压力钢管外压稳定性分析的传统解析法存在问题初探

由于水电站压力钢管失稳破坏的非线性,所以传统的基于圆拱理论的外压稳定分析法存在着许多缺陷与不足,本文尝试将其指出,并提出利用柱壳有限条单元的半解析法来解决压力管道的外压稳定性问题。     

复杂载荷作用下立管触地段损伤管道极限内压承载力的数值分析

触地段(TDZ)为在役钢悬链线立管(SCR)的关键部位之一,由于环境侵蚀和载荷作用可能形成损伤缺陷。利用有限单元法建立管—土相互作用的三维有限元分析模型,并基于ABAQUS有限元软件数值分析了体积损伤位置因素及提升端位移载荷、环境外压等载荷因素对损伤管道极限内压承载力的影响。结果表明,当体积损伤分布于TDZ管道不同的环向位置和轴向位置时,其极限内压呈一定的变化规律;当管道所受提升端位移载荷增加时,管道的极限内压逐渐降低;而环境外压对管道的极限内压承载力影响较大,管道所受的环境外压越大,其极限内压承载力越高。     

空冷机组枝状排汽管道流量分配特性的模拟研究

建立了某电厂1000MW直接空冷机组枝状布置排汽管道上升管段的模型,运用流体力学分析软件Fluent对排汽管道内蒸汽流动情况进行模拟,研究管道在不同负荷下的流量分配和压损分布特性。用改变蒸汽分配管管径的方法,均衡各个支管流量,降低管道压力损失。模拟结果证明,汽轮机负荷对枝状布置的排汽管道支管间流量分配比例无明显影响,应用变化管径的方法可以平衡各支管中蒸汽流量的分配,减小排汽管道压损。     

DG 670 t/h煤粉锅炉防泄漏爆管技术研究与实践

分析了导致DG 670 t/h煤粉锅炉各部位频繁泄漏爆管的原因,提出并实施了多项综合治理技术措施:高温过热器、高温再热器进行管材升级;省煤器由光管改为高温钎焊镍基渗层螺旋肋片管,管排改为错列布置;低温过热器和低温再热器等受热面进行喷涂防护;调整燃烧和煤粉细度及对三次风反切改造,消除烟气温度偏差;对炉外小径管道管材升级和带压堵漏;在锅炉启停和事故处理过程中,控制负荷变化速度等.这些措施有效地解决了锅炉泄漏爆管问题,减少了非计划停机.     

低渗透油田机采井量化调参方法

合理流压已成为机采井参数调整的理论依据,但无论是调大还是调小参数,还仅仅是依靠经验,因此需要一种量化调参方法指导参数调整。根据低渗透油田油井流入动态关系式可以确定n值,求出系数A,绘制出相应的流入动态曲线。在合理流压下,低渗透油田油井产能可得到最有效发挥。在井底流压保持一定的条件下,井口产量为泵的理论排量与泵效的乘积。以合理流压为理论依据进行参数调整,最终要实现的是油井产能充分发挥,即井口产量等于油井最大井底流入产量。根据该方法2009年进行参数调整136井次,其中调大参数98井次,流压由7.9MPa下降到6.1MPa,日增液0.6t/d,日增油0.2t/d;调小参数38井次,流压由2.6MPa升至4.5MPa,日增液0.2t/d,日产油由1.4t/d稳定到1.5t/d。量化调参方法突破了靠经验进行参数调整的传统方法的局限,能够确保流压调整一次到位。     

设有“弧面型”导流板的保水堰数值模拟研究

保水堰是一种保水保压装置,包括上下游的有压箱涵及中间的保水堰堰井,作用是保证有压箱涵在任何情况下均处于有压状态,以避免气体进入有压箱涵。保水堰在大流量运行时堰室内常出现漩涡及高速主流发散等复杂流态阻碍保水堰过流。为抑制漩涡的产生并压缩主流,在保水堰过流时使用了“弧面型”导流板。导流板型式参数包括夹角α、β及导流板内径R。对不同工况下(α、β、R)有无导流元件的堰室水流进行数值模拟计算并进行对比,发现各参数中β为导流效果的主要影响因素,通过设置导流板可减小漩涡区边缘流速0.06 m/s,提高主流区集中度8.47%,并增大过流能力17.8%。该研究可为大型输水工程典型保水堰建筑物的输水能力提升提供思路,具有重要的实际工程意义。     

CaCO3分解机理的研究

在升温速率为5～30K/min的范围内利用热天平对平均粒径为13．4μm的CaCO3进行了分解过程的实验研究。应用等转化率法,在不假定机理(函数的情况下，得到了CaCO3分解的活化能随转化率的变化规律，并将转化率外推为零。得到了理论上新物相晶核形成时的活化能Eα→0=243．62kJ／mol。同时,对于N2气氛，不同升温速率下CaCO3的热分解，在假定CaCO3分解机理函数的情况下，得到了30种不同机理函数所对应的动力学参数。将升温速率外推为零，得到了理论上系统处于热平衡状态下的动力学参数Eβ→0与lnAβ-0.将Eβ→0与Eα→0相比较，确定了CaCO3分解的最可能机理是n=2／3的成核与生长过程。表4参6     

