Сапон М. М. Динаміка трубопроводу з рідиною, що здійснює обертальний рух

Дана робота присвячена саме вивченню динамічних процесів для системи, що складається з трубопроводу, що здійснює обертальний рух, та рідини, що тече по цьому трубопроводу. В ході виконання роботи була доопрацьована на випадок обертання трубопроводу нелінійна модель динаміки системи, що враховує всі нелінійності окрім нелінійності, пов’язаної з реологією деформації трубопроводу. Ця модель дозволяє виконувати дослідження в докритичній та закритичній області швидкості течії рідини. Була визначена залежність критичної швидкості течії рідини від кутової швидкості обертання трубопроводу та показано, що збільшення обертання призводить до втрати стійкості, тобто до зменшення критичної швидкості течії. Досліджена динамічна поведінка системи для різних режимів течії рідини та обертання трубопроводу. Виконані розрахунки тестових прикладів для варіанту певної сталої швидкості течії рідини (кутової швидкості обертання трубопроводу) при різних кутових швидкостях обертання (швидкостях течії). Показано, що при збільшенні швидкості течії рідини (кутової швидкості обертання трубопроводу) в певний момент часу (в околі критичної швидкості) відбувається перехід до коливань навколо альтернативного динамічного положення рівноваги зі значним проявом вищих гармонік (додаткових високочастотних коливань) в околі цього переходу. Також відмічено, що у докритичній області збільшення швидкості течії (обертання трубопроводу) призводить до зменшення частоти коливань, тоді як у закритичній – навпаки, до збільшення. Для режимів лінійної зміни швидкостей течії (кутових швидкостей обертання трубопроводу) отримано, що характер зміни динамічних процесів залежить від стану системи в початковий момент та від моменту досягнення системою критичності. Для режимів пульсації течії рідини, що найбільш цікаві з огляду на те, що течія в реальних механізмах відбувається в пульсаційному режимі, визначено, що найбільш небезпечними є режими з частотою пульсації близькою до власної частоти коливань трубопроводу та з великою амплітудою пульсації.