LNG管道90°弯头压力场的数值模拟

在液化天然气(LNG)管道上安装大弯曲半径的弯头,有时会出现空间有限而无法安装的问题.针对该问题,对LNG管道内流场进行数值模拟,先用Gambit软件进行结构性网格划分,再利用Fluent软件进行模拟.边界条件设定为速度进口和压力出口,选用RNG k-ε湍流模型和SIMPLIE耦合求解方法.以规格为DN 50 mm和DN 100 mm的管道为研究对象.首先,研究流速对压力的影响,结果表明流速越大,弯头处的压力越小,从而充分说明控制流速的必要性.然后,在限定进口流速为3 m/s的前提下,对不同管径和不同弯曲半径的90°弯头处的流场进行模拟,与弯曲半径为3D的弯头相比(D为管道外直径),采用弯曲半径为1.5D弯头时,弯头处最小压力较低,但差异很小,两种规格弯头处最小压力的差值小于等于出口压力的0.28％.两种规格弯头处的最小压力均比饱和压力高0.04 MPa,不会气化.因此,安装空间不够时,LNG管道可以采用1.5D弯头;空间足够时,可以采用3D弯头.工程中所述的管道压力通常为管道轴线处的压力,对于某一管径和弯曲半径的90°弯头,不同流速时,轴线中心点和内弧中心点间压力差的比值近似等于流速比值的2次方.     

陶瓷内衬弯头

由华东电力设计院、江苏省陶瓷研究所和江苏省无锡县联营电力设备厂共同研制开发的新产品——陶瓷内衬弯头,日前通过鉴定。 将陶瓷制品应用于火力发电厂锅炉送粉管道,这在国内还是首次。它是在普通金属弯头外壳内壁严重磨损区域衬贴特种工程陶瓷片,利用其耐粒子流冲击和耐介质腐蚀性能来保护锅炉煤粉管道弯头。据实用工业性试验证实,陶瓷内衬弯头的使用寿命为耐磨铸     

燃气管道弯头应力分布及塑性极限荷载分析

应用有限元分析软件ANSYS,对燃气管道钢质弯头在内压作用下状态进行有限元分析,得到弯头不同内压下的应力分布。根据模型施加的内压和最大等效塑性应变关系,得出了弯头的塑性极限荷载。     

地铁运行区域内高压燃气管道的振动和变形监控

为考察地铁运行期间产生的振动对高压燃气管道的影响,针对广州某段与地铁交叉区域的高压燃气管道本体进行振动监测和管道变形监测,通过对加速度的监测分析,经过FFT(傅里叶)滤波处理、MATLAB积分处理,得到振动加速度峰值、振动速度峰值和位移峰值数据。将振动计算应变与管道变形监测应变数据对照,将最大加速度对应的频率值和通过有限元分析计算得出的管道固有频率进行对比,确认了该工况条件下燃气管道受地铁运行振动的影响。     

注汽站给水管道振动破坏分析

通过时管道振源、管道破坏情况的详实了解,并通过对该类管道可能引起振动类型逐一分析和CERSAR Ⅱ的模拟分析,找到了安装管道的振动及破坏的原因,采取提高管道刚度等措施,有效地解决了管道振动的问题.     

充水高密度聚乙烯波纹管爆破振动动力响应特性

为研究爆破振动作用影响下高密度聚乙烯(high-density polyethylene,HDPE)波纹管的动力响应特征,通过现场预埋HDPE管道的爆破试验,对不同爆破距离条件下的HDPE波纹管的振动特性进行分析。结合LSDYNA有限元数值模型分析方法,建立试验的数值模型以及充水状态管道的数值模型,研究了充水状态HDPE管道在爆破振动作用下的动力响应,并结合规范给出参考的安全判据。研究表明,爆破振动作用下,充水管道的振速值略小于无水管道的振速值,管道内的水能一定程度上降低爆破振动对管道的影响;管道各截面处迎爆侧的振动速度和von-Mises有效应力均大于管道背爆侧,管道底部附近的动力响应值较大,且管道峰值有效应力与管道峰值振动速度之间具有线性函数关系;不同埋深情况下,管道振速与地表振速之间存在函数关系,结合规范中管道最大允许工作压力以及管道应力与振动速度的函数关系,得到该场地条件下不同管道埋深的 HDPE波纹管(充水)的地表爆破控制振速,为工程实际提供指导。     

