Учебное пособие 1477

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

"Воронежский государственный технический университет"

(Кафедра нефтегазового оборудования и транспортировки)

ОПТИМИЗАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЯНОГО НАСОСА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Оптимизационная стратегия проектирования и эксплуатации технологического оборудования газонефтепроводов»

для студентов направления подготовки 21.04.01 «Нефтегазовое дело» (программа «Моделирование и оптимизация рабочих процессов

в энергетических системах газонефтепроводов») всех форм обучения

Воронеж 2021

УДК 621.671:681.3.06(07) ББК 32.97я7

Составители:

д-р техн. наук С. Г. Валюхов канд. техн. наук Д. Н. Галдин д-р техн. наук А. В. Кретинин

Оптимизационное проектирование рабочего колеса магистрального нефтяного насоса: методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Оптимизационная стратегия проектирования и эксплуатации технологического оборудования газонефтепроводов» для студентов направления подготовки 21.04.01 «Нефтегазовое дело» (программа «Моделирование и оптимизация рабочих процессов в энергетических системах газонефтепроводов») всех форм обучения / ФГБОУ ВО "Воронежский государственный технический университет" ; сост.: С. Г. Валюхов, Д. Н. Галдин, А. В. Кретинин. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021.– 38 с.

Целью указаний является выработка навыков работы с инструментарием ANSYS Workbench, применение современных расчетных комплексов для решения задач оптимизационного проектирования

Предназначены для студентов направления подготовки 21.04.01 «Нефтегазовое дело» (программа «Моделирование и оптимизация рабочих процессов в энергетических системах газонефтепроводов») всех форм обучения.

Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле МУ_ЛР_ОСП.pdf

Ил. 84. Табл. 1. Библиогр.: 9 назв.

УДК 621.671:681.3.06(07)

ББК 32.97я7

Рецензент - Д. П. Шматов, канд. техн. наук, доц. кафедры ракетных двигателей ВГТУ

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ № 1-2 Проектирование рабочего колеса магистрального нефтяного насоса

Постановка задачи

В лабораторной работе № 1представлена методика создания и параметризации модели рабочего колеса в ANSYS WorkBench с использованием конструкторской терминологии, принятой в средах Windows и ANSYS.

Исходные данные приняты согласно табл.

Порядок выполнения работы

1.Открываем Пуск ->Workbench.

2.Сохраняем проект через File ->SaveAs. Не допускается, чтобы в пути к файлу присутствовали символы кириллицы.

3.По умолчанию обычно активна лицензия для DesignModeler, поэтому чтобы был доступен BladeModeler надо сделать следующее: Tools->License Preferences...

4.На последней вкладке (Geometry) необходимо выделить ANSYS BladeModeler и поднять его вверх кнопкой Move up, либо убедиться, что он стоит первым. Далее закрываем диалог по OK.

5. Далее есть две возможности: либо добавить Fluid Flow (CFX) из Toolbox->Analysis Systems, либо собрать задачу по частям. Выберем второй способ. Открываем Component Systems в Toolbox, двойным щелчком

3

на Geometry добавляем систему в проект. Систему сразу можно переименовать (при желании).

свойстве Named Selections, следует поставить галку. В появившемся свойстве Named Selection Key стираем NS (выделяем ячейку таблицы и удаляем). То же самое делаем для Attributes и Attribute Key.

7. Двойным щелчком на ячейке Geometry открываем DesignModeler. Выбираем единицы длины – миллиметры.

4

8. Далее требуется задать геометрию проточной части. Создадим четыре пустых скетча на плоскости ZX, для этого выделим ZXPlane и создадим скетч кнопкой New Sketch.

постпроцессор потом автоматически сможет их понять при переходе в турборежим. Для переименования надо щёлкнуть правой кнопкой на скетче в дереве и выбрать Rename или клавишей F2.

10.Построение контура начинаем с контура основного, для этого вы-

деляем скетч Hub и переключаемся в меню Sketching. Инструментом Line создадим линию.

5

11. На вкладке Constraints выбираем инструмент Parallel и нажимаем на линию и ось X.

12. На вкладке Constraints выбираем инструмент Coincident и нажимаем на верхнюю точку линии и на ось X.

13. На вкладке Dimensions выбираем инструмент General и задаём расстояние от точки A до оси Z.

6

14. В окне Details View установим значение данного размера 260, и задаём параметром нажатием на квадратик слева от значения. Присваиваем параметру имя R_out. Данный параметр будет задавать радиус расчётной сетки на выходе из рабочего колеса.

15.Создадим на данном скетче ещё одну линию инструментом Line.

16. На вкладке Constraints выбираем инструмент Parallel и нажимаем на линию и ось Z.

7

17. На вкладке Dimensions выбираем инструмент Vertical и задаём расстояние от линии до оси Z.

18. В окне Details View установим значение данного размера 85, и задаём параметром нажатием на квадрат слева от значения. Присваиваем параметру имя R_Hub. Данный параметр будет задавать радиус втулки.

19. На вкладке Dimensions выбираем инструмент General и задаём расстояние от точки B до оси X.

8

20. В окне Details View установим значение данного размера 200, и задаём параметром нажатием на квадратик слева от значения. Присваиваем параметру имя H_inlet. Данный параметр будет задавать длину расчётной сетки на входе в рабочее колесо.

21.На вкладке Draw выбираем инструмент Arc by 3 Points и строим дугу между точками C и D.

22.На вкладке Constraints выбираем инструмент Tangent и нажимаем последовательно на линию 1 и дугу, линию 2 и дугу.

9

23. На вкладке Dimensions выбираем инструмент Radius и задаём радиус дуги.

24. В окне Details View установим значение радиуса 75, и задаём параметром нажатием на квадратик слева от значения. Присваиваем параметру имя OD_R. Данный параметр будет задавать радиус закругления на основном диске рабочего колеса.

25. Приступим к редактированию скетча Inlet. Выбираем скетч Inlet в дереве проекта и строим линию из точки B.

10