压力管道典型结构的流固耦合数值仿真

针对管道内流体不稳定流动诱发的工业管道振动问题,通过工业管道系统振动源分析,从输送流体的特性出发,对特定的管路系统振动传递特性的分析方法进行研究,利用数值分析手段对管路系统振动特性进行振动仿真和预测。使用ADINA软件对T字型管道结构的振动特性进行了流固耦合数值模拟,得到了该管道结构的振动特性参数,为压力管道的流固耦合数值计算及振动特性预测提供参考。     

管道流体双向流固耦合的动力学模拟分析

新疆某石化公司的10-K-302C离心式甲烷制冷压缩机自2009年9月开机以来,润滑油管线振动位移一直较大。为了分析润滑油是否是造成管道振动的因素,采用Ansys Workbench有限元软件模拟了管道内润滑油耦合前后的动力特性,分析了润滑油在耦合前后的压力、速度变化情况,得到流体速度在弯管处变化过大产生了较大的冲量对管道位移过大有着重要影响。     

非稳定流体与U形管路耦合振动特性研究

针对采油用管道内流体引发管道振动问题,研究了U形管路在内流作用下的振动特性,利用非线性耦合方法分析非稳定流体与管道相互耦合规律.流固耦合模态结果与前人计算结果相近,验证了数据的可靠性.模拟结果发现,在周期性脉动流体的作用下,管道最大应力及位移振动呈周期性变化;流体频率与管道基频相近时,管道位移振动频谱既有流体诱发的高频又有较低的管路基频.流体速度增加,管道位移增加,管道最大应力增加,管道基频减小.另外,发现脉动流体频率增加,管路基频增加.     

往复式压缩机管路振动与疲劳分析及减振方案研究

运用管路气柱分析软件Bently PLUS对某往复式压缩机管路系统的气柱进行声学模拟,应用管路应力分析软件CAESARII对管路进行静态分析和疲劳应力分析。研究发现,该管路系统不满足管道振动和疲劳强度要求,为此,用支架或缓冲罐等对其进行减振,分析后发现管路支架可以改变管系的固有频率、减小振动位移和降低动态疲劳应力;而添加缓冲罐可以改变管路气柱的模态,使管路气柱共振频率避开激振的共振频率范围,从而有效减小压力脉动,降低管路振动水平。     

水锤激励下的管道流固耦合振动模态分析

管道内液体流动参数随时间变化引起的管道振动,会导致管道共振、连接失效或断裂,对管路系统的稳定和安全运行产生巨大的危害.本文基于泊松流固耦合原理,建立流体动力学模型和管道运动模型,进行流固耦合受力分析和模态分析,研究了有无流固耦合存在时,输流管道振动模态的变化,以及入口速度、压强和壁厚对管道固有频率和阵型的影响.结果显示...     

压力管道弯头流固耦合及热力学数值模拟研究

压力管道系统中存在流体和结构之间的耦合。对压力管道的流固耦合现象进行分析,建立了流固耦合的有限元数学模型,运用有限元软件ansys模拟流体介质通过管道弯头,对压力管道弯头在不同约束条件下的流固耦合现象进行了数值模拟计算,并进行了压力,温度,流线型分析等。计算结果表明流固耦合作用对压力管道系统的运行有重大影响,验证了压力管道考虑流体介质、速度、压力的影响,并为特种设备的制造提供了设计方向和重点检验方向。     

输油悬跨管道流致振动数值模拟研究

基于声学流体的流固耦合及振动理论,对水流冲击下悬跨输油管道进行数值模拟,流场部分采用有限元体积法求解N-S方程,结构域采用有限单元法离散方程进行耦合面的数据传递。在此基础上计算对比了干、湿模态下悬跨管道的振动情况,分析了影响水下管道自振频率的因素及其发生涡激振动的响应规律。结果表明:管道自振频率受管径和悬跨长度影响较大;干模态下的自振频率为湿模态下的两倍左右,湿模态时自振频率与旋涡脱落频率更接近,必须考虑内外流体对管道自振频率的影响,避免共振的发生。     

