Su Kien 2016

Thiết kế, tính toán đường ống với sự trợ giúp của module Tobe and Pipe

Thứ ba - 25/04/2017 05:57
Ứng dụng các công cụ thiết kế, tính toán với sự trợ giúp của máy tính là một giải pháp tiên tiến đã đem lại hiệu quả thiết thực trong thực tế sản xuất.
1. Đặt vấn đề
Ống dẫn đã xuất hiện khoảng 2000 năm trước đây bằng cách nối các ống tre, trúc tạo thành hệ thống cung cấp nước. Ngày nay các hệ thống này ngày càng phổ biến trong mọi lĩnh vực từ dân sinh, trong các nhà máy, phòng thực hành, thí nghiệm và trong nhiều loại thiết bị, máy móc... Ngoài việc dẫn chất lỏng và khí, trong tương lai đường ống sẽ là một hình thức vận chuyển bằng cách nghiền nhỏ các hạt và chuyển động theo đường ống được chôn dưới lòng đất để đảm bảo an toàn giao thông. Vấn đề đặt ra với người kỹ sư cơ khí là phải tính toán hệ thống này đảm bảo lưu lượng và lưu tốc đầu ra, với cơ chế áp suất đầu vào được tính toán trước đảm bảo về khả năng chịu nhiệt, mài mòn, chịu áp suất và các dạng hỏng cơ học khác. Áp dụng các công cụ thiết kế, tính toán với sự trợ giúp của máy tính là một giải pháp tiên tiến đã đem lại hiệu quả thiết thực cho người kỹ sư và đang được áp dụng vào việc giảng dạy tại các cơ sở đào tạo.
2. Trình tự thiết kế đường ống
Cấu tạo chung của đương ống tùy theo chức năng sử dụng đường ống được chia thành 3 loại: Đường ống cứng (Rigid pipe), Đường ống uốn (tubing with bends), Đường ống dạng dây (flexible hose), các phụ kiện đường ống (co nối, van…) theo tiêu chuẩn công nghiệp. Các bước thiết kế:
Bước 1: Chọn tiêu chuẩn và kích thước của ống (hình 1)
Bước2: Dựng các đường dẫn (path) dạng 2D hoặc 3D tùy thuộc vào trường hợp cụ thể
Bước 3: Định nghĩa đường dẫn (hình 2)
Bước 4: Truy xuất tự động đường ống (hình 3)
Bước 5: Chọn các phụ kiện khác từ thư viện
Hình ảnh một số sản phẩm thiết kế bằng module Tobe and Pipe:
 
3. Các bước tính toán dòng chảy chất lỏng với module Plow Simulation
- Cơ sở lý thuyết chung:
Xét một phân tố chất lỏng có dạng hình hộp được tách ra từ một khối chất lỏng thực chuyển động với vận tốc là u, khối lượng riêng của chất lỏng là \rho\rhoro


Phương trình vi phân dạng tổng quát của chất lỏng:
Trong điều kiện cụ thể với ống dẫn chất lỏng không nén được và không tính hiện tượng tụt áp do dò gỉ. Từ phương trình vi phân dạng tổng quát của chất lỏng ở trên ta được trường hợp riêng:

- Các bước thực hiện quá trình phân tích như sau:
+ Xác định dạng tính toán: gồm có 2 dạng bài toán cơ bản là tuyến tính và phi tuyến
+ Xây dựng cơ sở dữ liệu đầu vào, xác định yếu tố đầu ra
+ Thiết lập môi trường tính toán với module Plow Simulation

+ Chọn kiểu bài toán phân tích: môi trường bên trong, ngoài, hở, trường hợp truyền nhiệt, bức xạ nhiệt, dạng tham số, chuyển động thẳng hay quay. Môi trường chất khí, chất lỏng, chất lỏng có độ nhớt, mỡ, khí ga, hơi nước
+ Thiết lập đặc tính thông số đầu ra, đầu vào
 + Thiết lập tham số cơ học và hình học của hàm số
+ Thiết lập hàm số
+ Cài đặt chế độ hiển thị
+ Chạy chương trình
+ Mô phỏng dòng chảy và phân tích
4. Kết luận:
Với phương pháp phân tích trên đã đem lại hiệu quả thiết thực trong việc tính toán thiết kế đường ống thông qua khai thác các công cụ hiện đại, dự báo được quá trình làm việc của hệ thống đường ống, để người thiết kế đưa ra các giải pháp công nghệ hợp lý trong quá dẫn chất lỏng.
 

Tác giả bài viết: Mạc Văn Giang

Tổng số điểm của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá

Xếp hạng: 5 - 1 phiếu bầu
Click để đánh giá bài viết

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây