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。     

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。     

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。     

浆体管道输送临界流速的影响因素及计算分析

临界流速是浆体管道输送的一个重要因素 ,目前尚无普遍的使用公式。例如杜兰德 (Du rand)、格拉弗 (Draf)、托马斯 (Thomas)等考虑的因素少 ,而且还需要特定的条件。在前人试验研究的基础上 ,找出影响浆体管道临界流速的主要因素并进行分析 ,再利用尖山铁精矿管道输送试验数据的实测值与计算值进行比较 ,找出一个比较适合管道输送的普遍临界流速公式。     

水平管道中推移质与悬移质之间比例与平均流速之间关系的研究

根据前人的理论和研究成果,通过分析水平管道中推移质与悬移质组成的几何关系,对于水平管道中推移质与悬移质的之间比例与平均流速之间的关系进行了深入研究,得出推移质、悬移质与平均流速之间的关系式,确定了管道输送中的重要系数K4,对以后研究管道内流速分布以及确定临界速度奠定了基础。     

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。     

内流对洪水冲击下管跨临界长度影响研究

为了研究洪水冲击管道时形成的管跨临界长度,分别介绍了洪水作用下管道的动力特性以及内流对管道特性的影响。针对管内流动与管外洪水冲击对于管道的作用,建立了内流、外流共同作用下的管道动力控制方程。结果表明:对于洪水冲击管道的问题,不应仅考虑洪水的作用,也应该考虑内流对于管道的作用;内流流速增大、压强增大、密度减小都将缩短临界长度。考虑内流的管跨临界长度,对设计及现场抢维修都具有借鉴作用。     

干线石油管道振动的ANSYS分析

针对常见的管道振动情况,通过分析得出其主要原因是管系结构固有频率与激发主频率相近而造成共振.管道系统振动的原因主要有两方面:介质对管道系统产生的振动力,即激发信号,如分支节点部位产生的振动力;对激发信号的响应,其响应除了和激发信号的波形有关外,还和管道系统本身的特征,即系统的刚度、质量及其配置等情况有关.通过理论计算得...     

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。     

基于CAESAR Ⅱ的往复压缩机管道振动分析

为提高往复压缩机管道系统的安全性、稳定性,从设计阶段对往复压缩机管道系统的防振设计方法进行研究,利用基于有限元方法的管道应力分析软件CAESARⅡ,对往复压缩机管道系统模型的固有频率进行了分析,提出管道系统优化设计方案。将分析方法应用于实际项目,对工程中往复压缩机管道系统进行建模和求解,解决实际工程中管道系统振动问题,同时证明分析方法的合理性。     

浅埋隧道地表密集建(构)筑物评估及对策

长洪岭隧道近距下穿密集民房,施工前对房屋做了详细的鉴定,并采集了爆破震速频率范围,通过专家风险评估设定了爆破震速控制限值,给出了指导性施工措施;考虑到与非下穿段的延续性和相容性,为充分发挥现有设备等资源配置,选择了震速可控,且安全、经济和快速的全断面分部减震爆破开挖方法,以及控爆与非爆相结合的施工方法,导洞非爆破方法因地制宜地选择了重庆地区广泛采用的水磨钻法。施工中将震速监测纳入工序管理,并高度重视与地方居民的协调工作;最终实现了安全下穿施工。文章总结了钻爆法浅埋长距离下穿密集民房的隧道施工要点,指出了钻爆法浅埋隧道地表密集建(构)筑物鉴定评估的重要性。     

人工神经网络在水平管道浆体输送浮游界限速度中的应用

通过分析影响临界流速的几个主要因素 ,应用BP人工神经网络的模型和算法 ,建立了水平管道浆体输送浮游界限速度的预测模型 ,克服了以往所建立的浮游界限速度模型受某些特定条件限制的局限性。与实测资料进行了比较分析 ,结果表明模型基本合理可靠。     

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。     

天然气管道腐蚀穿孔成因分析

某天然气管道发生腐蚀穿孔泄漏事故,利用理化实验分析、微观分析（SEM）和X射线衍射（XRD）等技术手段,分析了事故管道的拉伸性能、冲击性能及腐蚀产物等,确定了腐蚀穿孔的诱因,并推理得出管道内发生CO2腐蚀的机理。针对这一现象,结合管道的运行工况,从管道清管、气质处理、管道内检测及介质流速等方面给出了几点防腐建议。     

天然气管网的初始流量分配

在对天然气管网进行离线数值模拟计算时,需要给各管段分配初始流量,作为迭代计算的初始值。根据管道的流动状态多在阻力平方区的特点,建立初始流量分配的数学模型,用C 语言编制出计算程序。对实例进行计算和分析,表明用最小平方和法求解各管段初始流量时,不需手工预分初始流量,也不需预先确定各管段流体流动方向,求解所得初始值接近真实值,使数值计算的收敛速度大大提高。     

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。     

The effect of railway local irregularities on ground vibration

The environmental effects of ground-borne vibrations generated due to localised railway defects is a growing concern in urban areas. Frequency domain modelling approaches are well suited for predicting vibration levels on standard railway lines due to track periodicity. However, when considering individual, non-periodic, localised defects (e.g. a rail joint), frequency domain modelling becomes challenging. Therefore in this study, a previously validated, time domain, three-dimensional ground vibration prediction model is modified to analyse such defects. A range of different local (discontinuous) rail and wheel irregularity are mathematically modelled, including: rail joints, switches, crossings and wheel flats. Each is investigated using a sensitivity analysis, where defect size and vehicle speed is varied. To quantify the effect on railroad ground-borne vibration levels, a variety of exposure–response relationships are analysed, including: peak particle velocity, maximum weighted time-averaged velocity and weighted decibel velocity. It is shown that local irregularities cause a significant increase in vibration in comparison to a smooth track, and that the vibrations can propagate to greater distances from the line. Furthermore, the results show that step-down joints generate the highest levels of vibration, whereas wheel flats generate much lower levels. It is also found that defect size influences vibration levels, and larger defects cause greater vibration. Lastly, it is shown that for different defect types, train speed effects are complex, and may cause either an increase or decrease in vibration levels.