基于ANSYS的隧道内输气管道应力分析

隧道内的弯管处通常是应力集中的地方,使得管道处于危险甚至失效状态。为了研究隧道内弯管在不同情况下的受力,利用有限元分析软件ANSYS建立弯管的有限元模型,明确了隧道内垂直L型和Z型弯管的应力分布情况和应力集中点。研究结果表明:在试压和运行状态下,弯头处所受的应力最大,管道内压是引起管道应力的主要因素。隧道内管道最大应力随管道半径的增大而逐渐增大,呈近似线性关系。不同形状的弯管结构分布会对弯管的应力分布产生影响。L型弯管的最大应力随两臂长的增加先增大后减小,Z型弯管的最大应力随相互平行的两弯管的增大而逐渐增大。     

中空纤维膜渗透汽化过程中Dean涡强化传质的CFD模拟

建立了一个三维的弯管式中空纤维膜渗透汽化传质CFD模型,研究Dean涡对渗透汽化过程传质的影响,描述了膜内侧的浓度和速率变化情况,该模型与Leveque传质关联式具有良好的一致性。研究结果显示：弯管膜中Dean涡的存在能降低边界层传质阻力,总传质系数比直管膜提高了4倍;在不同的入口速率和浓度条件下,弯管膜内侧的壁面剪应力均大于直管膜。在膜阻力远小于边界层阻力的情况下,入口速率0.275 m·s^-1,水浓度10%（质量）时,弯管膜的渗透通量为12636 g·m^-2·h^-1,是直管膜的5倍。可见,弯管式中空纤维膜在渗透汽化过程中具有显著的强化传质效果。     

中空纤维膜渗透汽化过程中Dean涡强化传质的CFD模拟

建立了一个三维的弯管式中空纤维膜渗透汽化传质CFD模型,研究Dean涡对渗透汽化过程传质的影响,描述了膜内侧的浓度和速率变化情况,该模型与Leveque传质关联式具有良好的一致性。研究结果显示:弯管膜中Dean涡的存在能降低边界层传质阻力,总传质系数比直管膜提高了4倍;在不同的入口速率和浓度条件下,弯管膜内侧的壁面剪应力均大于直管膜。在膜阻力远小于边界层阻力的情况下,入口速率0.275 m·s~(-1),水浓度10%(质量)时,弯管膜的渗透通量为12636 g·m~(-2)·h~(-1),是直管膜的5倍。可见,弯管式中空纤维膜在渗透汽化过程中具有显著的强化传质效果。     

二次流实现流体混沌混合的数值研究

在加权残余法与谱方法相结合的基础上,分析了扭转弯管中的二次层流,并说明了在某些情况下将诱发混沌现象.根据二次流的动力学特性,建立了扭管不同截面之间的非线性映射关系,用数值方法研究了流体微团在该映射下的混合特性,并进行了实验研究.结果表明,利用不同的单元弯管的组合与连续扭转,可以实现流体在层流状态下的高效无切割混合.     

气力输送系统中弯管磨损分析及应对措施

在气力输送系统中,设置弯管的主要作用是改变输送物料的运动方向,可为气力输送路径布置提供极大的灵活性。但也导致系统压力降增加,弯管磨损,以及物料破碎率增加。从物料在弯管内运动形式的角度,分析了影响弯管磨损的因素。从弯管设计的角度,提出了避免或减少弯管磨损的措施。     

周向缺陷位置对弯管承载能力的影响

以弯管为研究对象,采用有限元法对弯管中间横截面应力分布规律和塑性极限载荷进行研究,给出了弯管在内压和弯矩载荷下的应力分布情况,指出了弯矩载荷下弯管中间截面最大轴向应力点位置和计算公式,分析了中间截面上不同位置周向裂纹缺陷对弯管塑性极限弯矩载荷的影响。结果表明,对于弯曲半径比较小,径厚比较大的弯管应将周向裂纹缺陷定位在最大轴向应力点确定弯管弯矩承载能力,为进一步研究弯管塑性极限弯矩,完善弯管失效评定奠定基础。     

