屈服假塑性流体管流流动及传热规律研究

结合屈服假塑性流体的本构方程、管流力平衡关系式以及非牛顿流体的能量方程，得出了屈服假塑性流体管流速度分布及温度分布。研究结果表明：由于屈服应力的作用，管中心存在柱塞流动，柱塞的半径与屈服应力成正比，与压力梯度成反比；管流流量随屈服应力的增大而减小；柱塞内温度一致，从柱塞边界到管壁，温度逐渐减小，而且越靠近管壁，温降梯度越大。     

《管道技术与设备》2005年总目次

(期.页)·设计与研究·伴有堆积层的管道速度分布规律研究张士林,许振良(1·1)…………………………………………………………………高凝成品油管道蜡沉积速率的室内环管道实验分析刘爱虢,王岳,刘宏波(1·3)…………………………………………圆锥形管道中的瞬变流分……………析陈明,蒲家宁(1·6)输气管道当量粗糙度的最小二乘算法李华,吴长春(1·8)…………………………………………………………………BINGHAM流体环空管流流动及传热规律研究袁志彬,高文凤,孙涛,等(1·11)…………………………………………原油管道停输再启动实验研究张…     

含缺陷套管强度分析

利用ANSYS有限元软件建立套管-水泥环-围岩的三维模型,对含体积型缺陷套管在均匀地应力下的受力情况进行分析.文中分析了缺陷半径和缺陷深度对套管的影响.分析可知套管最大Mises应力随缺陷深度加大而增大,随着缺陷半径的增大而减小,且当半径增大到某特定值时套管应力值基本不变;套管缺陷对储气库注气工况下套管柱强度影响较大.     

弯径比对固液两相流竖直90°弯管流场及压力影响分析

为研究竖直90°弯管在水力输送固料过程中的两相流动及压力特征，采用计算流体力学(CFD)方法分析不同弯径比的固液两相流竖直90°弯管内流场和固相颗粒分布规律以及对弯管段和直管段的压力影响规律。结果表明：不同弯径比影响弯管内固相颗粒分布状态是不同的，弯径比的增大会加强颗粒移至管道中心的效果，弯管内的二次流现象的明显程度也受弯径比的影响；管道内压力最大的区域分布在弯管段上侧，弯径比越大弯管段上侧压力越小，弯管段内部压力分布越平缓，且不同弯径比对管道上下游直管段的压力也有影响，其中对下游竖直直管段压力影响最大，直管段所受压力变化随弯径比的增大，其梯度变化也在降低。     

输运流体海洋立管的动力特性

从流体的动量方程出发,考虑流体和管道的耦合,推导出输运流体海洋立管的偏微分运动方程。用Hermite插值函数和Galerkin法离散运动方程建立海洋立管动力运动的有限元模型。然后,利用该模型研究管内气柱流对固有频率的影响。计算结果表明:立管内出现气柱流时,固有频率随气柱位置的不同而明显变化。     

氧化钙-碳酸钠复合激发矿渣灌浆材料流变特性研究

浆液流型及流变参数的时变规律是建立注浆扩散理论模型的前提。为探究氧化钙和碳酸钠复合激发矿渣灌浆材料流变特性，首先采用氧化钙和碳酸钠（物质的量比为1∶1）为激发剂制备出析水率和结石体抗压强度优于42.5号普通硅酸盐水泥浆的新型灌浆材料，接下来采用旋转黏度计对不同水胶比、不同水化时间灌浆材料的流变特性进行测试，基于测试结果探讨了水胶比、水化时间对灌浆材料流型及流变参数的影响规律。结果表明，水胶比对氧化钙-碳酸钠复合激发矿渣灌浆材料流变模式有较大影响，水胶比为0.60～1.00的灌浆材料流型不是某种单一流型，分属宾汉姆流体、牛顿流体。塑性黏度和屈服应力随水胶比增大呈幂函数关系减小。与水泥基注浆材料类似，氧化钙-碳酸钠复合激发矿渣灌浆材料在注浆过程中流型保持不变，只是流变参数随水化时间发生变化。灌浆材料水胶比越大，水化时间对剪切应力与剪切速率关系、流变参数量值影响越小。与水泥基注浆材料不同的是，新型灌浆材料塑性黏度随水化时间变化规律符合幂函数而非指数函数。水胶比为0.60、0.65的浆液屈服应力随水化时间增加呈线性增大，而水化时间对水胶比为0.70、0.75的浆液屈服应力影响不显著，可认为屈服...     