直埋敷设中减少补偿器和固定支座的方法

对于无补偿直埋敷设供热管道,在采用增大管道埋深、改变管道走向或增大弯头弯曲半径的方法减小弯头应力的基础上,在弯头处回填松软材料,可使弯头应力进一步减小,取消弯头两侧的固定支座。对于有补偿直埋敷设供热管道,可利用土壤的约束作用调整过渡段长度,减少补偿器及固定支座的数量。     

管道振动的测量评价与故障诊断

采用加速度传感器拾取管道振动信号,得到管道振动速度峰值,依据美国机械工程师协会(ASME)核电厂运行和维修标准和导则第3篇《核电厂管系预运行和初始起动时的振动试验要求》规范,将速度峰值与管道振动限值进行比较,评价管道振动是否合格;若振动不合格则进行管道振动故障诊断并给出管道振动处理方案。     

地层沉陷中埋地HDPE管道力学状态及模型试验分析

地层沉陷致埋地HDPE管道事故频发,主要原因之一是地层沉陷过程中所诱发的管道附加应力和变形剧增,从而导致管道破坏。已有研究成果大多集中于固定尺寸沉陷区域管道与周围土体力学特性的分析,尚无相关理论预测沉陷发展过程中管道力学响应特征变化规律。利用自制室内足尺大型模型试验系统,以粗砂为管道开挖沟槽回填料,通过调整模型箱底板的下沉模拟地层沉陷形成过程,研究埋地HDPE双壁波纹管道的受力变形特性及其上覆回填料土体的沉降分布规律。试验结果表明:1地层沉陷过程中HDPE管道的竖向变形符合修正高斯分布曲线;2随着土体沉陷的发展,管道顶部土压力随之增大,且试验管道顶部的土拱率由0.7增大到2.05,呈现出明显负土拱效应;3对于相同抗弯刚度管道,土体沉陷变形所致管道附加变形随管道上覆土层厚度的减小而减小;4随着管道抗弯刚度增加,埋地管道对于土体的沉降抑制作用愈加明显。     

燃气管道清通过程清管器卡堵模拟

在燃气管道清通工作中,一般使用皮碗清管器或球形清管器清除管道内的各种杂质及积水。清管器在管道内运行,尤其是在通过弯头、三通等处时,由于管道摩擦阻力增大,非常容易发生卡堵现象,导致清通压力迅速增大,使管道清通效率及安全性降低。基于流体力学原理,提出了清管器卡堵简化数学模型,并分别模拟皮碗清管器及球形清管器在燃气管道中的卡堵过程。     

油气分离器在工程机械柴油机油耗测量中的应用

作业燃油消耗量是评定工程机械性能的主要经济指标,在工程机械测试中,一般采用容积式油耗计测量。对于回油量较大的柴油机,特别是装有PT泵供油系统的柴油机(如寇明斯发动机,其回油量大约占供油的80%),由于回油中含大量汽泡,因而给油耗的准确测量带来较大的困难。     

民用建筑空调管道的振动原因以及治理措施分析

空调管道在整个民用建筑系统之中起着运输流体、维持建筑内工作生活环境正常运行的作用。由于外部载荷、机器振动、内部流体等因素对管道系统进行了激振作用使管道系统产生振动,对管道的安全运行以及建筑内的工作生活环境产生严重影响。本文通过分析了空调管道振动的原因,包括机器振动、压力脉动振动、液击振动以及外部载荷引起的管道振动,提出了相应的管道振动消减的措施和方法,为空调管道系统的设计、安装以及管道振动的控制提供了参考。     

直埋予制管弯头受力分析及其设计方法

直埋予制管弯头受力分析及其设计方法清华大学热能工程系狄洪发，石兆玉一、概述随着城镇集中供热事业的发展，直埋管道应用越来越多。在管道敷设中，不可避免地要用到弯头。在敷设施工中遇到弯头时，一般有以下三种处理方法：１．在转弯处不进行直埋而砌筑地沟，管道与沟...     

