将弯管敷设变更为弹性敷设的情况分析

根据输油工况和管线沿途的地质、土壤等状况,广泛采用管材多极变壁厚进行管线敷设,管线敷设还尽可能采用弹性敷设和冷弯弯管敷设,以便减少固定墩的数量。为保证焊接质量和管材强度,在管线上允许加装30°、45°、60°曲率半径大于5DN的3种热煨弯头与冷弯管（曲率半径=40DN）相配合,以适应管线走向所需要的转角。文中分析了3种敷设,选出最佳的敷设方案以降低成本。     

T形管内气液相分离特性数值模拟

采用CFD模拟手段,对气液两相流流经T形管时流动特性进行了研究。以水及空气作为模拟介质,采用计算流体力学软件PHOENICS为模拟器,研究了不同入口气液混合流速下,T形管内速度、压力及含气率分布特性。并将模拟后结果与Ottens所得数据进行对比,结果表明CFD模拟与实验研究所得到的T形管内速度特性较吻合。     

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。     

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。     

多供液管供液下液氮冻结优越性分析

传统供液方式下的液氮冻结存在温度场分布不均匀、冻土发展较为不均衡的问题,而供液管开孔的供液形式虽然能够在一定层度上改善冻结的均匀性,但也存在供液分配不易控制的缺点。在液氮原型试验的基础上,文章分析了采用多供液管的供液形式在液氮冻结系统控制以及冻结效果均匀性提高方面的优越性。结果表明:多供液管的供液形式不但提高了冻结管管内温度、管壁温度、土体温度以及冻土轮廓沿冻结管纵向分布的均匀性,同时克服了供液管开孔的供液形式不易控制液氮供给在各供液孔的分配问题,保证了冻结管管内温度的稳定性。     

气液两相段塞流中双流体模型的分析

采用一维瞬态双流体模型描述了倾斜管道中气液两相段塞流的流动情况，提出了段塞单元的简化水力模型，认为段塞流是由一系列段塞单元构成，该段塞单元由流相段塞区和膜区两部分组成；通过对段塞单元的分析，采用新方法来计算段塞频率，塞单元及液相塞的长度；根据据其流动特点推导出表征气液两相间相互作用及气液两相与管壁间相作用的关联式，本文在处理相间曳力系数时摒弃以往采用经验常数的方法，而是在稳态段塞流动量守恒方程的基础上推导出新型的曳力系数表达式从而达到封闭模型的目的。     

文丘里管水力空化现象的CFD模拟

针对文丘里管的水力空化现象,采用FLUENT软件进行数值模拟,通过模拟不同入口压力下文丘里管的空化现象,分析出湍动能和汽含率的分布情况,再模拟不同喉部直径和不同扩散段长度对于水力空化现象的影响.结果证明:出口压力一定时,增大入口压力可增强空化效果,且下游恢复压力越小;喉部直径越小,空化效应越强烈;并且增加扩散段长度可以强化空化现象.以上研究对于工程实际均具有重要的意义和作用.     

直埋供热管道水平转角段设计

文中根据《城镇直埋供热管道工程技术规程》中的直埋水平转角管段应力验算方法,对直埋水平转角管段的受力情况进行了分析,并结合工程实例,采用弹性抗弯铰解析法,通过改变不同的设计参数,对直埋供热水平转角管段的受力情况进行了计算。通过对计算结果的分析,明确了影响弯头应力的主次因素,发现弯头的曲率半径、管顶埋深、管径和循环工作温差对直埋供热水平转角弯头的应力有不同程度的影响,且影响的规律不同。通过计算,绘制了部分工况下的应力图,可以直接在图上查找相应数据,对进一步优化直埋供热管网布置,提高管网可靠性,降低投资,具有借鉴意义。     

延迟焦化挥发线的一种新方案

为解决延迟焦化装置大型化带来的挥发线布置难题,提出了延迟焦化挥发线的一种新的布置方案。该方案在挥发线立管下部设置水平π形弯来吸收垂直方向的热膨胀,解决了焦炭塔高度增加带来的挥发线二次应力过高和焦炭塔管嘴受力过大的问题。新方案与另一种在挥发线立管中部设置垂直π形弯的常用方案做比较,通过管道应力分析通用程序Caesar II计算结果证实,新的管道布置方案在管道二次应力水平、焦炭塔管嘴受力和管系稳定性方面明显优于另一种常用方案。     

