弯头与直管连接截面及边缘区应力分析

以弯头与直管连接结构边缘区及连接截面为主要研究对象,应用有限元方法建立弯头与直管连接结构数值计算模型,通过与ASME中的弯管应力计算公式进行比较,验证模拟结果的准确性。在此基础上分析结构在内压、弯矩以及2种载荷共同作用下的边缘区和连接截面应力分布特点和规律,提出了连接截面应力计算方法,并证明公式计算结果的可靠性,可用于弯头与直管连接结构安全评定时,计算含面型缺陷的连接面的应力。     

油浆管线弯头泄漏失效原因分析

针对某单位催化裂化油浆系统管线上弯头频繁出现渗漏的情况,对弯头开展了壁厚测量、宏观检查、金相检验、扫描电镜以及能谱分析,并利用计算流体动力学软件FLUENT模拟了流场特性。分析结果表明:弯头截面厚度存在明显减薄。弯头泄漏是油浆介质的冲刷与油浆中硫腐蚀共同作用的结果。弯头靠内弧侧、内外弧两颊部位冲刷腐蚀较严重,生产过程中应给予重点监控。适当降低介质在弯管内的流速,能显著降低冲刷腐蚀效果。     

用正交试验法确定弯管几何参数对变形量的影响

在不同壁厚、弯曲角度以及弯曲半径条件下,用计算机模拟方法,计算出内部压力对弯管变形量的影响,采用正交试验的方法找出对变形量影响较大的几何参数。数据显示弯曲角度对弯管的变形量有重要影响,角度越大,在相同受力条件下,弯管变形量越显著。     

弯头曲率半径对π形管内气液两相流动影响研究

文中基于气液两相流理论，对水平放置的π形管进行丙烷-水两相混输模拟研究。通过欧拉模型以及Realizable k-ε湍流模型对不同弯头曲率半径条件下π形管管壁含气率分布、湍动能分布以及剪切力分布进行研究。结果表明：输送过程中，气相在重力作用下逐渐聚集在水平π形管顶部，聚集程度随着π形管曲率半径的增大而增大；气液两相流动在管壁产生的剪切力和湍动能随着弯头曲率半径的增大而减小。此外，气液两相流速的增大，能够改善丙烷在π形管顶部的聚集程度并增大管壁湍动能和剪切力。     

公路隧道通风系统局部结构阻力研究

公路隧道通风系统中存在着大量的局部三通、变径及弯道结构。为了研究公路隧道通风管段在三通、变径及弯道结构处的通风风流的运动形式及局部阻力损失系数,文章采用Fluent计算软件,考虑不同影响因素,对公路隧道通风系统的三通结构(斜向合流、直向及斜向合流、斜向分流、直向及斜向分流)、变径结构(突扩、突缩、渐扩、渐缩)、弯曲风道等工况进行了研究。结果表明:(1)在斜向合流时,支、主流面积比A_3/A_1和夹角θ对局部阻力损失系数ζ的影响较大,断面形状和支、主流流量比Q_1/Q_3对ζ的影响较小;(2)对于斜向分流,支、主流夹角θ、面积比A3/A1和流量比Q1/Q3对局部阻力损失系数ζ的影响较大,断面形状对ζ的影响较小;(3)对于突扩、突缩风道,两段截面的比值对局部阻力损失的影响系数均非常明显,断面均宜设计为圆形;(4)对于弯曲风道,局部阻力损失系数ζ将随着弯曲半径r的增大而减小,同时弯曲半径r不宜小于弯道直径D。另外局部阻力损失系数ζ将随着弯曲角度γ的增大而增大,且宜为圆形。     

红水河蓬莱滩航道整治效果分析

红水河蓬莱滩是西南出海通道中线起步工程(广西段)恶滩石龙三江口航道整治工程重点滩险之一,该滩为石质滩险,由于航道狭窄、弯曲、水流急、流态差,整治前常有海事发生;整治后航道扩宽,弯曲半径增大,水流平顺,拆除了信号台,减少航标维护费用,提高了航道的通过能力。是红水河航道整治工程整治效果较好的滩险之一。     

大型沉管隧道管节接头刚度特性研究

沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能,在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象,建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型,对管节接头的受力变形特征进行了分析,分别得到了管节接头轴向压缩刚度、弯曲刚度与轴向压缩荷载、压缩弯矩之间的变化规律。结果表明:轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大;轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下,弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外,结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素,并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果,模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。     

在用核岛主泵冷却水系统用软管的安装设计

压水堆核电站需用大量的金属软管,以前依靠国外进口,现要求国产化.由于进口软管与国产软管的产品结构和性能不同,原来的管路安装不能适应国产软管的安装要求,需重新设计.文中采用几何分析方法,推导出了在用核岛U型、S型弯曲安装的软管长度计算公式,并利用已掌握的安装数据,得到了软管的计算长度,但对于安装半径R小于软管最小弯曲半径...     

