid consumption through slot-hole sealing depends on driving direction. The analysis of the physical nature of this phenomenon is made.

Предложена методика расчета соотношений давлений нагнетания насосной и компрессорной полостей поршневой гибридной энергетической машины. Представленные результаты позволяют определить соотношение давлений нагнетания насосной полости и компрессорной, обеспечивающих равенство массовых потоков жидкости из насосной и компрессорной полостей и, соответственно, нормальную работу поршневой гибридной энергетической машины.

In work the method of calculation of ratios of pressure of pumping of pumping and compressor cavities of the piston hybrid energy machine is offered. The presented results allow to define a ratio of pressure of pumping of a pumping cavity and compressor, the mass streams of liquid providing equality from pumping and compressor cavities and, respectively, normal operation of the piston hybrid energy mashine.

Настоящая статья является вторым этапом исследований кольцевого щелевого гидродиода. Представлены результаты вычислительного эксперимента, в ходе которого была установлена взаимосвязь между функциями отклика исследуемого гидродиода и рядом геометрических и гидравлических факторов. Результаты эксперимента представлены в виде уравнений регрессии, по которым была осуществлена оптимизация геометрии проточной части гидродиода с целью минимизации отношения расходов жидкости через него при прямом и обратном направлении движения. Выполнен подробный анализ физических явлений, сопровождающих работу гидродиода.

The paper is considered to be the second stage of the research on the annular gap-type hydraulic diode. The computational experiments were conducted in order to establish the correlation between the response functions of the hydraulic diode and a number of geometric and hydraulic factors. The results of the computational experiments are given in the form of regression equations, which were utilized for optimization of the hydraulic diode geometry. The target of the optimization was to minimize the ratio between the mass flow rates through the hydraulic diode while the direct flow or backward flow are observed. The detailed analysis of the arising physical phenomena is done.

Предложена и исследована конструкция щелевого поршневого уплотнения поршневой гибридной энергетической машины объемного действия. Разработана методика оценки эффективности работы предложенного щелевого уплотнения и проведена оценка влияния основных конструктивных и режимных параметров на эффективность его работы.

The device of slot-hole piston sealing of the piston hybrid power machines of volume action is offered and investigated. The technique of an assessment of overall performance of the offered slot-hole sealing is offered. The assessment of influence of the critical geometrical parameters and regime parameters on its overall performance is carried out.