外钳式管道坡口机定圈的有限元分析及结构优化

外钳式管道切割坡口机是油气集输与抢险作业的重要设备,而定圈是外钳式管道切割坡口机的核心部件,其截面形状及大小是影响外钳式管道坡口机可靠性和便携性的关键因素。为此,采用现代设计手段,建立了定圈的三维计算模型,并按照设备在工作中的受力情况进行有限元分析,对不同截面形状和面积的定圈进行结构对照优化。结果表明:合理的定圈截面形状不仅可有效提高定圈的刚度,增加设备的可靠性,同时还能减小定圈重量,提高携带性能。     

圆钢管再生混凝土柱轴压试验研究

通过8根圆钢管再生混凝土柱进行轴压试验,研究构件长细比、钢管壁厚以及添加废弃混凝土块体等因素对试件轴压性能的影响,获得试件承载力、轴向变形、轴向和环向应变等参数。试验表明,钢管再生混凝土试件主要为弹塑性失稳破坏;构件长细比对试件的承载力有一定影响,轴向承载力随着试件的长细比的增大而减小;钢管壁厚对试件的承载力影响较大,钢管壁厚越大,其极限承载力就越大;添加混凝土块体对轴压承载力影响不大。     

GFRP管混凝土柱的GFRP管拼接方法

为解决实际工程中GFRP管长度不足的问题,需要将两个或两个以上GFRP管拼接起来,并保证拼接处的力学性能,设计了基于钢筋、钢板锚筋及钢管连接件的拼接GFRP管钢筋混凝土试件,并通过试验,研究了拼接GFRP管钢筋混凝土轴心受压性能.试验结果表明:当加载到35%Pu(极限荷载)左右时,在GFRP管的表面出现白纹;当加载到65%Pu左右时,GFRP管开始产生套箍约束作用,继续加载,套箍约束作用继续存在.拼接试件的破坏以GFRP管的断裂为标志,破坏发生在距构件端部250 mm处,而对比试件的破坏发生在沿试件长度方向的中间位置;试验所设计的3种连接方式均能够保证拼接GFRP管钢筋混凝土轴心受压试件正常工作.     

摇蚊幼虫对活性污泥沉降性能的影响及机理

为了利用摇蚊幼虫改善活性污泥的沉降性能,以摇蚊幼虫为研究对象,考查其对污泥沉降性能改善作用的影响因素并探究改善机理.结果表明:投加摇蚊幼虫可以在短时间内明显改善污泥的沉降性能.在投加幼虫密度为每克干污泥中含0.2~1.2 g湿质量摇蚊幼虫时,污泥沉降性能改善效果随虫密度增加而增加.在相同虫密度(每克干污泥中含1.0 g湿质量摇蚊幼虫)的情况下,摇蚊幼虫对污泥质量浓度为5 g/L的活性污泥改善效果最佳.而摇蚊幼虫对污泥沉降性的改善作用与投加摇蚊幼虫后活性污泥2种主要胞外聚合物(蛋白质、多糖)含量以及蛋白质与多糖比值的降低有关.另外,长期试验证实,向污水处理反应器中连续回流摇蚊幼虫培养装置上清液可以使污泥容积指数由120 mL/g降至60 mg/L.     

藻细胞内外有机物氯消毒后典型消毒副产物的生成潜能

为探究藻细胞内外有机物氯化后典型消毒副产物的生成潜能,选取小球藻为研究对象,采用加氯消毒法研究了在不同生长时期及不同氯投加量下典型含碳类消毒副产物(THMs)和含氮类卤代消毒副产物(TCNM)的生成规律,并对二者的生成势进行了对比.结果表明:细胞外有机物(EOM)和细胞内有机物(IOM)提取液的总有机碳(TOC)和有机氮(DON)较高,而芳香结构和不饱和双键的有机质质量浓度很低;从对数生长期到衰亡期,EOM经氯化后TCNM的生成量逐渐增加,IOM的TCNM生成量则呈现先增加后降低的趋势;THMs的生成规律与TCNM相似,但其生成量明显高于TCNM.增加氯投量,EOM的TCNM生成量逐渐升高,IOM的TCNM生成量则先升高后下降;在氯投量为30 mg/L时,IOM的TCNM生成量最高;稳定生长期小球藻细胞的EOM和IOM在氯投量由20 mg/L升高到30 mg/L时,THMs的生成量稳定增加,当氯投量超过30 mg/L时,THMs的生成势显著升高,且三氯甲烷为THMs的主导物种.     