胜利油田博24区块水平井筛管外泥饼酸洗工艺应用

胜利油区博24区块水平井采用常规酸洗工艺时,存在成功率低、酸洗效果差的问题,主要表现为:①未考虑酸液与混油聚合物钻井液、污水以及地层的配伍性,酸洗效果差;②酸洗工艺中,未能对酸液使用量、注入与替出排量、反应时间等进行优化设计,致使酸液对近井地带的清洗效果欠佳;③酸洗泥饼时,一处的污染解除,酸液由此渗入地层,导致其余井段无法有效清除污染物。为此,开展酸液与聚合物钻井液、与过滤污水、与地层的配伍性室内实验,最终确定了酸液配方,完善了酸洗工艺,实施了多级控压泥饼清洗工艺,对酸洗程序与解堵液用量进行优化。对该区块6口水平井的现场应用表明,改进后的二次酸洗工艺可减小泥浆污染,恢复或提升油层渗流能力;多级控压、段塞顶替,增加下铣锥及通井刮管作业程序,可以提高水平井筛管外泥饼酸洗工艺成功率与应用效果。6口水平井平均日产油7.82t/d,平均日产液15.9t/d,改进后的酸洗施工成功率高达100%。     

内压和局部外荷载共同作用下管接头附近锅筒断面上的强度分析方法

随着锅炉容量的扩大、参数的提高，锅炉系统中用来与各元件相连接的管道将变得越来越大，形式越来越复杂，管道的温度也将会越来越高。由管道受热产生的热膨胀位移，使得系统中的有些受压元件，如汽包、集箱等不仅承受内压作用，而且还承受着局部外荷载作用。热膨胀位移引起的外荷载，包括推力、弯矩和剪力可通过专门的管道柔性分析求得，还可通过在管系中设置各种柔性元件，如弯管、弹性支吊、套管和柔性绅缩节等使其减少到某一小值，但这样做毕竟是费用昂贵且费时的事。另外，除了热膨胀位移外，其他因素也会在受压部件上引起局部外荷载，如角管锅炉和某些余热锅炉(HRSG)中直接用上升管和下降管支撑的锅筒支撑部位受到的局部径向集中外荷载等，这类局部外荷载是由锅筒本身自重引起的，反过来又作为支撑反力通过上升管或下降管的管接头作用到锅筒上。     

内螺纹管中超临界水的传热数值模拟

通过数值模拟研究了超临界水在半周加热内螺纹管中的流动传热过程。采用SST k-ω湍流模型求解流固耦合换热,在压力25 MPa、质量流速600 kg/(m2•s)、热流密度分别为280 kW/m2和470 kW/m2条件下研究了螺纹高度、螺距和螺纹形状等结构参数对超临界水传热的影响,比较了全周加热和半周加热条件下螺纹结构参数对传热的影响差异,揭示了螺纹结构参数变化引起的传热强化机理。结果表明：与全周加热相比,半周加热条件下螺纹结构参数增强了对加热侧换热性能的影响,削弱了对整体平均换热性能的影响,冷侧壁面温度主要受周向导热的影响,仅与热流密度有关,不同螺纹结构参数下冷侧温度分布几乎没有变化;当浮升力准则数Bo>10-5时,优化螺纹结构对改善超临界水换热性能的效果更突出,增大螺纹高度、减小螺距能够强化换热,矩形内螺纹管的换热性能优于梯形内螺纹管;旋流是内螺纹管中超临界水传热强化的主要因素,结构参数主要通过强化边界层30相似文献   

风力机叶片污染影响分析及抗污翼型设计探讨

通过分析翼型在固定转捩状态下的风洞实验数据,获得了污染对叶片各区域翼型气动性能的影响规律,即污染使叶尖区(0.6r/R≤1)、叶展中区(0.4r/R≤0.6)和近叶根区(0.2r/R≤0.4)翼型的升力系数减小、阻力系数增加、最大升力系数和最大升阻比减小,同时也导致叶根区(r/R≤0.2)翼型升力系数的复杂变化。污染发生在叶片前缘时对气动性能影响最大。风力机叶片在风场被污染后的实验数据表明,随着尘粒变大、污染面积增大,输出功率下降。另外,通过对叶尖区21%相对厚度翼型的几何参数进行设计,获得了抗污效果更好的新翼型。     

