ГОСТ Р 55003—2012
Данный процесс начинается на стадии технического обоснования: объем, характеристики и особые
детали каждого отдельного проекта должны быть приняты во внимание. Выявление технических трудно
стей для каждого проекта на стадии технического обоснования требует определения затрат производите
лей на выполнение различных вариантов и оценки использования гидравлических испытаний на стадии
проектирования.
Исследование с помощью модели проводится после подписания контракта с определенным подряд
чиком. В случае особо крупных проектов некоторые владельцы предпочитают проводить тщательные
гидравлические исследования и испытания с помощью модели на стадии детального изучения проекта,
заключив контракт или несколько с потенциальными подрядчиками, результаты работы которых позже про
веряют в независимой лаборатории. При этом необходимо запросить от подрядчика потенциальную
прибыль, стоимость гидравлических исследований и испытаний с помощью модели и стоимость поставки
рабочего колеса и восстановления всей турбины. Таким образом, можно определить разницу стоимости
выполнения исследований независимо от общей стоимости проекта.
Чтобы сконструировать новые детали для старых машин, особенно рабочих колес, смежные
элементы существующей проточной части необходимо включить в моделирование потока. Что типично
для восстановления и модернизации существующих турбин, где большую часть старых деталей не
заменяют. Спрогнозировать работу новых деталей возможно только с учетом взаимовлияния существую
щих деталей. Таким образом, воспроизведение точной формы и состояния старыхдеталей во время моде
лирования потока и испытания с использованием модели можно использовать при изготовлении точной
числовой моделиданныхдеталей.
8.2 Расчет гидравлической конструкции
8.2.1 Основные положения
Для того, чтобы расчет гидравлической конструкции оказался экономически целесообразным, его
следует проводить, учитывая следующие вопросы.
Выбор программного обеспечения:
a) программное обеспечение (2D или 3D. вязкая жидкость или без учета вязкости, стационарный или
нестационарный поток)должно выбираться с учетом детали для расчета и общей стоимости проекта;
b
) объем расчетной части:
1) расчет всей турбины или только необходимых компонентов:
2) расчет существующей турбины или восстановленной турбины, или обеих.
Выбор программного обеспечения, а также определение объема вычислений будет проводиться ин
дивидуально по проекту и учитывать размер, рабочее состояние и другие необходимые требования к тур
бине, подлежащей восстановлению.
Наличие самых современных методов вычислительной гидродинамики (ВГД) позволяет свести риск,
связанный с восстановлением, к минимуму. Применение методов ВГД является длительной процедурой и
по стоимости может приближаться к краткой программе испытания с использованием модели.
8.2.2 Роль ВГД
Числовое моделирование потока или ВГД (вычислительная гидродинамика) является мощным инст
рументом при условии правильного использования и понимания его ограничений вприменении. При прове
дении восстановительных работ, оно может использоваться для:
- проектирования новых деталей для старых (существующих) машин;
- анализа течения жидкости в проточной части существующих машин, для понимания и решения
проблем, связанных сдвижением жидкости;
- потенциального улучшения эффективности, связанной с модификацией профиля (может быть
разработано на основании анализа ВГД и подтверждено испытаниями моделей), с учетом экономического
анализа.
В точение всего процесса разработки конструкций для оптимизации новых машин или планирования
работ по восстановлению машин применение ВГД позволяет сократить количество изменений физической
модели на испытательном устройстве для получения требуемых эксплуатационных характеристик. Можно
уменьшить кавитацию, что практически невозможно сделать при использовании классических методов
разработки, применявшихся до появления ВГД, при точной настройке во время испытаний с использова
нием модели. Так как при численном моделировании распределение давления на ключевыедетали рабо
чего колеса гидротурбины и другие поверхности машины можно проверить и оптимизировать распределе
ние потока и более равномерное распределение давления.
77