平行坐标技术在干式变压器温度场可视化分析中的应用

本文中笔者将平行坐标技术应用于变压器温度场多维可视化分析,以矿用变压器为例,给出了其高、低压绕组纵向温度分布.     

稀土灼烧过程温湿度场仿真分析

影响稀土灼烧工艺的因素十分复杂,关系产品质量稳定及能耗,现行工艺存在优化空间。通过剖析灼烧窑中温度和湿度分布状况,运用κ-ε双方程湍流模型、流体传热、多孔介质传热等理论,按特定组分运输模式,建立灼烧过程质量、动量和能量耦合传递数学模型。设置不同边界导入Fluent环境对数学模型进行仿真试验,完成数据处理实现工艺参数优化。结果表明所建模型能准确反映灼烧窑中温湿度场分布及变化,且最终仿真结果与实际灼烧后的产品湿度含量相符合。     

温度对核电站传热管阵列声透射特性的影响

为了研究温度分布对于管阵列结构中的声透射特性的影响，以核电站的实际工况为背景，构建了不同的温度场以及周期性变化的非均匀温度场，利用有限元方法进行数值模拟。结果表明：（1）温度分布会改变管阵列声透射频谱的“禁带”宽度以及中心频率位置。在同一介质中，温度变化对频率较高位置的影响大于频率较低的位置。（2）在同样为10℃的温度差下，当水的平均声速为1 653 m·s^-1、饱和水蒸气的平均声速为522.5 m·s^-1时，介质为水时的禁带宽度及中心频率位置变化较大，即声速大的介质的频谱对于温度的变化更敏感。（3）当温度差在10℃以内，在周期性变化的非均匀温度场和与均匀温度场中管阵列声透射特性在第一中心频率23 996.1 Hz之前，两频谱差别很小，在第一禁带之后会出现明显区别。该研究成果对完善核电站应用的声学检测提供了理论基础。     

高温对煤炭地下气化围岩损伤的影响

煤炭地下气化是煤炭无害化开采技术创新战略方向之一，该技术可以回收老矿井废弃煤炭资源，对传统采煤技术难以开采的煤炭资源进行原位清洁转化。气化过程中燃空区形成带来的结构应力和高温造成的热应力共同作用对岩石造成损伤。以大城勘查区深部煤层为气化对象，得出典型围岩热物性及力学参数随温度变化规律。基于连续损伤力学理论，在平滑Rankine损伤模型的基础上提出高温岩石损伤变量模型，使用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对深部煤层地下气化过程围岩温度、主应力、损伤变量进行模拟研究。结果表明，5种典型岩石的比热容随温度升高整体呈上升趋势，导热系数随温度升高整体呈下降趋势，抗压强度和弹性模量随温度变化规律差别较大。围岩受温度影响范围随气化时间呈指数变化，气化10 d时，温度影响范围仅为3.27 m;气化50 d时，温度影响范围达到5.73 m;气化100 d时，温度影响范围为8.21 m;气化400 d时，温度影响范围达到18.20 m。结合地下气化过程中普遍采用的控制注气点后退气化法，岩石处于高温区的时间在40 d左右，温度场对围岩的影响范围约为4.7 m。燃空区上方及两端均出现损伤...     

高强中空夹层钢管混凝土柱的耐火性能试验研究

针对应用高强钢与超高强混凝土的中空夹层钢管混凝土柱，开展了轴心受压柱的标准耐火试验，得到了不同截面形状、边界条件、涂料厚度、荷载比条件下该柱的耐火极限，提出了表征柱耐火性能的延性指标，探讨了高强柱与普通柱耐火性能的差异。试验结果表明:高强中空夹层钢管混凝土柱的受火时间-位移响应与普通柱相似，受火前期膨胀而后期压缩变形进一步增大达到耐火极限。参数分析表明:相同条件下，应用高强钢的中空夹层柱其耐火极限低于应用普通钢的中空夹层柱，而应用超高强混凝土的中空夹层柱其耐火极限则高于应用普通或高强混凝土的中空夹层柱。此外，该文分别基于欧洲规范4中轴心受压柱和压弯构件的常温承载力计算模型，运用材料高温力学参数，计算了该柱高温屈曲承载力与耐火极限，计算结果与试验结果吻合较好。     

冻结工法在富集海水地层下地铁联络通道施工中的应用研究

海水成分复杂致使海域地层冻土力学特性及温度变化规律不同于淡水地层。基于海下隧道的修建逐渐增多且冻结法在海域环境中的应用少，开展了海域复杂环境下联络通道冻结施工温度场变化规律研究。依托国内首条海底地铁隧道———厦门轨道交通２号线，研究富集海水地层下地铁联络通道施工技术，通过对比分析了不同位置、不同深度测温孔温度分布特征，确定了“喇叭口”位置受隧道内部环境影响的范围，冻结帷幕内、外侧边缘冻结发展特点；对比深、浅测温孔数据表明泵站处冻结帷幕边缘温度沿冻结管轴向呈“Ｗ”形状分布，指出了可能存在包括两侧“喇叭口”和泵站位置中部在内的３处主要冻结薄弱区；对比分析了积极冻结期间３次不同时段、不同持续时间长度盐水温度回升对冻结加固效果的影响情况。研究成果揭示了海底隧道联络通道冻结温度场变化规律，对今后海底冻结施工具有重要的借鉴意义。     

基于ABAQUS阀门体铸造动态温度场及热应力分析

阀门体在铸造生产过程中要求控制残余热应力,以减少在使用过程中的变形。本文利用有限元技术,选取一种典型产品为对象建立有限元模型,对铸造工况下的瞬态温度场、热应力场及综合应力场进行计算,准确显示热应力分布区域和特点,为振动时效参数的选取提供准确依据。使用数值模拟技术对铸造过程中构件的内应力分布特点和规律进行研究,提高振动时效对残余热应力的消除效果。并通过改变阀门体的测量点位置,在不同规格和温度条件下,进行了内应力的定量测定试验。     

塔河油田超临界CO2压裂井筒与裂缝温度场

采用超临界CO_2压裂技术能较好地改造塔河油田水敏、低渗储层,而压裂过程中井筒和裂缝温度场对CO_2物性参数影响较大,需要对CO_2压裂温度场进行研究。考虑径向非稳态传热、轴向非稳态对流以及摩擦力、黏滞力的影响,推导了井筒温度、压力方程,结合K-D-R方法和CO_2物性模型,建立了CO_2压裂过程中井筒和裂缝温度场计算模型,并通过实测温度、压力数据拟合,验证了模型的准确性。应用所建模型分析了塔河油田胡杨2井CO_2压裂施工排量对温度场的影响,结果表明:CO_2注入排量对井筒温度、压力以及裂缝温度影响明显,而对裂缝内压力影响较弱;井筒压力梯度随着排量增大而变小;井筒和裂缝中CO_2均可存在液态和超临界态2种相态。研究成果能为塔河油田CO_2压裂施工设计优化提供一定指导。