寒区公路隧道消防管道放水保温模式优化研究

寒区公路隧道消防系统保温关系着隧道运营消防安全。为了优化寒区隧道消防管道放水保温方案,建立了管道保温计算模型,根据传热学原理,采用多工况对比优化分析的方法,分别计算了消防主管和消防支管的放水时间和放水量,并确定了合适的保温层厚度;运用ANSYS软件对消防支管在无保温层和确定保温层厚度下进行了管道温度模拟分析。结果表明: 保温层越厚保温效果越好,但厚度达到一定值时,保温效果增长不明显,其厚度合适取值为0.06～0.08 m;环境温度和保温层厚度相同时,消防系统不冻,消防主管控制着放水量,消防支管控制着放水时间,应遵循“消防支管勤放水,消防主管控制放水量”的原则;数值模拟结果验证了消防支管在0.08 m保温层时,间隔8 h放水能够满足管道不冻的要求。结果可为寒区隧道消防管道保温设计提供依据。     

穿越公路埋地长输管道在冻土区的热力变形规律研究

基于某穿越公路埋地原油管道工程,对其在冻土区的热力变形规律进行了研究,结果表明,冻土类型不同,在管道周围,土壤温度场具有较大差异,管道对高温冻土区的热油管道具有较大影响,对冻土有较大破坏;在高温冻土区,其融化速率均大于低温冻土区;通过保温材料的铺设,高温冻土区的最大融化深度可得到有效减小。在高温冻土区,减小管道顶部埋置深度,管道底部的最大融化深度可有效减小,对冻土区效果更好。随着时间的延长,外层等温线距管道中心的距离变化较小,且由于管道向外不断进行热量散发,最外层温度会逐渐升高,保温层越厚,冻土受到铺设输油管道的破坏性越小。通常情况下保温层铺设厚度为5.2-8.2cm,在高温冻土区,管道对其扰动较大,保温层大于8.2 cm时,在热油管道外铺设保温材料,减少管内油品热量损失,减少管道对冻土的扰动,确保管道安全运行,同时将输送成本降低。     

橡胶沥青洒布车传热学分析及计算

根据热量平衡原理,阐述了橡胶沥青洒布车保温层厚度的设计计算过程,并按照洒布车施工时对介质加热升温的实际需要,探讨了两类沥青洒布车加热系统的特点,研究了外置导热油炉式加热系统的设计方法,指出通过沥青泵循环或增加机械搅拌装置来强化管外对流换热是提高换热速度的有效措施。     

EPS在高原多年冻土区铁路路基的应用研究

为了确保铁路路基稳定性，采用EPS保温材料的保温层对路基进行处理，研究了铺设EPS保温材料的路堤在上覆土层厚度不同时的路堤和路基的地温特性。     

高寒高海拔隧道保温层敷设方式及设计参数优化

为了深入探究高寒隧道保温层敷设方式及其设计参数优化的问题，以高寒高海拔特长珠角拉山隧道工程为背景，通过数值模拟重点研究了保温层敷设方式、设计厚度及导热系数参数的选择，并讨论了当地气温变化与保温层设计参数的关系。研究结果表明：在寒区隧道保温层设防区段，贴壁式敷设方式最佳；随着保温层厚度的增加，洞内冷空气影响范围逐渐减小，调热圈径深随保温层厚度变化的趋势用公式表达为f（x_h）=3.039e^{-0.280 9x_h}+13.8e^{-0.009 322x_h}；基于调热圈径深随保温层厚度增加的变化速率曲线及隧道结构安全，建议保温层厚度设计为5~10 cm；随着保温材料导热系数的增大，洞内冷空气影响范围逐渐增大，调热圈径深与导热系数关系趋势用公式表达为f（x_λ）=15.47e^{0.287 4x_λ}-3.829e^-39.05x_λ；基于调热圈径深随导热系数变化速率曲线及隧道结构安全，建议保温材料导热系数取0.020~0.035 W·（m·K）^-1；在假定保温层厚度为5 cm，导热系数为0.022 2 W·（m·K）^-1，通风时间4个月的情况下，只有当洞内气温大于-15℃时才能保证支护结构和围岩不受冻害影响。研究成果可为川藏铁路建设提供指导作用。     

