Flow modeling of high-viscosity fluids in pipeline infrastructure of oil and gas enterprises

Today, the issues related to solving the problem of finding an effective distribution of oil flows through the system of oil pipelines in order to reduce the total energy consumption are relevant. The solution to this problem is connected with selection of rational pumping modes for various technological sections of oil pipelines using modern methods of mathematical programming or new techniques for improving the energy and transport characteristics of oil.Reducing energy consumption during pumping of crude through oil trunk pipelines can be achieved by various methods. Numerous investigations in this direction are mainly carried out to save energy on separate single-line pipelines. However, due to the development of the network of trunk oil pipelines in the world over the past decades, the issues of energy efficient management of oil flows throughout the entire oil pipeline system of oil and gas enterprises become urgent.This paper analyses parameters for pipeline transport of high-viscosity and heavy oils. The article proposes a method for assessing the rheological properties of oil for further planning of pumping taking into account the preservation of oil quality and an increase in energy and transport characteristics. The proposed solutions and tasks for predicting changes in the viscosity-temperature characteristics of the flow for blends of different oil types are especially relevant in the current conditions of an increase in the share of oil production with complex rheological characteristics. Results of the presented investigations may be used for planning the measures of efficient transportation of high-viscosity and heavy oils.     

某矿快速掘进最优炮孔间距的选择

山西某矿5308底抽巷在掘进过程中速度慢、效率低，直接影响工作面的瓦斯抽采，为了改善上述情形，对炮孔间距进行研究。通过使用ANSYS软件对不同炮孔间距下快速掘进效果的模拟分析，并经现场验证，得出了适应该矿的最佳炮孔间距。结果表明：炮孔间距为500 mm时，爆破产生裂隙发育范围和岩石损伤区域都最大，快速掘进的效果最好。     

基于ANSYS的双列圆锥滚子轴承预紧力有限元分析

应用赫兹弹性接触理论,首先分析双列圆锥滚子轴承的结构参数、预紧原理及其预紧受力,再运用SolidWorks建立了双列圆锥滚子轴承的三维模型,最后通过ANSYS进行有限元分析计算,得出在不同的预紧载荷下的接触应力和变形,为轴承预紧力分析提供了新的研究方法。     

锯齿轧花中含棉籽棉朵模型的构建与仿真

为方便分析锯齿轧花过程中籽棉的受力状况以期提高皮棉质量,在已有的层合板棉朵模型和三维编织棉朵模型基础上,提出了一种含棉籽的棉朵模型。该模型基于实际棉朵中棉籽以及棉纤维束排列呈立体网状结构的规律,假设纤维束具有圆形截面,截面形状沿轴向保持不变,在该模型的基础上利用ANSYS Workbench对轧花过程进行了模拟,研究了不同锯齿滚筒转速和棉籽密度对轧花过程的影响。结果表明:锯齿滚筒转速越大,棉纤维受影响越剧烈,但转速过大也会损伤棉纤维,棉籽密度在580 kg/m³时锯齿轧花效果最明显;实验值与模拟值误差相对较小,说明了模型的合理性。     

袋装水泥装车机及拨板机构的设计与研究

针对袋装水泥装车半自动化问题，设计一款全自动装车机。首先，根据袋装水泥车间生产状况，确定水泥装车方案，即采用抽屉式逐层装车原理，利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ创建装车机三维模型；其次，为使水泥包快速准确地到达指定位置，针对拨板机构中的分拨板及导柱进行受力分析，建立其力学模型，推导出应力公式；最后，通过 ＡＮＳＹＳ有限元软件进行分拨板的力学仿真，为后续的优化设计提供依据。     

柔性化夹具静动态特性分析及拓扑优化

针对汽车发动机缸盖、变速箱阀体全自动化混合生产线,设计柔性化夹具来满足CNC高精密加工以及快速换产的要求。建立夹具系统三维模型,并利用ANSYS对夹具系统在不同加工工况载荷下进行静态性能分析;从分析结果判断出影响夹具性能的关键结构,并对其进行拓扑优化设计,实现夹具整体减重39.25 kg。然后对改进后夹具模型进行验证分析,发现最大变形量减少为0.0045199 mm,满足设计指标0.005 mm;最后,对现有夹具系统进行模态实验和CAE模态分析,发现夹具系统在Z向受到低频激振力时,容易发生共振,该频段为70 Hz?110 Hz,在加工过程中需要控制刀具加工频率避免发生共振。     

基于ANSYS Workbench柱塞泵主轴动、静态性能分析

主轴是液压泵的重要零件之一,起着传递扭矩的作用,对液压泵的性能有着重要的影响。运用ANSYS Workbench对某型开式回路斜盘式柱塞变量泵的主轴进行动、静态性能分析,主要对柱塞泵主轴进行静力分析和模态分析,得到相关参数,并对主轴进行了一定的优化。为该类主轴的设计和优化提供一定的参考。     

纬编针织机织针自由状态下固有频率测试方法

针对现有纬编针织机织针由于其结构尺寸微小、细长、横截面直径不定等特性带来的在其自由状态下织针的各阶模态特性难以测试的问题,提出采用小面积、低质量的锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)贴于织针表面,形成PZT、织针黏合体结构。采用高性能阻抗分析仪对黏合体进行扫频测试,根据不同频率下复阻抗以及相位角曲线,得出PZT自由状态下的各阶模态。采用ANSYS有限元仿真软件对织针以及黏合体的各阶模态进行对比认证,并采用悬臂梁曲率、挠度理论以及织针振动理论进行分析。理论推算以及仿真测试结果表明,该实验测试方法能有效测试纬编针织机织针自由状态下的固有频率。     

基于ANSYS的带簧油封径向力分析

提出一种考虑弹簧初应力的油封径向力有限元计算方法,即通过二维轴对称模型实现带簧油封的径向力计算。该模型中通过圆管来等效油封弹簧,并可以实现弹簧初应力现象的模拟;圆管模型的材料属性由2种状态下(弹簧装配在油封上和油封装配在轴上)弹簧的拉力转换得到,转换关系通过试验与仿真相结合的办法获得,最终实现了带簧油封2种状态下的径向力有限元计算。通过径向力测量仪验证计算结果的正确性,同时发现弹簧所产生的径向力并非百分之百转化为油封径向力。     

基于竹筋-钢筋骨架的人工假顶首层充填厚度研究及现场应用

采用简支梁理论、ANSYS软件数值模拟与现场试验相结合的方法,对竹筋-钢筋骨架人工假顶进行了可行性、受力行为、破坏方式与合理设计参数研究。结果表明,竹筋-钢筋骨架人工假顶结构可有效保护上部充填体,最优充填厚度为4.75 m; 采用竹筋-钢筋配筋方式可兼顾采场稳定性与经济效益,减少支护成本约15%。