多相流颗粒碰撞磨损的研究

多相流碰撞磨损在工业上具有广泛的背景,是材料破坏或设备失效的重要原因之一。对国内外多相流碰撞磨损的研究进行了回顾和总结,影响碰撞磨损的因素有颗粒碰撞壁面速度、碰撞角度、颗粒浓度等方面;对多相流磨损的研究由实验方法向数值计算方面发展。颗粒碰撞对多相流防、除垢技术的工程设计具有一定的指导作用,为进一步的研究提供了方向。     

低温环境下管道法兰连接的应力分析

文中在考虑温度作用的前提下,对低温管道中的法兰进行了不同螺栓强度等级和螺栓预紧力下的"拉伸+弯曲"组合工况的有限元分析。研究表明:法兰最大应力出现在螺栓上,螺栓的预紧力和强度等级的降低都将对法兰应力分布产生重要的影响。同时,文中也给出了法兰外侧的位移随螺栓预紧力和强度等级的变化规律。最后,通过现场测试验证了数值模拟的准确性。该研究结果可以为输油管线法兰连接的预紧力设定提供参考。     

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...     

金属软管弯管段流阻特性研究

为研究金属软管的流阻特性,以DN6、DN25、DN32 3种管径的金属软管为对象,对管道进行弯曲,弯曲半径为280 mm,弯曲角度为90°,通过调整流体流速研究流速对金属软管阻力特性的影响,并进行3种不同管径弯管的对比。不同金属软管的模型建立采用CATIA二次开发,参数化模型设计。采用CFD仿真和实验对比的方法得到不同流速下压降、综合阻力系数、综合摩擦阻力系数和综合粗糙度曲线以及雷诺数-综合摩擦阻力系数曲线,并且通过仿真拟合出了3种管径下的综合摩擦阻力系数与雷诺数关系的经验公式。增加入口流速将引起综合阻力系数、综合摩擦阻力系数、综合粗糙度的微幅增加。     

一般角度的钢制虾米弯头制作中的几个问题

由于一般角度的钢制虾米弯头在石油、化工管路中广泛应用而又无标准详尽论述，本文对此在下料尺寸的确定、计算的程序化以及制作过程中应注意的问题结合实例进行了初探。     

厚壁弯头及锻造三通的应力测定

介绍了加氢裂化装置加热炉出口弯头及锻造三通的应力测试过程，分析了内压作用下弯头壁厚变化及椭圆度对应力分布的影响，通过测试结果与理论计算比较，对弯头和三通以及直管作了强度评价。     

混输管路压降计算方法在工程上的应用

混输管路在油田的地面集输系统中应用日益广泛,而混输管路压降计算对于管路经济管径选取起决定作用.文中对气液两相混输管路压降计算简单总结,对均相流模型、分相流模型、流型模型的代表性计算方法进行了介绍,并通过具体工程实例对工程设计中常用的混输压降计算方法进行了对比.采用常用的多相流模拟软件进行校核,得出Beggs - Bri...     

卷管铺设有限元模拟及管道力学响应分析

文中基于壳单元建立了管道的上卷和校直有限元模型,模拟了管道在卷管铺设过程中的弯曲和反弯曲变形,计算了卷管铺设过程中管道的弯曲曲率、塑性应变及椭圆率等参数的力学响应,并且分析了铺设张力对管道残余椭圆率的影响。研究表明,卷管铺设过程会使管道产生较大的累计塑性应变和残余椭圆率,而铺设张力又加剧了管道的椭圆化程度。     

V型沟槽减阻的实验研究

为了研究不同形状沟槽的阻力特性,利用PIV技术对零压力梯度下的V形和光滑平板湍流边界层进行对比测量.考察了在相同的来流速度下同一位置的平均速度分布、壁面切应力,并利用动量损失法计算得到了沟槽板和光滑平板局部阻力系数.分析结果表明:V形沟槽能增加黏性底层的厚度,减小壁面切应力,有减阻效果.     

裂解炉炉管吊耳弯头焊接裂纹产生原因分析

由于在更换文丘里管的施工中,吊耳弯头两端焊缝及母材不断产生裂纹,导致施工无法进行。通过研究吊耳弯头材质化学成分及焊缝的金相组织,找出产生焊接裂纹的原因。利用金相检验、化学成分分析、渗透检验等方法分别对母材及焊缝的开裂原因进行分析。结果表明：母材与焊缝附近开裂本质一致,都是源于热应力,在焊接状态下由于母材中碳和铜含量超标,造成母材脆性开裂。该批次吊耳弯头为不合格品,不能使用。     

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。     

低等级公路隧道视线诱导设施综合评估分析

为明确单个视线诱导设施在单洞双向公路隧道不同路段对驾驶行为的影响,文章基于驾驶模拟技术提出了针对低等级公路隧道视线诱导设施综合评估的一般性方法。采用UC-win/Road软件构建低等级公路隧道突起路标、轮廓标、反光环以及侧壁涂料的仿真场景,并对33名驾驶人展开模拟驾驶试验,获得眼动数据以及驾驶行为数据,以此选取7项评估指标;采用单因素重复测量方差分析,排除无效指标后采取TOPSIS方法实现量化评估。研究结果表明,在低等级公路隧道小半径弯道段、直线段、大半径弯道段对应的最优方案依次是反光环方案、侧壁涂料方案、轮廓标方案。