长距离钢质输水管道管材和防腐设计分析

根据长距离钢质输水管道的特点,分析了基管钢级和基管管型的选择方法.介绍了钢质管道的转向方案,小角度转向采用弹性敷设和现场冷弯弯管,大角度转向采用拼接式弯头、对焊弯头和整体式热煨弯管.介绍了管道转向处弯管的应力分析方法.提出管道外防腐层首选PE层,内防腐层采用常温型环氧涂料或热固性环氧树脂,并对比了牺牲阳极法和强制电流法...     

管道弯头对低频纵向导波传播特性影响分析

管道弯头显著改变了导波传播特性,影响了对检测信号的解读,研究弯头对导波传播特性的影响是实现复杂管道系统导波检测的基础。采用半解析有限元法计算弯管导波频散曲线,分析了弯管导波频散曲线所呈现的不同特征,并基于弯管导波频散曲线,以低频L(0,1)模态导波为研究对象,实验研究了低频L(0,1)模态导波通过管道弯头时的模态变换特征。研究结果发现,当L(0,1)模态导波通过管道弯头时,不仅会发生L(0,1)到F(1,1)的模态变换,还会模态变换出反向L(0,1)模态导波,即弯头反射现象,且随着激励频率的降低和弯头弯曲半径的减小,弯头反射现象愈发明显。研究结果将深化对弯管导波传播特性的认识,推动导波检测技术在复杂管道系统检测中的应用。     

管内水流和地铁振动耦合作用下埋地供水管道的振动响应分析

为研究埋地供水管道在管内水流和地铁振动耦合作用下的振动响应规律,采用ABAQUS建立管道-管内水流和轨道-衬砌-土体-管道整体模型,使用间接耦合的方法实现两种作用耦合,模拟供水管道在距隧道中心线不同距离、不同车速、不同埋深、不同管径条件下的速度峰值和加速度峰值,得出变化规律。分析结果表明:距离隧道中心线距离越大,速度峰值越小,加速度峰值越小;车速越大,速度峰值越大,加速度峰值越大,且存在卓越车速使振动响应达到最大值;当管道与隧道正交且处于上方时,埋深越大,速度峰值越小,加速度峰值越小;管径越大,速度峰值越大,加速度峰值越大。     

轨道临界速度与轨道强振动研究

通过建立轨道振动微分方程,得到了单轮作用下轨道变形的解析表达式。在此基础上,研究了轨道临界速度与轨道强振动的关系,分析了轨道基础弹性模量和轨道抗弯刚度对轨道临界速度及轨道振动的影响。     

高科技厂房楼盖体系的人行振动控制

从定性和定量两个方面探讨了高科技厂房楼盖体系的人行振动控制,对振动敏感设备的一般性振动标准做了必要的完善和补充,对行走冲击振动模型中行走速度对楼板刚度的影响,以及楼盖体系刚度和不同速度标准的关系做了分析。结合算例给出了高科技厂房楼盖体系人行振动控制设计的一般流程,为今后的进一步深入研究做了必要的基础性工作。     

基于混合模型的供热直埋弯头应力有限元分析

本文针对大口径弯头,应用ANSYS有限元分析软件。先采用梁单元对管道进行整体结构分析。然后在整体结构分析基础上采用薄壁壳体单元对弯头进行局部有限元分析,可以得到弯头壳体应力的大小和分布规律。     

高水压作用下的球墨铸铁管道弯头支撑设计

在高水压的作用下,球墨铸铁管道弯头处需设置支撑,一般均采用混凝土支墩的形式,尺寸非常大,需要占用较大的空间,而施工现场往往无法容纳较大尺寸的支墩。为满足现场使用条件,必须因地制宜地设计管道弯头支撑。研究采用了多种形式的支墩和接头形式,保证了管道安全:通过在支墩后背底部设置底坎,可增强支墩的稳定性,减小支墩混凝土方量;通过设置拉锚式支墩或桩锚式支墩,可将弯头压力传递至锚固支墩或桩基;采用TF自锚式接口、Xanchor自锚式接口或锯齿形橡胶圈,使管节之间既能保持柔性连接,又具备刚性连接的特点,通过管道与周围土体之间的摩阻力抵抗弯头处的水压外推力,避免设置支墩。