螺旋折流板换热器的数值模拟及螺旋角对其性能的影响

文中运用CFD数值模拟的方法对螺旋折流板换热器建立了数学模型,得出了螺旋角β=15°时螺旋折流板换热器壳程流体速度、温度、压力云图,从云图中可以看出,由于螺旋折流板的导流作用,壳程流体整体呈螺旋状流动,流动速度、温度和压力变化比较平缓,螺旋折流板附近不会形成流动死区。另外,在结构和操作条件相同的情况下,对螺旋角分别为9°~16°的情况下,对螺旋折流板换热器壳程的压力损失Δp和传热Nu的影响进行了分析比较。     

油-水两相流流变特性研究

应用细管式流变仪对含水稠油流变性进行了实验研究,得出不同温度、不同含水率以及不同剪切率下的流变规律和计算方法。在实验范围内含水稠油为非牛顿流体。随着温度的升高,流变指数增大而稠度系数减小;随着含水率的增加,流变指数和稠度系数不断减小。含水稠油的温度在90℃以下时,其n值都小于1,此时含水稠油的流变特性为假塑性流体,而且,温度越低,n值越小,表示含水稠油的流变特性偏离牛顿流体特性越远,假塑性越强。     

公路隧道群洞口污染物扩散特性与窜流机制研究

随着多条隧道洞口近接的公路隧道群数量不断增多，隧道洞口间污染物集聚及交叉影响问题日益突出，然而现有研究中参数范围较小，尚缺乏隧道污染物窜流机制的系统分析。采用CFD模拟结合比尺模型试验研究了公路隧道群洞口污染物扩散过程，分析了20～320 m间距下隧道洞口的污染物扩散流场特征和窜流比变化规律，结合上游射流、下游抽吸影响范围，构建了污染物窜流模型，并得到了可用于工程计算的窜流比经验公式。结果表明：（1）隧道污染物扩散受到上游隧道洞口射流发展和下游隧道抽吸的共同作用。上游隧道污染物扩散符合三维壁面射流理论，开口段各断面的风速、污染物浓度扩展范围及衰减率相近，在分布上满足相似性。下游汇流段长度较短，抽吸未改变上游射流形态。（2）隧道污染物窜流受结构参数L/D（隧道洞口间距/隧道水力直径）和运营参数vup/vdown（上下游风速比）的共同影响，两者对窜流的作用相互独立。随L/D增大，窜流比φs与窜流浓度比φc同步减小；随vup/vdown的增大，φs先保持不变后逐步减小，而φc则先增大后趋于稳定，且该规律并不受隧道断面形式影响。（3）研究构建的窜流比经验公式，与已有研究吻合良好，且适用范围更广...     

特长公路隧道平导抽吸式排烟策略数值模拟研究

为探讨利用平导作为排烟道的平导抽吸排烟新模式，建立含平行导洞的特长隧道数值模型，研究平导抽吸排烟时隧道内的烟气蔓延特征及温度分布规律。结果表明，使用平导抽吸模式进行排烟可以有效抑制主隧道内的烟气蔓延。火灾发生后100 s时，主隧道内基本上没有烟气，900 s时基本上达到稳定状态，烟气不再往主隧道两侧蔓延；随着平导两端排烟量的增大，烟气稳定时在主隧道内的蔓延距离逐渐变小。当平导两端总排烟量为600 m3/s时，烟气被完全控制在开启的3个横通道范围内；当开启3个横通道进行排烟时，顶棚最高烟气温升随排烟量的增大而降低；当对称开启2个横通道进行排烟时，隧道顶棚最高烟气温升随排烟量的增大变化不明显。在平导抽吸排烟模式下，隧道顶棚下方的烟气温度沿纵向呈指数衰减，并且烟气温度的衰减速率与横通道开启模式、排烟量的大小几乎无关。     

人工神经网络在水平管道浆体输送浮游界限速度中的应用

通过分析影响临界流速的几个主要因素 ,应用BP人工神经网络的模型和算法 ,建立了水平管道浆体输送浮游界限速度的预测模型 ,克服了以往所建立的浮游界限速度模型受某些特定条件限制的局限性。与实测资料进行了比较分析 ,结果表明模型基本合理可靠。     