化工管路系统水击振动特性频域研究

运用分布参数法在频域内研究刚性约束化工管路的水击响应。在频域内建立阀后刚性管道系统的水击振动动力学传输方程;推导出管路系统的传输压力比幅值特征方程,获得不同边界条件下管路的水击振动响应规律;并从谐振管长、激振源阻抗和负载阻抗方面对管路的谐振与管路振动响应进行了分析,当负载阻抗和管路特征阻抗匹配时,其压力比幅值最小。     

船舶凝水调节管道新型节流孔板设计研究

船用凝水管道上节流孔板设计不合理,易导致孔板下游流体发生汽蚀,并促使流体高速冲击管道,进而诱发管道剧烈振动和冲刷腐蚀失效,极大影响了船用凝水管道的安全性和稳定性。基于多孔消声器减振降噪机理,提出了具有"防止孔板汽蚀,减缓管路冲刷"功能的新型斜孔对冲式节流孔板,引入伯努利方程和阻塞压差计算方法,进行节流孔板孔径、级数和厚度的校核计算,得到适用于凝水调节管道的两级斜孔式节流孔板,并利用数值模拟手段对理论设计的单级和二级斜孔式孔板节流特性进行分析,计算结果表明单级节流孔板下游局部流域诱发大尺度涡流和汽蚀现象,易导致凝水管路振动;二级节流孔板不仅可以规避孔板诱发汽蚀,还能实现流体对冲射流效应,促使冲击能量相互抵消,减缓流体对管路的冲刷,数值模拟结果与理论设计数据基本吻合。因此该计算方法可为船舶凝水系统管道节流孔板结构设计提供一定理论支撑。     

管道内瞬态流动的计算和测量研究

泵和压缩机广泛用于电力、石油、化工、钢铁和冶金等行业。管道内的瞬态流动是管道振动的重要原因,强烈的管道振动不仅会产生噪声,甚至危及泵和压缩机的安全运转。所以准确的模拟和测量管路中的瞬态流动已成为管道系统可靠性研究的一个重要课题。本文首先以平面波动理论为基础,借助有限元方法中结构离散化的思想,建立了压缩机管路瞬态流动的模拟模型,并利用Fortran语言编写了计算程序,获得管路任意位置压力脉动幅值及波形。搭建了往复压缩机管道系统气流脉动试验台,并对管道系统各个位置压力脉动幅值及波形进行了测量。     

石油化工泵房管道系统振动检测分析

针对石油化工泵房管道系统的振动情况,借助ANSYS软件模拟计算得到管系的前10阶固有频率。再采用DASPV10智能数据采集和信号处理系统测试测点的振动加速度信号,通过计算机分析得出相应的管道振动时域波谱图和频谱图。与ANSYS软件计算的管系固有频率相比较分析,找出振动原因。     

润滑管道内油气两相流压力脉动特性分析

润滑油在工作过程中经常会由于自身溶解或外部进入空气而产生气泡,影响其润滑特性。因此,研究润滑系统中的气液两相流动特性具有重要意义。为了解含气润滑油在流动过程中的压力脉动特性,本文采用 ANSYS_CFX对一润滑管道实验装置内油气两相流动进行数值模拟,将不同工况下的压力计算结果与实验数据作对比,验证了数值计算方法的合理性,然后分析了管道不同位置的压力脉动以及流量对压力脉动的影响。计算结果表明,流动开始,油与空气的分界面受到扰动使得空气逐渐进入油中,形成油气两相流;沿着流动方向,管道截面上的平均压力的脉动振幅先增大后减小,最大值位于紧邻泵出口的监测面;两相流动中气泡受泵的搅拌作用破碎形成连续且均匀的小气泡,使出口管道内流动所受冲击更小,压力脉动相对较小;随着流量增加,压力脉动的周期减小,振幅增大。     

大开孔焊制异径三通的极限载荷

采用理想弹塑性有限元法,借助ANSYS对承受内压的大开孔焊制异径三通的极限载荷进行了模拟计算,并运用零曲率准则、双切线交点准则及两倍弹性斜率准则求取结构的极限压力.此外,还计算了主管和支管在不同厚度下的极限内压,对大开孔异径三通的设计计算提供参考.     