基坑开挖对下卧既有隧道变形影响数值分析

文章以粉土中既有隧道上部基坑开挖为例,采用ABAQUS有限元软件建立模型,在考虑了四种工况的基础上,分析基坑开挖对隧道顶部和底部位移、隧道水平位移、基坑底部位移以及桩墙位移的影响。结果表明:基坑开挖会引起隧道向上隆起,且隧道顶部隆起值大于底部隆起值,隧道底部隆起值大约为隧道顶部的60%～70%,隧道向上隆起速率与基坑开挖深度基本呈线性增长关系;随着基坑的开挖,隧道两拱腰向内部收敛,最大水平位移发生在隧道拱腰位置;随着基坑开挖深度的增加,基坑底部隆起增大,且隧道的存在对基坑底部的竖向变形影响较小,基坑中部隆起值略大于两侧;桩墙顶部水平位移最大,随着土体深度的增加,桩墙的水平位移逐渐减小。     

泥岩隧道仰拱长期稳定性分析——以新疆达坂地质区某隧道为例

以新疆达坂地质区某隧道为例，分析泥岩隧道仰拱的长期稳定性。通过基于隧道岩体结构、岩块强度和长期变形监测数据的分析，运用H-B强度准则和BP神经网络算法获取监测隧道岩体的力学和蠕变参数。借助FLAC 3D软件内置的CPOWER模型，建立典型断面的数值模拟模型，以分析泥岩流变效应下不同衬砌支护强度和仰拱曲率半径对隧道仰拱运营期稳定性的影响。结果表明：考虑泥岩流变时，隧道的主要变形是仰拱中心的隆起。初次增大支护强度或减小仰拱曲率半径对改善隧道结构的受力、控制围岩变形以及加快围岩的稳定都产生显著效果；然而，随着支护强度持续增大或仰拱曲率半径持续减小，这种控制效果逐渐减弱。当将支护强度从I16工字钢逐渐增大到双层拱架时，仰拱中心的隆起量仍然有11.14 mm；而将仰拱曲率半径从16 m减小到14 m时，仰拱中心的隆起量从33.7 mm减小到3.37 mm，最终的位移满足隧道后期运营的要求。减小仰拱曲率半径比增大支护强度更能有效地从根本上控制仰拱中心的隆起，同时使围岩和支护结构的受力更加均匀；在施工阶段适当减小仰拱曲率半径后，隧道已处于相对平衡状态，流变效应对隧道的应力状态影响不大。     

海底管道凝胶封堵材料的制备与试验研究

文中设计一种凝胶配置与注入装置，进行了海底管道封堵凝胶性能研究，获得了适用于海管清管的凝胶配比，并搭建了凝胶封堵试验线，对凝胶在管道中的通过性和封堵性进行了试验研究。研究结果表明：聚合物质量分数越高、交联剂质量分数越高，凝胶成胶时间越短，黏度越大；当聚合物溶液质量分数为1.5%,交联剂溶液质量分数为0.4%时，凝胶黏度、成胶时间、流动状态等综合性能较好；成型后的凝胶能顺利通过水平管段、竖直管段和弯头，管壁没有残余凝胶，段塞前后液体没有发生串流现象，凝胶段塞封堵性良好。     

含水合物相变多相内流深水立管管内流动特征分析

在深海立管中,开采的天然气水合物受到环境因素和自身性质的影响,进行水合物的生成和分解等反应,使得管内流变成复杂的多相非平衡流,影响开采立管的安全性,容易引发安全事故.基于分子热力学,建立了天然气水合物在受温度压力变化影响下的生成分解相平衡模型,并在相平衡模型基础上考虑气液固三相的性质变化,得到由气液固各相连续方程、能量...     