多节点环网系统的瞬变过程模拟

在管网系统的运行操作中，阀门误关闭、管道堵塞、停泵等都会导致流体的瞬变流动，由此产生的水击压力波可能导致管段的强度破坏。环网的瞬变流动计算问题较为复杂，需要求解高阶非线性方程组，对于复杂的网状结构，系统的自动识别或标记相当麻烦。通过对环网系统水击问题的分析研究，提出了求解任意液体环网问题的计算方法和相应的计算程序。     

煤气管道膨胀节腐蚀分析及解决方案

文中从唐山某钢厂煤气管道用膨胀节发生腐蚀泄漏情况入手,对其发生腐蚀泄漏的原因进行了分析研究.根据分析发现该膨胀节发生腐蚀泄漏的主要原因是高炉煤气结露后产生了腐蚀性液体,该液体腐蚀掉了波纹管与接管焊接熔合的碳钢部分,导致波纹管焊接部分与接管脱离.针对这种情况提出了解决类似问题的措施,并且结合现场的具体条件,提出了简捷有效的解决措施,保证煤气管线膨胀节的平稳运行.     

水平管段塞流液塞持液率试验研究与预测模型对比

在内径50 mm、长27.3 m的水平管上利用空气-水作试验介质对段塞流的压力和液塞持液率进行了试验研究。采用压力传感器测量压力变化,采用平行电导探针测量液塞持液率变化。通过试验发现：液塞通过测量点时持液率的变化比压力变化迅速,持液率能更真实地反映段塞流动特性,可以用持液率的波动情况来确定液塞频率。将液塞持液率模型预测值与试验值进行了比较,结果表明,水平管大多数试验工况下的Zhang H Q模型预测值与试验值吻合最好。     

大口径高钢级薄壁油气管道封堵系统的改造与应用

随着高钢级管道应用日益广泛,同等压力的壁厚也变得越来越薄,管道内径增大,原有的管道封堵系统无法实现封堵密封。为了解决该问题,采用结构优化分析和现场应用验证等方法,对原有封堵头和三通等进行适应性改造、试验和工程应用。结果表明:封堵系统的改造能够重复利用原有封堵三通和封堵头,满足薄壁油气管道的开孔封堵作业和工程应用并且降低了工程成本。     

提高玻璃钢外护直埋保温管预制质量的措施

国内集中供暖干线越来越多地使用玻璃钢外护直埋保温管及管件。由于保温管及管件管径尺寸大,预制过程中很多因素都会影响预制质量,从而成为供暖工程的隐患。针对玻璃钢外护直埋保温管及管件预制生产过程中容易出现的问题,从原材料、预制工艺、玻璃钢固化等方面,提出了应对预防措施和建议,有效保证了玻璃钢外护保温管和管件的预制质量。     

输气管道当量粗糙度的最小二乘算法

介绍了一种同时利用多组实际运行参数反算管内壁粗糙度的新方法——最小二乘法，该方法可以有效减少生产报表上运行参数记录值的随机偏差所导致的反算结果偏差。编制了该方法的计算机软件，并利用它计算了国内某干线输气管道的当量粗糙度，计算结果表明其各管段的当量粗糙度为0．017～0．043mm之间。     

内流对洪水冲击下管跨临界长度影响研究

为了研究洪水冲击管道时形成的管跨临界长度,分别介绍了洪水作用下管道的动力特性以及内流对管道特性的影响。针对管内流动与管外洪水冲击对于管道的作用,建立了内流、外流共同作用下的管道动力控制方程。结果表明:对于洪水冲击管道的问题,不应仅考虑洪水的作用,也应该考虑内流对于管道的作用;内流流速增大、压强增大、密度减小都将缩短临界长度。考虑内流的管跨临界长度,对设计及现场抢维修都具有借鉴作用。     

液体输送管道固液耦合振动的有限元分析

针对在工程中常见的液体输送管道 ,根据Hamilton原理 ,使用有限元法推导了管道的固液耦合振动方程。通过求解振动方程组的特征值得到管道的固有频率及临界流速 ,并讨论了液体的流速、压力变化对管道固有频率的影响。计算结果表明 ,管道的固有频率随流速的增大而降低 ,当流速等于或大于临界流速时 ,管道将发生静力失稳。