浅析复合弯管监造中的一些问题及措施

随着复合弯管在石油管线中广泛地使用,复合弯管的监造工作也得到了各方面的重视,但同时也暴露出复合弯管在生产中的一些问题。本文针对复合弯管监造中出现的问题,浅析了出现这些问题的原因以及一些解决措施,旨在总结自己以前的工作和指导以后复合弯管的监造工作。     

含点蚀缺陷燃气弯管塑性极限载荷分析

通过改变弯管的外径D。外内径比K、弯曲半径与内径比,及点蚀深度日等参数,建立了任意形状尺寸含点蚀缺陷弯管的有限元模型;利用宏文件和缩写功能将弯管的前处理、边界条件和后处理过程做成不同的模块程序,在工具条上生成按钮进行弯管模决程序的调用,实现了弯管分析流程的过程控制。在此基础上,研究了不同参数对弯管塑性极限载荷的影响。     

气力输送中影响弯管磨损的因素及预防措施

概述了气力输送中弯管磨损的机理,详细阐述了气力输送过程中物料的物性、输送气速、料气比、弯管的结构及形状等影响弯管磨损的主要因素对气力输送过程中对弯管磨损的影响,并从弯管材料和结构两方面论述了减少弯管磨损的预防措施.     

气力输送中弯管压力降的研究

讨论了气力输送中弯管的压力损失,详细阐述了输送过程中各种参数,如输送气速、料气比和弯管弯曲半径、弯管结构及形状对气力输送压降和输送能力的影响,指出不同的物料在弯管结构选择上也应不同。     

某油建公司L360NB弯管力学性能异常原因分析

某油建公司容器厂煨弯的L360NB弯管力学性能检验发现多个弯管力学性能异常,与母材相比强度几乎升高一倍,冲击韧性大幅下降,且每个弯管各部位性能差别巨大.文中测试了弯管不同部位的力学性能,观察了微观组织并测试了显微硬度,对弯管力学性能异常的原因进行了分析.结果表明:弯管部分试件强度过高是因为其组织是硬脆的马氏体;弯管过程...     

90°圆截面弯管内稠油流动特性分析

采用计算流体力学三维层流模型模拟,研究了温度50~75℃、雷诺数Re=300~800、弯管内径D=50.7~131.7 mm、弯径比B=0.75~3.0条件下稠油在90°弯管内的阻力特性,分析了弯管局域阻力系数波动的机理。结果表明,随温度升高、入口雷诺数下降、弯管直径增加,局域阻力系数提高;在弯管0~15°范围内阻力下降,原因是弯管内形成双纵向涡,75°到弯管后0.5D范围内阻力下降,原因是弯管内形成4个纵向涡;弯管的弯径比对局域流动阻力影响很大,B=0.75时相邻截面最大落差达B=3.0时的28.35倍,但管道进出口阻力仅为1.68倍,原因是弯径比B≤1.0时,弯管后1.0D范围内侧形成了局域低压区,对应位置出现流向涡旋,同时弯管后0.5D截面稠油剪切速率达到峰值。     

输送速度对气力输送管道弯管磨损的影响

通过弯管磨损试验，建立了磨损率与输送速度之间的函数关系；验证了输送速度对弯管工作寿命和输送量的影响；介绍了弯管内磨损分布情况。依据侵蚀深度和弯管工作寿命结果，推出了弯管磨损速度与输送速度之间函数关系。     

弯管气力输送炭黑的数值模拟与分析研究

建立炭黑浓相气力输送的数学模型,对炭黑在弯管中的流动状态进行数值模拟分析。结果表明,炭黑颗粒在弯管中的流动状态不稳定,应尽量减少弯管数量,且两个弯管的距离不宜太短;弯管最易磨损,弯管30°～60°外壁面处的压力最大,磨损也最大,可在弯管的易磨损部位附加可更换衬板来延长弯管的使用寿命;炭黑在弯管中的输送压降与弯径比（R/D）有关,当R/D=5时输送压降最小,最有利于炭黑的稳定输送和节能输送。     

