DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2024-10-03-207-213

УДК 69.002.5

Новиков В.И.
Исследование изменения геометрии внутренней полости передающих устройств для гидроструйных технологий с целью улучшения их теплового состояния
Работа посвящена исследованию влияния изменений геометрических характеристик, таких как диаметр и длина, внутренней полости для подвода рабочей жидкости в передающих устройствах высокого давления для гидроструйных технологий на изменение их теплового баланса в процессе эксплуатации за счет улучшения условий охлаждения участков бурового вала с контактными поверхностями. Моделирование проводилось не на полноразмерном передающем устройстве, а на одной восьмой части для того чтобы уменьшить время как создания самой модели, так и объем вычислений, что возможно благодаря осесимметричности поставленной задачи. Показана модель, созданная в вычислительной среде «Ansys» с расчетной сеткой для расчета эквивалентных напряжений. Рассчитанные методом конечных элементов распределения напряжений для различных сочетаний геометрии предающего устройства выявили соответствующие границы рационального изменения диаметра и длины внутренней полости, позволяющие обеспечить его работоспособность конструктивного узла в сочетании с максимальным охлаждением максимально термически нагруженных участков вала. Введены безразмерные геометрические параметры (приведенный диаметр и приведенная длина внутренней полости) для обобщающего описания геометрии передающих устройствах для гидроструйных технологий. Получены графики зависимостей величин напряжений от приведенных величин.
Ключевые слова: гидроструйные технологии, струйная цементация, моделирование, буровой став, тепловой баланс, метод конечных элементов.

Novikov V.I.
Research of changes hydro-puller device internal cavitie’s geometry for order to improve the thermal state
The paper is devoted to the study of the influence on changes in their thermal balance during operation by improving the cooling conditions of sections of the drill shaft with contact surfaces of changes in geometric characteristics, such as diameter and length, of the internal cavity for supplying working fluid in high-pressure hydro-puller device for hydro-jet technologies. The axisymmetric simulation not on a full-size transmit-ting device was carried out, but on one-eighth part in order to reduce the time of both creating the model itself and the amount of calculations. A model created in the computing environment «Ansys» with a computational grid for calculating equivalent stresses is shown. The stress distributions calculated by the finite element method for various combinations of the geometry of the transfer device revealed the corresponding boundaries for the rational change in the diameter and length of the internal cavity, allowing to ensure its operability of the structural unit in combination with maximum cooling of the most thermally loaded sections of the shaft. Dimensionless geometric parameters (reduced diameter and reduced length of the internal cavity) are introduced for a general description of the geometry of transmitting devices for hydro-jet technologies. Graphs of the dependences of voltage values on the given values were obtained.
Key words: hydro-jet technologies, jet-grouting, modeling, drilling bar, heat balance, finite element method.

Скачать статью (файл pdf) — Download (pdf)

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.