基于ANSYS的浅海天然气立管模态分析

为了避免立管发生涡激共振,识别影响立管固有振动频率的因素,保障管道安全稳定运行,利用ANSYS有限元分析软件建立有限元模型,对天然气立管进行模态分析,并分析了立管高度、风速、管径和管道两端约束方式4种影响因素对天然气立管固有频率的影响规律。得到了如下结论：随着立管高度的增加,立管的固有频率减小;风载荷大小对立管的固有频率没有影响;随着管径增大,立管的固有频率也增大;立管的两端要尽可能使用全约束条件。     

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。     

基于ANSYS/Workbench的空调配管流固耦合分析

空调配管振动是引起整机振动的主要原因之一。为了减小配管振动,需要合理设计配管结构,以避免因配管结构固有频率与激发频率接近而发生机械共振。空调配管内通有高温高压气体,对配管固有频率的影响不可忽略。文中利用ANSYS/Workbench计算了配管在流固耦合情况下的固有频率,并与空管固有频率进行对比,显示了二者的差异性,为空调配管前期设计提供了参考。     

往复压缩机管道振动的消减

针对一台往复压缩机管系振动十分强烈的情况,进行了振动测试,并用ANSYS软件计算管系的结构固有频率、气柱固有频率、压力脉动和振动幅值,分析确定了管系振动的原因是共振,提出了采取增加支撑改变管系结构固有频率的减振措施。模拟计算结果表明减振效果明显。     

海洋立管系统腐蚀挂片支架断裂失效分析

通过对海洋立管系统进行腐蚀因素分析、流型计算、理化分析,得出腐蚀挂片支架发生断裂原因.基于生成严重段塞流的判定准则,确定立管系统的流体流型,同时进行了流体腐蚀分析、宏观形貌分析、化学成分分析、金相分析.结果表明:该立管系统存在严重段塞流,流体介质中Cl-对腐蚀起到促进作用,但主要腐蚀原因是严重段塞流的周期性波动对生产设...     

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。     

海洋立管氯丁橡胶涂层包覆工艺与质量控制

为解决海洋飞溅区立管微生物腐蚀问题,针对海洋飞溅区立管的腐蚀防护特点,提出了一种海洋飞溅区立管防海生物附着的氯丁橡胶涂层结构,并针对该结构提出了一种氯丁橡胶涂层包覆工艺,同时分析了涂层包覆过程中的关键质量控制点。通过对涂层包覆工艺及关键质量控制点的分析,找出了涂层包覆过程中最容易出现的质量问题,提出了预防方法及解决措施。     

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。     

悬空输油管道的地震动力反应分析

针对工程中常见的悬空输油管道,考虑地震载荷的作用和输送液体与管道的相互作用,建立数学模型,用Hamilton原理和有限元法推导了管道的固液耦合振动方程。采用Newmark逐步积分法直接求解方程,在不同流速和不同边界条件下,对管道的地震动力响应进行计算。结果表明：管道的固有频率随流速的增大而降低,当固有频率降低至地震频率时,结构发生共振;当流速达到临界流速时,位移随时间按指数增大,固液耦合作用不能忽略。     

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。     

约束和长度对管道共振的影响

共振对管道危害极大,为了防止共振,需要对管道的固有频率和振幅进行研究。管道的约束和长度是影响管道固有频率和振幅的2个重要因素,变换管道约束和长度能有效改变管道固有频率和振幅的大小。采用ANSYS软件建立管道的有限元模型并对其进行模态分析,得到前三阶固有频率和振幅。通过改变管道约束和长度,得出管道振动规律:约束不同时管道的固有频率差别很大;其他条件相同时,管道固有频率随着管道长度的增加而减小;约束方式对振幅的大小有影响,一端固定时振幅最大;其他条件相同时,振幅的大小随着长度的增加而减小。     