微型弯管中双重乳液流体动力学特性的可视化实验研究

设计并搭建了双重乳液液滴在微型弯管中流动的可视化实验装置,动态观测了双重乳液液滴在微型弯管中的界面演化过程,研究了不同弯管角度和外液相流量对双重乳液液滴变形程度的影响,分析了双重乳液在弯管中的流型演化规律。研究结果表明:弯管角度越大,液滴受到的离心力就越大,双重乳液液滴的变形程度就相应增加;随着外流体流量的增大,液滴所受到的剪切力和离心力就增大,从而加剧了液滴的变形程度。     

海底管道弯管冲蚀实验

海底管道冲蚀损伤会增加海底管道运行风险,严重威胁海上油气田的高效稳定运行,而弯管冲蚀实验研究对海底管道冲蚀评估有重要意义。文章自行设计搭建管道冲蚀实验系统并研究了弯管不同位置处的冲蚀,发现颗粒经过弯管时,其运动对流体的跟随性较好。弯管外拱入射颗粒受弯管内二次流的影响,在进入弯管后向内拱偏移,并最终撞击在弯管出口内拱附近。弯管外拱中下部的冲蚀微观形貌为颗粒小角度倾斜划擦撞击壁面导致的倾斜向上的重叠划痕,而弯管出口内拱附近的冲蚀微观形貌为颗粒大角度撞击壁面导致的短而深的冲击坑点。研究所得结论对海底管道系统设计和安全评估具有指导作用。     

气力输送中影响弯管磨损的因素及解决办法

概述了气力输送中弯管磨损的机理,详细阐述了气力输送过程中影响弯管磨损的因素,如物料的物性,输送气速,料气比,弯管的结构及形状等主要因素对气力输送过程中弯管磨损的影响.并从弯管材料和结构两方面论述了减少弯管磨损的预防办法,并建议用短半径和一端不通T型弯头代替长半径弯头.     

进口弯管角度对双吸循环水离心泵水力特性的影响研究

通过实验方法对比分析不同进口角度弯管工况下离心泵的水力性能和压力脉动特性.实验结果表明:弯管入流会对离心泵的扬程和效率产生明显的不利影响,尤其是在额定工况下,30°弯管时分别下降了3.29％和1.54％;60°弯管时则分别下降了5.14％和3.02％.随着弯管角度增大,离心泵进口管和蜗壳测点的压力脉动幅值均明显增加,吸...     

在气力输送弯管中炭黑的输送特性分析

研究炭黑(固相颗粒)在气力输送通过弯管时,弯径比(δ)对输送弯管内压力损失和固相颗粒运动速度以及弯管内壁磨损的影响。当δ小于5时,随着δ的增大,输送弯管内压力损失减小和固相颗粒运动速度增大,弯管内壁磨损程度降低;当δ增大到5后,输送弯管内压力损失和固相颗粒运动速度以及弯管内壁磨损速率变化放缓。设计炭黑气力输送弯管时,δ在5～7范围内既可以使输送弯管内壁磨损程度和输送能耗降低,又可满足输送管道布局和工艺要求。     

中浓度气力输送弯管压力降数值模拟研究

对于中等浓度气力输送90°弯管内的气固流动状态进行数值模拟研究,并对水平转垂直、垂直转水平,不同弯径比(R/D=1.5~6.0)的90°弯管,均匀和非均匀粉体颗粒流过弯管的压力降Δp进行了模拟计算。结果表明,在同一气体流速下,不同R/D的弯管的Δp变化显著;存在一个使Δp最小的R/D值。在模拟的条件范围内,弯管内粉体颗粒的速度分布随R/D变化。并讨论了不同R/D的粉体颗粒流动对弯管压力降及管壁磨损的影响。在同样操作条件下,对煤粉输送进行了弯管压力降数据模拟,其模拟计算结果与周建刚等人的试验结果吻合良好。