非常温原油透射光谱测量及光学物性影响分析

针对高温采油环境传统检测方法无法实现在线检测的问题,设计了恒温实验系统,利用傅里叶变换红外光谱仪IRTracer-100测量了不同温度下原油的透射光谱,基于双厚度法反演出原油的光学常数n和k与热辐射物性参数α和ρ,研究了不同温度对T、n、k、α和ρ的影响。结果表明:在400~4 000 cm^-1波段内,不同温度下原油透射光谱变化趋势相同,且存在726、1 382、1 471、2 849 cm^-1四个吸收峰。在吸收峰处,温度对原油的透射光谱(T)和光学参数影响显著;随着温度的升高,n逐渐减小,温度为70℃,频率为2 849 cm^-1时,n达到最小为1.34。k和α随温度变化规律一致,40℃时,k和α均达到最大,分别为1.65×10^-4和5.93×10²。ρ受温度影响波动较小,在1.42×10^-2~9.05×10^-2内变化。     

扇环腔静压支承油膜热油携带理论及仿真分析

为分析扇环腔静压支承油膜的发热机理,分别在不同转速及外载荷工况条件下对热油携带因子进行了理论计算和数值模拟仿真。结果得出:Q1-235型油垫的静压支承工作台角速度小于等于10 r/min时,任何载荷工况下都没有热油携带现象产生;当工作台转速大于60 r/min时,在承载范围0～32 t内均有热油携带现象产生。     

垂直上升管中采用光纤探针测量截面含气率的实验研究

采用快速关闭阀门法和光纤探针法对垂直上升管中截面含气率的测量进行了试验研究。在常温常压下，对不同管径和不同流量下的垂直上升管中的油气两相流，建立了平均截面含气率α和管道中心局部含气率αc之间的函数关系式；参考Bankoff变密度模型建立了指数分布模型；最后对局部含气率αr沿管径分布进行了研究。结果表明：在试验工况下，αr沿径向逐步减小，局部含气率的最大值出现在管道中心。     

汽油机燃油管道水击振动噪声分析

运用平面波理论分析了燃油管道水击振动产生的机理,计算了3缸机和4缸机不同压力和温度下水击波频率、共轨管声腔模态频率;利用有限元方法计算了燃油管总成声腔模态频率和振型、管道结构模态频率和振型;利用格子波尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)模拟分析了第1缸喷油器针阀关闭后共轨管内水击波压力...     

末级长叶片透平级气动性能的数值研究

采用数值求解RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和S-A湍流模型的方法研究了背压和进口流量对汽轮机低压缸末三级通流部分流场结构的影响,特别是对末级长叶片透平级气动性能的影响特性。结果表明:背压升高和进口流量降低导致末三级总总等熵效率降低;随着背压升高和进口流量降低,进口汽流角(攻角)增大,叶栅通道内出现涡流,出口汽流角增大,使得余速损失先减小后增大。在高背压和小质量流量工况下,动叶出口扩压段出现回流区,动静间隙顶部出现环形涡流。指出了末级出口相对容积流量可以作为判定背压和流量变化引起末级长叶片和低压缸通流变工况特性变化的气动参数。     

夹套式文氏管喷水减温器设计计算中几个问题的分析和讨论

主要针对当前夹套式文氏管喷水减温器设计计算，就文氏管的喉口过渡形式、沿环形通道的静压分布计算方法、环形通道尾部存在漏流区、内衬混合管出口存在涡流区及内衬混合管（又称保护套管）的压瘪等问题进行了分析讨论。其中针对夹套式文氏管喷水减温器环形通道压分布计算方法的分析，是对《电站锅炉水动力计算方法》关于静压分布计算方法所提出的修改意见。图３参８     

扩压管的成型及压模计算

分析了扩压管的热压成形机理和毛坯的受力分析。提出了扩压管压模设计的一般方法。     

1025t/h直流锅炉水冷壁应力特性理论研究

介绍了1025t／h亚临界直流锅炉水冷壁应力特性的理论研究。作者分别计算了水冷壁管的内压应力、外载应力和温差应力，并作了数量上的比较，然后用强度理论校核了锅炉上、中、下3个辐射区的应力工况，结果表明：仅由内压和外载引起的应力远小于材料许用值，但因水冷壁存在管间温差和向背温差，由此引起的应力叠加可能导致某些管子的应力水平较高，接近甚至超过材料的许可应力，存在着爆管泄漏的危险．     

堆芯熔融下反应堆压力容器结构失效模式探讨

利用有限元方法分析了堆芯熔融严重事故下反应堆压力容器(RPV)器壁的应力分布,探讨了RPV结构的失效模式,提出了RPV结构分层失效模型,可将RPV沿壁厚由内到外分为5个层面,即熔化区、高温蠕变主导区、压缩塑性主导区、弹性区和拉伸塑性区.分析了RPV塑性失效和高温蠕变失效的影响因素,并给出了塑性失效和高温蠕变失效的载荷条件.结果表明:内压是塑性失效的主要影响因素,随着内压增大,RPV壁内弹性层会逐渐减小,弹性层消失时对应的内压即为塑性失效的载荷条件;在蠕变条件下,当内压达到一定值后,截面塑性区、蠕变应变和塑性应变迅速增大,RPV达到极限状态,此时的内压即为高温蠕变失效的载荷条件.