螺纹槽管冷凝器若干应用问题的探讨

介绍了螺纹槽管用于船舶冷凝器中的几个问题,在光管冷凝器与螺纹槽管冷凝器对比试验研究的基础上,给出了冷凝器传热、水阻及冷凝特性的试验结果,对螺纹槽管冷凝器的传热性能做了评价,对螺纹槽管的疲劳强度进行了试验及分析,并对螺纹槽管的结垢问题做了论述,所得结果为螺纹槽管开发用于船舶冷凝器提供了依据。     

螺旋槽管在冷凝器中的应用

本文论述了氟利昂工质在螺旋槽管外的冷凝机理，推导了氟利昂工质在螺旋槽管外的冷凝换热系数公式，给出了折流杆冷凝器中螺旋槽管束的传热系数计算实例，将其与光管传热性能对比，表明了螺旋槽管，在传热强化中的优异性能，对螺旋槽管在制冷机冷凝器中的应用前景进行了简要讨论。     

螺旋槽管在冷凝器中的应用

本文论述了氟利昂工质在螺旋槽管外的冷凝机理，推导了氟利昂工质在螺旋槽管外的冷凝换热系数公式，给出了折流杆冷凝器中螺旋槽管束的传热系数计算实例，将其与光管传热性能对比，表明了螺旋槽管在传热强化中的优异性能，对螺旋槽管在制冷机冷凝器中的应用前景进行了简要讨论。     

钻铤母扣接头改进设计的有限元分析

在钻井过程中,钻具疲劳失效事故频繁发生,其失效部位主要位于应力相对集中的螺纹接头处.以φ177.8 mm钻铤母螺纹接头作为研究对象,用有限元方法对加工有不同应力减轻槽的钻铤母螺纹接头进行了分析计算,得出了3种不同母螺纹结构在相同边界条件和载荷作用下螺纹消失端的应力集中情况.计算结果表明,设计的应力减轻槽效果较好,抗疲劳性能最佳,建议采用这种应力减轻槽结构.     

螺旋槽管内流动换热场协同分析

运用数值模拟结合场协同原理,对螺旋槽管内充分发展湍流的流动和换热进行了分析。模拟以空气为工质,管壁温度恒定,分别选取了4种不同的螺纹节距和螺纹高度组成的16组结构参数。讨论了螺纹凸起,以及螺纹节距、螺纹高度变化对螺旋槽管场协同性能和强化传热能力的影响。结果表明：利用场协同原理,可以解释结构参数的变化对螺旋槽管传热效果的影响,并能够对强化传热元件的结构优化提供指导。通过对比,模拟所得Nu数与实验所得Nu数关联公式的计算结果基本一致。     

螺纹槽管传热与阻力特性的实验研究

介绍螺纹槽管传热与阻力特性的实验结果,并对结果进行了分析。螺纹槽管由铜镍合金管（Ｂ３０）辗轧制成,根据大量的实验数据,得到了计算对流换热系数、冷凝换热系数及阻力系数的经验关联式。在实验范围内,内联式的计算精度分别为±４０％,±１３％和±２５％。     

锌液冷却管热应力有限元分析

锌液冷却管是用20号无缝钢管弯制而成，在锌液的冷却过程中容易出现裂纹，使用寿命短．针对锌液冷却管材料特性和工作环境，利用ANSYS有限元分析软件建立了冷却管的温度-应力耦合分析的三维有限元模型．冷却管的传热特性随温度变化而变化，故采用非线性分析法分析其传热特性．通过计算分析，得到冷却管的热应力分布图及其分布规律，找出冷却管危险截面的位置．研究结果表明：弯管部分的等效应力比直管部分的等效应力大；对于整个弯曲部分，其内壁的等效应力大于外壁的等效应力．最大等效应力点在弯管与直管的连接处偏向弯管侧；冷却管在工作过程中存在显著的热应力，导致其爆裂失效，为研究冷却管的寿命提供了参考．     

