流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力影响

为研究流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力的影响,分别采用有限单元法和有限体积法对该波纹管内的空气流动进行数值模拟,计算出不同空气流速作用下的压力载荷;将该压力载荷作用于波纹管内壁面上,采用有限单元法和有限体积法得出不同空气流速作用下Ω形波纹管的轴向刚度和最大等效应力。结果表明：Ω形波纹管的变形补偿能力随流速的增大呈增强趋势,承载能力随流速的增大呈减弱趋势,且2种数值模拟方法计算结果的相对误差小于8％。     

油田采出液管道内壁流动腐蚀行为研究

采用循环流动腐蚀试验装置,研究了16Mn钢在三元复合驱采出液流动介质中的电化学腐蚀行为.通过试验得出温度、流速对腐蚀电流密度的影响规律.结果表明:在流动的三元复合驱溶液中,16Mn钢的腐蚀速度因溶液温度、流速不同而变化.通过X射线衍射分析确定腐蚀产物的相结构,并对腐蚀产物膜的保护性进行了分析,以此就温度、流速对腐蚀速度的影响规律进行了探讨.     

动水条件下渗透注浆扩散机理研究

渗透注浆过程中,地下水流动对浆液扩散过程有显著影响。基于此。文章应用流体两相渗流理论描。述动水条件下的渗透注浆扩散过程,并建立相应的有限元模型对注浆过程进行数值模拟,分析了动水条件下的浆液扩散规律及浆液扩散范围影响因素。研究结果表明:动水条件下浆液沿顺水流方向呈轴对称的U形分布。动水流场限制注浆影响范围;浆液横向扩散与纵向扩散、顺水扩散与逆水扩散存在明显差异性,注浆压力与浆液流速在注浆孔附近衰减显著;地下水流场与注浆压力是影响浆液扩散范围的主控因素,浆液扩散范围与注浆压力正相关而与动水流速负相关;最后对动水条件下的渗透注浆设计及工艺提出了改进方法。     

射流增压作用下分散排放隧道多风口通风特性及污染物控制研究

为揭示顶排风口进/排风引发的隧道压力突变对分散排放隧道多风口通风特性的影响，采用计算流体力学方法对射流增压作用下成组顶排风口的进排风规律进行模拟。结果表明：顶排风口排风/进风会造成隧道内局部压力的突增/突降，分散排放隧道多个顶排风口的通风特性受射流增压、沿程阻力和风口通风引发的压力突变作用。风口间距是影响多风口风量变化的重要因素。对于排风型风口，当风口间距较小时，上游风口排风产生的压力突增将超过风口间的沿程损失，下游风口由于静压提升而排风量沿程递增；当风口间距较大时，压力突增将不足以克服风口间的沿程损失，下游风口排风量沿程递减，甚至转变为进风；对于进风型风口，风口进风量将在进风引起的压力突降和隧道沿程损失的叠加作用下沿程递增。相较于其他风机开启方式，开启风机与风口组呈交错位置关系是分散排放隧道更为高效的通风控制方式，可使隧道污染物浓度极值最小。     

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。     

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。     

顺序输送管道油品置换过程的水力计算

根据一元不稳定流的能量方程和管内介质的连续性条件，推导出刚性顺序输送管路内含有两种油品时的比能量平衡方程，对于两种油品处于同一流动状态，且不计沿线高程变化时，本文推导出比能量平衡方程的解析解，对于两种油品处于不同流态或考虑管路沿线高程变化时，采用变步长龙格－库塔法求解比能量平衡方程，无论采用何种解法，都可算出任意时刻管路中的油品流速，压力以及混油界面的位置。     

管道结垢因素机理分析及计算

油气管道投产后,管道内存在气、液、固三相输送介质,且介质流动状态复杂。介质中一般含有大量的气体和盐离子,由于管道内温度、压力、流速、p H值等因素不断变化,极易造成油气管道结垢。垢的出现容易导致管道垢下腐蚀、细菌腐蚀等,有必要对管道结垢的原因和机理进行分析。基于分析结果,结合某管道水样的实验测试数据,通过饱和指数法、稳定指数法等数学方法计算,进一步对油气管道结垢趋势进行预测,有助于管道除垢工作的开展。     

季冻区隧道砂岩三轴压缩力学特性及损伤本构模型研究

为研究季冻区围岩强度及变形规律,文章以辽宁地区公路隧道为工程背景,采用MTS815.02三轴试验系统对经历不同冻融循环次数后的砂岩试样进行三轴压缩试验,研究岩石力学参数随冻融循环次数的变化规律,并基于Weibull分布函数和D-P屈服准则建立考虑冻融作用的岩石统计损伤本构模型,结合试验数据对模型进行验证,结果表明:砂岩的力学特性受冻融影响显著,峰值强度、弹性模量随冻融循环次数增加呈指数递减,泊松比随冻融循环次数增加呈指数递增,峰值强度、弹性模量随围压的增大而逐渐增大,泊松比随围压的增大而逐渐减小;基于Weibull分布建立的考虑冻融作用的统计损伤本构模型与试验结果吻合度良好,验证了该模型的准确性与合理性;Weibull分布参数F_0、m均随冻融循环次数的增加而逐渐减小,且二者的改变均对模型理论曲线产生显著影响。     

