冷却塔定向爆破拆除及爆破效果有限元数值模拟

介绍了3000m2冷却塔的爆破拆除实例,采用动力有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了冷却塔爆破拆除三维有限元模型,对爆破倒塌效果进行了模拟.模拟结果与真实情形在倾倒过程与倒塌效果方面有很大相似性.冷却塔结构上窄下宽,重心较低,失稳后重心不容易移出,但由于本身体积和重量都比较大,而塔壁较薄,爆破缺口形成后发生塑...     

下沉式冷却塔对周边环境影响的模拟分析

本文通过采用k-ε双方程紊流模型对某城市下沉式冷却塔运行时的压力场、速度场和温度场进行模拟，对下沉式冷却塔运行时对周边环境的影响进行了定量分析和评价，对同类型工程具有借鉴意义。     

冷却塔爆破拆除的数值模拟研究

利用动力有限元软件Ansys/ls-dyna建立有限元模型模拟了某冷却塔爆破拆除的倒塌过程,取得了与实际爆破效果较为一致的结果。在此基础上,对此冷却塔模型在另外3种爆破切口下的倒塌效果进行了模拟,对比分析了爆破切口对冷却塔的倒塌过程、触地震动效应及爆堆面积的影响。     

复杂环境下冷却塔倒塌过程的计算机模拟

在工业企业废弃建筑物的拆除过程中,科学合理的爆破设计方案能保证建筑物按指定方向倒塌并保证周围建筑物的安全。采用ANSYS/LS-DYNA程序对河曲县发电厂冷却塔爆破拆除进行了倒塌过程的模拟。冷却塔采用SOLIDl64单元*MAT_BRITTLE_DAMAGE材料建立了钢筋混凝土整体式有限元模型,用*MAT_ADD_EROSION关键字控制爆破缺口的形成和材料的失效,爆破缺口形成过程由"时间"开关控制。模拟了冷却塔的爆破拆除倒塌过程、倒塌触地后与周围建筑物的距离及倒塌过程中的筒体应力分布等,并与实际爆破效果做了比较,证明计算机模拟是准确的。     

双曲薄壳冷却塔气弹模型的等效梁格方法和实验研究

双曲薄壳冷却塔振型复杂、群塔干扰及风振效应突出,风洞试验中常采用连续介质薄壳材料模拟冷却塔气弹模型缩尺刚度.鉴于该方法气弹模型设计和加工的特点,在实际工程应用中存在多方面不足.针对存在的问题,提出了双曲薄壳冷却塔气弹模型等效梁格设计方法,推导了梁格法冷却塔气弹模型缩尺刚度计算公式,建议了冷却塔缩尺模型模拟原型结构高雷诺数条件下表面绕流Reynolds数和Strouhal数效应修正和验证办法.设计加工1:200比例等效梁格冷却塔气弹模型,在同济大学TJ-3风洞中.进行了冷却塔单塔测振风洞试验,在模型频率、振型、气动力参数模拟,风振系数分布和试验易操作性方面均取得良好的较果,较好地避免了传统连续介质模型设计方.法的不足.     

大型冷却塔风荷载的数值模拟研究

针对单体和双塔情况下冷却塔的风荷载进行CFD数值模拟计算,获得冷却塔表面的压力系数。单个冷却塔CFD模拟的结果与规范数据比较接近,说明CFD方法的准确性,同时也发现一些偏差,并对偏差产生的原因进行分析。研究了因雷诺数不同而导致的单塔缩尺效应,发现实尺和缩尺模型的计算结果在最大正压和平台区有差别。分析双塔之间的干扰作用,针对不同风向角可分为尾流直接作用、尾流和临近干扰共同作用、临近干扰作用三个区域。     

冷却塔布置及热工性能模拟

论述了冷却塔设备布置的原则与基本要求,同时利用软件模拟研究和分析了受限条件下冷却塔的热工表现.     