寒区隧道围岩温度场变化规律及防冻保温分析

为解决寒区隧道的冻害问题,通过对现有寒区隧道保温措施调查分析,以青海省红土山隧道为依托,建立寒区隧道围岩温度场有限元分析模型,引入隧道环境温度实际监测数据作为模型分析温度参数与边界条件。分析了不同环境温度条件下保温层厚度对隧道围岩温度场的影响,计算了不同隧道环境下应铺设的保温层厚度,得到了不同风速、风温条件下隧道围岩温度场变化规律,探讨了沿隧道纵向分区段设置不同厚度保温层的效果。研究成果可为寒区隧道的保温防冻提供理论依据,并可为类似工程提供借鉴。     

基于对流-导热耦合作用的寒区隧道保温隔热层研究

寒区隧道的抗冻措施研究对隧道建设有重要意义,基于对流-导热耦合作用的非稳态传热有限差分计算模型,计算分析寒区隧道多年冻土和非冻土段外贴式及中隔式保温隔热层的保温隔热效果,并对寒区隧道纵向铺设保温隔热层后的抗冻效果展开研究。结果表明:1)在非冻土地层外贴式保温层保温效果较佳,在多年冻土地层中隔式隔热层隔热效果较佳,两者效果相差不大;2)受周期性入口风温的影响,隧道衬砌背后温度呈现周期性变化,变化幅度逐年递减。在材料、施工允许的前提下,建议采用外贴式保温隔热层;设计时,保温隔热层厚度应作经济技术比选。本文研究成果可供寒区隧道设计者与研究者参考。     

用GDQR分析变厚度环形板的自由振动

本文用GDQR对受弹性约束的变厚度环形板的自由振动进行分析,环形板厚度可沿半径方向以线性或抛物线方式变化。在解求积方程时,采用了Crout分解法,计算结果同其他方法进行了比较,证明了GDQR的灵活性和精确性。     

考虑进气冷却的柴油机活塞温度场分析

考虑进气过程对缸内气体温度和活塞顶面温度分布的影响,通过柴油机缸内燃烧过程仿真获得活塞顶岸对流传热系数、燃气温度曲线以及活塞组热边界条件,进行了柴油机冷起动和标定工况下的活塞温度场分析,利用活塞测温试验对仿真分析结果进行了验证。结果显示,考虑进气冷却影响的活塞温度场计算结果精度较高,与实测特征点温度的相对误差在6%以内,为活塞应力应变分析和结构优化设计提供了准确的边界条件和有意义的参考。     

泡沫铜/石蜡复合相变材料的车用动力锂电池散热分析

为分析泡沫铜/石蜡复合相变材料的车用动力锂电池散热问题,建立了电池生热模型,给出了该复合相变材料在不同孔隙率下的热物性参数值,利用有限元法分析了材料包覆方式、材料厚度、对流换热系数、环境温度等对电池温度的影响。结果表明,四面包覆和双面包覆的复合相变材料比无相变材料的电池温度分别降低了10.36℃和12.56℃,冷却效果明显;增加材料厚度和对流换热系数以及降低周围环境温度,电池温度将降低;当电池表面温度处于相变材料的相变温度区间时,继续增加材料厚度和对流换热系数散热效果不显著;复合相变材料用量不充足时,相变潜热占主导作用,增加孔隙率将使电池温度先增大后减小。     

深厚软弱地基上的新型管道基础形式

该文针对我国沿海地区的管道工程中,常遇到工程性能很差的深厚淤泥及淤泥质土层,厚度可达数十米,易造成管道的不均匀沉降、管道施工中基坑失稳等问题,就此提出了一种新颖、经济、简便的管道基础形式,对其构造、技术特点及工作机理进行了介绍,并以工程实例进行阐述,提出了此种新型管道基础形式的注意事项。     

季节性寒区隧道温度场规律数值分析

为研究季节性寒区隧道围岩温度场的变化规律,以吉林图珲高速东南里隧道为依托,通过ANSYS建立数值模型,分析了深埋和浅埋条件下围岩的温度随保温层厚度的变化规律。结果表明,相同时刻沿衬砌表面从拱脚到拱顶路径的温度值不断减小,在拱顶位置处达到最小值;隧道衬砌及背侧一定深度内围岩各点的温度时程曲线呈正(余)弦函数变化,并且随着距衬砌表面距离的增大,围岩温度时程曲线呈现出的正(余)弦波动趋势越不规则,振动幅度也逐渐减小;保温层安装位置对围岩温度场的影响较小,而围岩最低温度的变化则主要集中于前5年内。在隧道防抗冻设计中,保温层厚度不能一味增大,应根据现场的岩体和温度选取经济有效的保温方法。     