立管涡激振动抑制装置海上试验

深水立管在水流的作用下容易产生涡激振动,会加速立管的疲劳破坏,需要采取适当的措施抑制深水立管涡激振动,采用涡激振动抑制装置是一种有效的措施。涡激振动抑制装置的抑制效率需通过试验进行验证,而全尺寸的海上试验能够最大限度地模拟实际立管的各项性能。针对涡激振动抑制装置的抑制效率进行了全尺寸的海上试验模拟,采用了国际上先进的监测装置,试验顺利激出3阶模态涡激振动响应数据,试验结果表明抑制装置的抑制效率达到80%以上。     

天然气站场管道应力分析

文中以西气东输二线库米什压气站为例,运用CAESARⅡ有限元分析软件对压气站管道进行静态分析及动态分析。其中,静态分析校核了管道模型在持续工况及膨胀工况下的节点应力,并计算出压缩机进出口管道在操作工况下的位移和约束力。由校核结果可知,管道系统应力均在许用范围内,最大应力节点为压缩机出口管线的放空阀处。动态分析求解了管道的前5阶固有频率,并针对固有频率较低的位置,提出了相应的措施,最终将管道的固有频率提高到11.277 Hz,使管道的振动控制在合理范围内。     

低温热水地板辐射采暖系统水力平衡分析

分析了地暖系统中重力循环作用压力对共用立管的影响,运用基尔霍夫定律分析了地暖系统中下分异程式双管系统和下分同程式双管系统的水力平衡状况,得出了在没有平衡调节装置的情况下,下分异程式双管系统更适用于地暖系统的结论,通过计算确定了地暖系统共用立管水力平衡的影响因素和平均比摩阻的范围.     

基于ANSYS的波纹管波形参数对平面失稳影响的分析

为了研究波纹管波形参数对波纹管平面失稳的影响，使用ANSYS软件建立了波纹管的有限元模型，对不同波形参数下的波纹管有限元模型进行了模态分析与特征值屈曲分析。有限元计算结果表明，增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高，会使波纹管的固有频率和屈曲载荷增加，因此在波纹管设计时，在满足综合性能情况下，可通过在一定范围内增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高的方法减少平面失稳的发生；同时模态分析求出了波纹管的固有频率和振型，可以避免在工程作业中，因为外界振动频率与波纹管固有频率相同而发生共振现象，致使波纹管发生平面失稳，为工程设计提供有效参考。     

基于声电类比法的管系气柱固有频率的计算

基于平面波动理论与电学系统方程的等价,建立管道气柱单元声学等效电路.采用MATLAB/SIMULINKL软件,通过谐振法对气柱系统进行电路仿真,得到其各阶固有频率,并与传递矩阵法计算结果相比较,误差很小,说明采用声电类比法计算气柱固有频率是有效的.     

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。     

热交换器管泄漏的衬管修复工艺

分析了导致换热管失效泄漏的原因,介绍了采用薄壁金属波纹管作为衬管的修复技术,并与塑料衬管修复工艺进行了比较,最后,对衬管后的换热率作了分析,得知换热效率的损失约在4%左右。     

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。     

端部参数激励下水中悬浮隧道锚索振动响应分析

文章通过建立参数激励系统理论模型进行理论分析和数值仿真计算,研究了端部参数激励下水中悬浮隧道锚索的振动响应,并对不同阻尼比、垂度、锚索长度、水流速度、倾斜角度、管体重浮比等关键敏感性参数对锚索的振动响应影响作用进行分析,主要得到以下结论:在相同锚索长度、垂度的情况下,阻尼比越小,锚索中跨位移均方根值越大;随着锚索长度、垂度的增加,锚索中跨位移均方根值也越来越大;随着水流速度的不断增加,锚索中跨位移均方根值呈现出先增大后减小,并最终趋于平稳的状态;随着倾斜角度的不断增加,锚索中跨位移也随之不断增加,这表明选择合适的倾斜角度对于控制结构的振动响应也很重要;在实际锚泊系统设计时,可以通过增加预张力的方式来控制锚索的运动响应,但增加预张力会导致锚索固有频率的改变,使结构共振频率比增加,导致其疲劳屈服损伤加深。