螺纹结构精确有限元建模及有效性分析

在对螺纹部件进行有限元分析时，由于螺纹复杂的几何结构，螺纹部件的内外螺纹面往往难以啮合，常造成螺纹结构有限元建模困难、模型数值计算收敛性差等问题。本文基于螺纹垂直于其轴线的任意横截面几何形状相同的事实，选取国际标准化组织（ISO）制定的标准螺旋线公式，采用三维八节点单元，精确建立了螺纹连接件有限元模型。该模型不仅考虑了螺纹螺旋升角对模型的影响，且组成每个节距的单元层整齐排列，每层单元上的节点编号有序分布，内外螺纹面上的节点相互贴近。这些特质使得模型能够准确映射工程中螺纹连接结构的力学特性、优化模型数值计算收敛状况、便于对模型数值计算结果开展力学剖面分析。为验证本文螺纹连接结构有限元建模方案的有效性。首先从理论分析方面对螺纹连接结构中拧紧转角与预紧力的关系和螺纹连接结构中轴向力的分布进行了计算推导，并以M12标准螺栓为例计算出其轴向力分布。然后通过数值实验的方法先后验证了该螺纹连接结构拧紧转角和预紧力关系与理论分析结果的一致性、M12螺栓的轴向力分布与理论计算结果的一致性、螺纹齿根处应力集中系数状态与实验结果的一致性、应力分布和塑性应变分布与实际工程测量的一致性。该螺纹连接结构有限元模型生成的方案通过C++编程语言在Qt平台上借助OpenGL工具开发了一款“螺栓螺母有限元参数化建模软件”，软件可根据输入的螺纹直径、节距数量等参数快捷地查看和生成不同型号的螺栓螺母三维有限元模型，在工程分析和优化设计中，既避免了设计人员繁琐的重复劳动，又提高了设计精度和工作效率，能更好地满足实际工程需要。     

在绘图中圆柱管螺纹大径小径简便计算法

对圆柱管螺纹大径、小径的计算法作了较详细的分析．提出两个简便的计算公式．利用计算的方法来确定管螺纹大径、小径的数值．为编制管螺纹的绘图程序软件提供了有效的数学模型．     

基于冯-卡门类比建立螺纹管内颗粒污垢模型

 研究了5根内径为15.54 mm的铜质内置螺纹管的污垢数据,并给出了在雷诺数为16 000,污垢质量浓度为1 300 g/m3下的加速颗粒结垢实验数据.螺纹的几何参数采用目前应用于冷凝器的商用强化管中较为典型的一组几何参数：螺纹数为10～45、螺纹角为25°～45°、螺纹高为0.33～0.55 mm;实验用的氧化铝颗粒平均直径为3 μm.通过冯 卡门类比计算质量传递系数,壁面剪切应力则由压降数据来获得.据此,建立了一个半理论化的模型,讨论并得到了污垢热阻比与螺纹管几何参数、效率指数的一系列关系式,这些关系式以及对污垢的理论分析方法可应用于预测冷却水系统中螺纹管的污垢形成.     

热管用于挤出机中螺杆的冷却

热管是一种新型传热元件。具有导热性能高、结构简单、工作可靠、温度均匀等优点。本文通过分析目前挤出机中螺杆冷却所存在的问题,重点介绍了一种新式挤出机螺杆的冷却方式,即将螺杆芯部挖空,在其中装上热管。该装置结构紧凑、导热效率高、无需保养维修,且借助于热管操纵装置可有效地控制螺杆温度,具有极其重要的推广价值。     

地震载荷作用下海底管道轴向力简化计算

地震时地震波沿地面传播引起地面位移,地面沿直管轴向位移时使管道产生轴向拉伸应力。忽略惯性力,但考虑动水压力,采用静力分析的方法对直管进行应力分析,并结合计算实例,应用Ansys软件对海底管道进行轴向应力分析,得出结论为当地震裂度小于9度时管道不会发生断裂。      