基于流固耦合的气液两相流管道振动特性分析

气液两相流管道容易发生振动问题,为确保其安全运行,有必要对其进行振动特性分析。根据考虑流固耦合作用的管道前两阶固有频率表达式,运用Matlab软件编程计算管道结构参数和流体参数对管道结构固有频率的影响。结果表明,考虑流固耦合作用时管道结构的固有频率下降明显,固有频率随壁厚和截面含气率的增加而增加,固有频率随管道长度、流体密度以及天然气流速的增加而降低。在实际气液两相流混输管道工程中应重视流固耦合作用对结构固有频率的影响。     

锅炉汽包水位测量选择及应用

维持汽包水位在一定范围内是保证锅炉生产安全运行的必要条件。汽包水位过高，直接影响汽水分离的效果，使饱和蒸汽湿度增大，含盐量增多。当水位高到一定程度时，蒸汽就要带水，而水中含盐浓度远比蒸汽的高，致使蒸汽品质恶化，盐类将在过热器管壁上结垢，导致过热器管被烧坏、爆破，严重时会导致汽轮机进水。若汽包水位过低，则破坏了锅炉的汽水自然循环，致使水冷壁管被烧坏，严重缺水时还会发生爆管等事故。因此，汽包水位测量仪表的应用是保证余热锅炉稳定安全运行的重要的环节。     

航煤过滤设备性能测试系统水击动态响应及控制分析

在进行航煤过滤设备性能测试时，需快速关闭被测过滤设备下游出口阀门。该过程容易诱发系统水击，引起管道系统动态响应，对设备安全存在较大的隐患。文中基于AutoPipe软件采用瞬态分析与时程分析法计算水击荷载对管道系统的影响及其控制技术分析。研究结果表明：水击工况作用下，一次压力波传递过程中在连续多个弯头处叠加，瞬态压力波动幅度增大；随响应时间增加，频率与幅值降低；水击作用下管道弯头及支管与主管交汇处，动态位移显著，应力集中过大；延长阀门关闭时间，瞬态压力波动幅值显著降低，水击荷载减小。     

爆炸应力波在洞室围岩中的分布及洞库稳定性研究

文章采用模型试验和数值计算相结合的方法,对爆破应力波在下部已有洞库围岩内的传播及洞室的安全稳定性进行了研究,得到了爆炸波在洞室围岩体内的分布规律及拱顶的位移曲线。结果表明:压力峰值随着距爆点距离的增大而逐渐减小,通过爆心竖直测量线上的垂直压力峰值大于通过洞室形心水平线上对应位置处的压力峰值,水平测量线上测点的垂直压力峰值基本上大于水平压力峰值;正拱顶部位爆炸压力峰值小于衬砌材料的抗压强度,且拱顶没有产生不可恢复的永久位移,洞室是安全稳定的;交通隧道爆破施工时,应重点监测其下方洞室正拱顶及拱脚与侧墙顶部交接部位衬砌的动态反应。     

洪水冲击管道的模拟分析

根据计算流体力学的原理和方法，以流场数值模拟为基础，利用大型流体计算软件对洪水冲击管道流场进行了模拟分析，得到了流场分布、压力分布情况，计算出了不同裸露程度管道在不同流速洪水冲击下的受力数值，分析了管道裸露程度对管壁受力的影响。     

K-ε模型在油气混输管线中的应用

在石油开采和输送过程中，合理利用两相混输技术可降低开采费用。由于混输管路流动状态很复杂，还没有经实践检验的精度较高的计算公式，而应用湍流数值模拟计算可合理解决这一问题。本文采用基于局部瞬时特性的拟流体两相湍流模型方程，考虑了相间曳力，虚质量力，升力等相间相互作用力的影响，对水平管路两相湍流流动包括水－气两相、油－气两相分别进行计算，采用IPSA（多相流流体模拟）计算方法将动量方程及K－ε方程离散成代数方程进行求解，模拟结果与实验结果作了对比分析，得到满意的结果。     

复杂地表气液混输管路持液率影响分析

为促进生产工况参数调整,缓解气液混输管路积液问题,对比研究了考虑高程变化的起伏管路以及不考虑高程变化的水平管路在气液比、管径、输送压力工况参数变化下对管路持液率的影响规律,以及地形变化对持液量的影响情况。通过实际工程案例验证了研究成果对促进管路积液主控因素判断和工况参数调整具有较好的实用性和可靠性。