竖直地埋管换热器多个钻孔地层热阻计算方法

为解决国家规范中关于多个钻孔热干扰下的地层热阻计算问题,针对竖直地埋管换热器系统,提出了矩形阵列钻孔布置中不同参考钻孔下的地层热阻数值计算方法,并通过算例模拟分析研究了不同钻孔布置形式以及不同钻孔间距情况下的地层热阻分布.结果表明:规则矩形阵列钻孔布置的中心位置地层热阻最大,且布置形式越趋近正方形,钻孔间距越小,地层热阻越大;而不规则矩形阵列钻孔布置的最大地层热阻位置会根据未布置钻孔点位发生相对偏移,但偏移量可忽略.研究成果可为竖直地埋管换热器设计提供理论参考.     

纳米流体在内置扭带管的传热数值模拟

为了对比纳米流体在内置扭带管中的强化传热效果,建立了以Cu-水纳米流体和水为传热介质的内置扭带强化换热管的管式换热器物理模型,采用RNG k-ε进行数值模拟研究,并与实验结果对比,得到了内置扭带换热管流体流动的速度、温度、湍流强度场的分布规律及特性。比较了两种质量分数的纳米流体与水在六种不同扭转比的扭带换热管中和两种不同材质的内置扭带分别对强化传热的影响。结果表明,以Cu-水纳米流体为工质的内置扭带管的换热效果明显优于纯水;质量分数为0.8%的Cu-水纳米流体换热效果优于0.5%的Cu-水纳米流体,扭转比越小,则换热效果越好,质量分数为0.5%的Cu-水纳米流体在扭转比为2.5的内置扭带管中相对于水在光管的强化幅度为0.51;铜制扭带的换热效果优于铝制扭带。     

3000m起重铺管船铺管作业率研究

针对3 000 m起重铺管船的运动性能,对其铺管作业率做了相应的研究。将模型试验得出的规则波运动响应的每个自由度的n个数据点通过样条差值的方法编写到不规则波响应谱中,并采用变步长勒让德-高斯积分的方法求解出船舶不规则波运行的单幅最大值。同时,与SESAM程序软件的计算结果作对比,经研究,验证了该计算方法的有效性。最后,将计算出的一系列单幅最大值与相应校准值作比较,根据海况资料,将所有满足条件的一系列不规则波的发生概率相加,则起重铺管船在特定工况下的铺管作业率得到了求解。     

三维裂隙网络管单元模型确定岩体渗透张量

根据现场测量所获得的裂隙产状统计参数,利用Monte-Carlo法模拟生成相应的裂隙网络。采用管单元模型,将三维裂隙渗流网络简化为空间一维渗流网络,以工程实际校正的渗透张量作为目标,采用改进的遗传算法进行拟合,得到等效管单元直径与隙宽比值为12.337 1。据此,可得到给定产状岩体的等效渗透张量。同时,利用裂隙几何参数张量法计算渗透张量,通过比较可见裂隙网络模型更加符合实际。     

机械自紧火炮身管残余应力分析

为计算具有包兴格效应和卸载硬化效应的机械自紧火炮身管的残余应力,对卸载阶段的火炮身管进行弹塑性分析,得到火炮身管卸载阶段的弹塑性解和弹性解,再结合理想弹塑性材料模型加载阶段的弹塑性解,得到了火炮身管反向屈服半径、残余应力和残余径向位移计算公式.为验证公式的准确性,将理论值与实验值进行比较,误差很小.