深水海底管道极限承载能力分析

在深水海域铺设海底管道的环境条件往往比浅水区域更加恶劣,将会在管道垂弯区产生较大的荷载组合,可能导致管道发生屈曲破坏.为确保管道的安全,将深水海底管道简化为理想弹塑性材料,对管道铺设时的受力状态进行理论分析.以最大变形能密度为屈服准则,推导出海底管道在弯矩、轴向拉力和外压共同作用下的极限承载能力公式,并应用到S型深水铺管施工受力分析中.结果表明,水深越深则管道上的荷载组合越大,径厚比越大则管道的极限承载能力越小.使用推导出的深水管道极限承载能力公式可以快速、有效地判别管道是否安全.当铺设水深超过3 500 m时,算例中径厚比为20的管道将发生屈曲破坏,而在2 000 m水深时,径厚比超过30的管道才会发生屈曲破坏.     

熔融挤压成形螺旋挤压机构设计

依据挤出理论和已有的经验,对螺杆的各个参数进行详尽的设计,将槽深激变型螺杆设计成三段：加料段、压缩段和计量段,并对此进行了较详细的分析,使得螺旋挤压机构具有很大的流量,且流量均匀。同时设计出喷头结构,系统控制借助于加工中心数控系统来实现。     

内加强月牙肋钢岔管水压试验

结合某高水头电站埋藏式月牙肋钢岔管的工程实际,采用有限元方法对岔管水压试验方案进行了分析研究,并与传统的简化算法进行了比较,讨论了结构自重、水重、支座作用等因素对岔管结构应力应变分布规律的影响.根据钢岔管与支座顶部翼缘的连接条件,分固结和摩擦接触两种情况进行了比较,给出了水压试验时岔管及支座结构的应力状态和变形情况,并对结构的整体安全性做出了评价.     

强潮地区海底管线状态检测方法研究——杭州湾海底管线状态检测

针对强潮地区海底管线危险性大、且无法用常规方法进行检测的现状,提出一种基于海底声学探测技术的强潮地区海底管线状态检测方法,考虑到海底管线状态检测的主要目的是确定管线与海床面之间的空间关系,该方法选择了侧扫声纳系统、浅地层剖面仪和多波束测深系统等海底声学探测技术.在简要介绍了每种技术的工作原理之后,进行了海底管线状态检测流程的设计,并介绍了各类声学数据的采集过程和基于空间参考的声学数据处理方法,最后提出两种检测成果表达方式,即基于图表二维表达方式和基于ESRI公司的ArcEngine组件的三维表达方式.     

燕尾型轴向槽道热管薄液膜热传递及实验验证

基于薄液膜的传热传质理论建立了燕尾形槽道热管的蒸发段与冷凝段热传递的数学模型,利用Laplace-Young方程得到不同负荷下的轴向毛细半径分布.分析求解了蒸发段温降与冷凝段的温降随热负荷的变化,进而得出了热管温降随热负荷的变化.实验研究了热管在不同冷源温度下温降随热负荷的变化.结果表明:槽道中液膜厚度沿轴向逐渐增厚;蒸发段和冷凝段温降随热负荷增大而增大;通过比较模型预测值和实验测量值,发现两者吻合较好,进一步验证本文所建的模型的正确性.     

蒸汽扩容器切向接管应力分析研究

采用三维有限元方法对蒸汽扩容器与切向接管联接的关键部位进行了应力分析,获得了该部位的应力分布.计算结果表明,蒸汽扩容器筒体上开孔设置切向接管,使连接区的应力分布复杂化,并产生明显的应力集中,接管与筒体连接处应力值较大,最大应力发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位内侧,是筒体失效的危险区域;各类应力最大值均发生在蒸汽扩容器与切向接管的内侧连接处,并随着离该处距离的增加而减小.并按照JB4732-1995采用应力分析设计方法对该蒸汽扩容器切向接管结构进行强度评定,蒸汽扩容器切向接管强度足够,满足安全要求.     

转子轴封弹性槽形状及尺寸对应力集中的影响

计算了存在严重应力集中的转子轴封热弹性槽部位的热应力场。分析了弹性槽不同的结构形状对应力集中的影响,以及弹性槽不同的结构尺寸对应力集中的影响;对减小热弹性槽的应力集中程度提出了一些有益的建议。