弯头冲蚀规律的数值模拟

弯头在天然气工业中使用很普遍,弯头受到的冲蚀也较严重。根据流体流动的基本规律,基于计算流体力学软件(FLUENT),分析了含固体颗粒气流对直角弯管的冲蚀规律,计算结果表明:直角弯管的冲蚀速率与流速、颗粒直径、固体颗粒质量流量有关,流速与冲蚀速率呈指数增长关系,随着颗粒直径、固体颗粒质量流量的增加,冲蚀速率增大。因此,建议对弯头进行优化设计,同时对固体颗粒进行分离,以减小弯头的冲蚀速率。     

海底混输管道内部状态完整性分析

为保证某混输海管的安全运营,通过建立混输海管多相流动模型和腐蚀模型,分析海管典型运行工况参数与设计取值,得出管道多相流动参数分布规律、腐蚀速率主要影响因素和总腐蚀情况。结果表明：海管入口立管底部压力最高;管内沿线温度总体逐渐降低,具有轻微波动;平管上坡段和入口立管段持液率较高;液体流速对该管道腐蚀速率的影响最显著;入口立管段底部腐蚀速率最大,且均大于设计取值;腐蚀速率设计取值偏小。     

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。     

清远北江四桥STC收缩性能研究

文章结合清远北江四桥工程实例,通过试铺试验及试块试验,研究STC的收缩性能和力学性能。研究结果表明,STC的收缩应变受边界条件、温度变化及尺寸效应等因素影响,且在整个养生过程中强度发展和收缩性能呈现规律性的变化,而STC层开裂与否和施工工艺及外界环境有着密切的关系。     

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。     

旋转射流喷头内部流体速度的研究

采用非标准螺旋形的加旋元件,形成加旋喷头,使喷出的射流在旋转过程中向外扩散,达到内壁清洗和钻孔的目的。加旋喷头分为圆管进液段、流槽加旋段以及锥形收缩段。文中对其流槽加旋段及锥形收缩段内流体的速度函数关系进行了探讨,得出了相应的函数关系表达式。结果表明：液体在流槽加旋段内的运动,可视为一元轴对称螺旋流动,在锥形收缩段内流体的运动可视为二元轴对称螺旋流动。     

城市高压燃气管网动态模拟计算

采用偏微分方程特征线的数值分析及解非线性方程牛顿迭代法,对燃气高压管网不稳定流动问题从理论上进行了求解,并用Visual C＋＋编制了用户负荷随时间变化时高压管网压力分布的动态模拟程序。     

海洋平台输液管道激振流体特性研究

研究了海洋平台输液管道激振流体的行为特性。依据振荡流体力学及傅里叶变换基本原理，建立了输液管道非定常、不可压缩、黏性振动流的数学模型，将流动分解为稳定流和振荡流2部分，推导出关于流场速度、压力系数的微分方程组，求解了不同条件下的流速和压力。结果表明：海洋平台输液管道激振流体的行为特性受管道结构形状及流体性质的影响。比较等截面管道的变分解和数值解，说明此方法用于研究海洋平台输液管道的流体激振是有效的。     

主动旋流管道除垢系统的三维数值模拟

为分析主动旋流管道除垢系统的清洗效果,建立了以高压高速空气为介质的内置螺旋凹槽管的环形流动模型,利用fluent软件对光滑管和内置螺旋凹槽管进行数值模拟,并利用网格无关性验证模型网格。模拟结果表明：内置螺旋凹槽管的环形流动呈复杂的三维螺旋流动,而光滑管则呈普通的直线流动。在相同的条件下,内置螺旋凹槽管的切向速度比较剧烈,而光滑管的切向速度几乎为零,内置螺旋凹槽管的径向速度也比光滑管的大。内置螺旋凹槽管的切向和轴向速度的增大,使边界层减弱,有利于增大管壁的冲刷力,从而增强清洗管道的效果。     

基于实测数据统计的盾构隧道土压力分布规律研究

盾构管片所受土压力大小与盾构隧道施工过程中同步注浆、盾构机姿态、管片及地层刚度等因素紧密相关,上述问题的复杂性决定了已有理论公式和经验方法并未较好地反映盾构管片实际受力状态。文章通过收集35座盾构隧道的52个典型土压力监测断面实测数据,基于实测数据统计分析了盾构隧道土压力分布规律和影响因素。结果表明:(1)盾构管片所受土压力在0~400 k Pa之间的占样本总量的90%以上,经验注浆压力取0.3~0.4 MPa较为合理;(2)管片所受土压力与埋深近似呈指数关系,最大土压力与稳定土压力差值随埋深增大而减小;(3)侧压力系数λ范围为(0.5,2.3),部分超出了规范推荐的Ⅵ级围岩(0.5,1.0)取值区间,直接沿用规范建议值有失稳妥;(4)管片所受土压力与管-土刚度比近似满足二次函数关系,管-土刚度比ψ=1.0时,管片受力最为合理;(5)粘土地层管片所受土压力时空分布具有典型的4个阶段,即拼装阶段—注浆影响阶段—固结收缩阶段—土压力回升阶段,环向土压力具有不对称分布特性;砂土地层土水压力监测曲线分别呈"弱衰减脉冲式波动"和"双驼峰"分布特征,稳定后环向土压力对称分布特性显著,水压力具有"下大上小"的灯泡型分布形态。其结论可为研究盾构隧道土压力作用机理及管片设计方法的完善提供参考和借鉴。     

基于数值仿真的涉河桥墩阻水效应研究

涉河工程的建设,占用了河道的过水面积,导致水位壅高及水流流动模式的改变,给河床、河岸的稳定以及行洪带了负面影响。文章以大新县桃城农场中桥为例,采用数值仿真的方法模拟桥墩的阻水效应,分析了工程建设前后壅水和流速的变化,为评估涉河桥墩阻水效应提供参考。