Impact of lubricating oil on particulates formed during combustion of diesel fuel—a shock tube study

The advent of more stringent standards to reduce particulate emissions has increased the need to control the contribution that consumption of lubricating oil in engines makes toward particle emissions. Although many studies have been done in this area, the main mechanism by which lubricating oil contributes to particle formation is not well understood. In this study, the impact of lubricating oil on particle emissions from diesel fuel combustion was investigated. Combustion of D-2 diesel fuel with two concentrations of Pennzoil 10W40 motor oil (0.5 and 2 wt%) was studied over a temperature range of 1200-2300 °C at pressures of 5, 14 and 24 atm. All experiments were conducted in a modified single pulse reflected shock tube. The fuel and lubricating oil mixtures were injected using a high pressure fuel injector. The addition of lubricating oil led to higher particulate yields at higher combustion pressures. The increase was more evident with higher lubricating oil concentrations. However, at lower pressures, neither concentrations of lubricating oil had any impact on particulate yield. The results agree with previous studies where an increase in particulate yield was observed with an increase in lubricating oil consumption and pressure. The results observed confirm the hypothesis that lubricating oil present in the combustion chamber during the combustion process could contribute to particle emissions.     

液压润滑管道系统开车前的清洗技术

液压润滑管道系统开车前必须进行化学清洗,需建立完善的清洗工艺,选择效果优良的清洗剂,并进行循环油冲洗,以达到所需的清洁度。     

输油弯管泄漏数值模拟

我国现有输油管道经过多年冲刷及内外腐蚀后,存在一定的安全隐患,对管道的安全运行构成了严重危害.利用CFD仿真软件,依据有限容积法,采用多相流VOF模型对不同输送条件及泄漏孔径对泄漏后管内压强分布进行了模拟.研究表明:当泄漏孔径相同时,随着输送速度的增加,管内压强整体增大,泄漏口下游存在增大的高压区;当输送速度相同时,泄...     

Factors Governing Friction Losses in Self‐lubricated Transport of Bitumen Froth: 1. Water Release

Syncrude Canada Ltd. transports bitumen froth, a viscous intermediate product of the oil sand extraction process, 35 km via pipeline. Pipeline transport is feasible because some of the water that occurs naturally in the froth forms a thin lubricating layer around a bitumen‐rich core, thereby greatly reducing friction losses and transportation costs. In this paper, the effect of froth composition (namely, water content) on the formation of the lubricating layer is reported. Tests were conducted with a 25 mm diameter pipe loop and a concentric cylinder froth rheometer. Measurements of pressure gradient and water holdup (free water fraction), along with visual observations, showed that froth containing a lower total water content yielded less free water to the lubricating layer. In the froth rheometer, the conditions for which stable, self‐lubricated flow could be maintained were comparable to those required to maintain self‐lubricated flow in the 25 mm pipe loop.     

Numerical simulation of particle motion in vibrated fluidized bed

The particle motion in vibrated fluidized bed was examined by using numerical simulation. A two-dimensional fluidized bed was used, and discrete element method (DEM) was used as for calculating the particle motion in vibrated fluidized bed. Geldart group B particle, which is regarded to have no effect of agglomerate, was used as the fluidizing particle. The vibration directions (vertical and horizontal) and vibration parameters (frequency and amplitude of vibration) were changed.In the case with vertical vibration, large bubbles caused by vibration gap (defined as the gap between particle bed and wall caused by vibration) appear in bed. When the vibration strength is high and the vibration frequency is low, it is difficult to fludize the particle bed in the case with horizontal vibration because the vibration gap acts like the channel. When the vibration frequency increases at the same vibration strength, the effect of vibration on the particle motion becomes small. The effect of vibration on the pressure loss in particle bed is large in the case with horizontal vibration.     

往复式压缩机管道的振动分析及防振设计

对往复式压缩机管道振动原因分析可知,活塞在汽缸中进行周期性的往复运动,所引起的压力脉动是管道产生振动的主要原因。管道振动的第二个原因是管道系统的固有频率与机器的激振频率相等时,管道发生机械共振。根据API618规定,确定采用何种分析方法,提出在工程设计中应采取的合理防振措施。通过减振实例解决往复式压缩机管道的振动问题。