重型汽车冷却系统设计

本文介绍了重型汽车动力装置（发动机附件）冷却系统设计中的主要成就：散热器、中冷器、膨胀箱、护风罩、导风环等的设计与经验数据，通过对散热器的计算分析，认为增加散热器的正面面积和散热片（带）散热管的数量来提高散热能力，比增加散热器厚度来提高散热能力的效果好得多，为此本文提出了提高空气散热效率，提高空气对流传热系数，增加空气传热面积的措施，可供这方面的设计人员、应用维修人员参考。     

柴油机缸内对流换热与气流特征速度的研究

本文介绍了作者研制的快速响应温度传感器，提出了应用该传感器测试倒拖运行柴油机缸内气体和壁面瞬态温度，进而研究局部表面瞬时气流特征过度的新方法．在此基础上，阐明确定柴油机缸内局部对流换热瞬时气流特征速度的可能性．针对标准管道运用激光测速法对本文提出的气流速度测量方法进行了实验验证，本文最后介绍了对倒拖运行风冷柴油机缸内气流特征速度和对流换热热流密度的研究结果．     

路堤块石自然对流机理的室内模拟试验研究

为研究路堤块石在边界温度周期波动条件下的自然对流发生机理及降温效应的表征参数,采用室内模拟方法对50×50×65cm3尺寸的不同块石试样进行了试验和理论分析,结果表明:平均RAYLEIGH数能描述块石层自然对流的发生情况,不同厚度的块石层将产生不同的对流模式,厚度大的块石层所产生的自然对流降温效应也较大,上层砂砾加下层块石的结构自然对流效应最弱。块石层降温效果取决于块石粒径、层厚及铺筑在路堤中的位置,这一结论对多年冻土地区路堤设计、施工,合理确定块石铺筑层厚、铺筑层位具有现实指导意义。     

曲线寒区隧道保温层铺设长度计算方法研究

为探究隧道曲率对保温层设计以及隧道纵向温度场分布的影响,以河北延崇高速金家庄隧道为研究对象,采用理论推导、CFD模拟的方法探讨隧道曲率对寒区隧道温度场分布特征的影响,并推导出不同曲率下的隧道保温层铺设长度计算方法。研究结果表明:1)隧道的曲率造成了隧道内空气的非对称流动,进而造成隧道左右侧对流换热不对称,以及温度分布的不对称,且曲率越大,非对称现象越明显;2)隧道内外侧的边界层空气速度差异随曲率的增大而增大,由于离心力造成的偏移效应在隧道进洞深度150m处出现并迅速达到稳定;3)提出的保温层铺设长度计算公式考虑了曲率造成的隧道内温度非对称现象,可用于计算不同曲率隧道的保温层铺设长度。     

新建公路路基对下部燃气管道安全影响研究

为了探明新建路基对既有天然气管道安全的不利影响,利用有限元方法建立了计算模型,分析管道壁厚、管道埋深、管道直径、埋土弹性模量、泊松比等5个因素对管道应力和变形的影响规律。结果表明:增大管道壁厚及管径或者适当加大埋深,均可减小管道应力和变形,而埋土弹性模量及泊松比这两个因素对管道应力和变形影响较小;当管道直径大于50 mm、管壁厚度超过10 mm以及埋深大于1.65 m时,可以满足管道强度安全要求。     

基于冲击回波等效厚度法的预应力管道压浆密实度无损检测技术研究

相较于传统IE法提出等效厚度法概念,并介绍冲击回波等效厚度检测方法和基本原理。使用基于冲击回波法原理的检测仪器对现场一组预制T梁的压浆管道进行对比试验,试验结果表明:冲击回波等效厚度法能有效检测预应力管道压浆密实情况,可根据预应力管道等效厚度的变化准确定位空洞位置。     

内置式加热管道保温罐设计

以内置加热管道保温罐为研究对象,介绍了加热保温原理、保温罐体设计、保温层及加热管道结构的设计.该设计可简化保温罐体的制作工艺,降低劳动强度,提高罐体的保温性能、防水性能及整车的美观性.     

考虑转动惯量时轮流管道动力特性分析的有限差分法

根据Ｈａｍｉｌｔｏｎ变分原理，推导出了考虑转动惯量和剪切变形时输流管道的运动微发方程，用有限差分法分析考虑转动导量时输流管道的动力特性和动力稳定性。