冷却塔在高卸荷槽切口下爆破拆除振动数值分析

为了研究复合切口高卸荷槽对冷却塔倒塌触地振动的影响,运用动力学原理,采用ANSYS整体式建立冷却塔复合切口高卸荷槽和常规切口两种有限元模型,利用LS-DYNA对两种有限元模型进行数值求解,得到了冷却塔爆破拆除动态倒塌过程和地面质点塌落振动规律。结果分析表明:复合切口高卸荷槽能够有效减小塌落振动、改变冷却塔倒塌状态和缩短倒塌时间。数值模拟结果与实测结果相吻合。     

切口角度对冷却塔爆破拆除影响研究

切口角度大小对冷却塔爆破拆除倒塌效果具有极其重要的影响,为了研究切口角度对冷却塔的拆除爆破影响,利用Ansys/Ls-dyna建立共节点分离式模型,对冷却塔的倒塌过程进行了简要分析。改变切口角度,对比不同切口角度下的模拟结果,结果表明:由于冷却塔结构的特殊性,其产生的下坐振动包括切口闭合产生的振动和环梁触地振动,且下坐振动大于塌落振动;切口角度为200°时,冷却塔倾倒较快,产生的塌落振动较大;切口角度为240°时,倒塌过程中的倒塌方向偏移较大,产生的下坐振动较大。     

密闭式冷却塔冷却过程的换热分析与计算机仿真

对密闭式冷却塔冷却过程的热质交换原理进行分析，建立稳态换热模型，并根据解析求解结果编制稳态换热仿真程序，利用该程序对密闭式冷却塔内部流体温度和焓值分布进行模拟计算，将塔内流体的出口参数的理论计算结果与实测数据进行比较，结果证明该模型和解析表达式在工程精度要求范围内是可靠的。     

毛细管网在闭式冷却塔中的应用分析

为解决闭式冷却塔在冬天停机时排水不尽易冻裂和遇腐蚀性工质易损坏的问题,将工程塑料毛细管网技术引入闭式冷却塔。根据理论计算设计了毛细管网闭式冷却塔,并且进行了实物模块的性能试验。研究表明：在单台塔体大小相同的条件下,两台毛细管网闭式冷却塔能够达到一台常规管径紫铜管闭式冷却塔的散热能力,且换热器部分的成本相差无几,由于毛细管网闭式冷却塔具有防腐、抗冻、阻垢、降噪的优势,所以具有良好的技术经济性。     

超大型冷却塔风致倒塌全过程数值仿真与受力性能分析

历史上强风作用下大型冷却塔风毁事件多次发生,现有研究关注的重点大多为风致塔筒局部强度超限或失稳破坏,均忽略了由局部损坏引发的整体连续倒塌破坏的后续现象,且难以揭示大型冷却塔风致倒塌过程及作用机制。鉴于此,基于计算流体动力学(CFD)与显式动力分析算法(LS-DYNA)技术提出了大型冷却塔风致倒塌全过程数值仿真模拟方法,并以山西潞安电厂世界最高220 m超大型冷却塔为例,建立了考虑材料非线性塔筒-支柱三维有限元模型,并分析了结构动力特性;基于显示动力时程分析方法,加载基于CFD获得的塔筒三维平均风压进行拟动力分析,数值再现了超大型冷却塔风致倒塌全过程;研究了塔筒应力分布变化规律与倒塌全过程的扭曲变形姿态等特征,提炼出冷却塔风致倒塌的受力特点与作用机制,并讨论了单元失效参数的影响。结果验证了该文数值方法可以有效模拟超大型冷却塔风致倒塌全过程;其倒塌过程始于塔筒喉部迎风面大变形,并在两侧30°范围内呈现褶皱现象,最终因变形不协调而相互牵扯垮塌。研究表明,强风致超大型冷却塔倒塌受力机制可划分为弯拱机制与悬绞线机制,材料模型的单元失效参数对于超大型冷却塔风致倒塌的影响不可忽略。     

广州地区冷却塔选型的全工况不保证小时数的研究

在统计广州地区湿球温度数据的基础上，结合实际的冷却塔数学模型，求得空调运行期全工况下的冷却塔入口空气湿球温度偏离额定工况运行的不保证小时数，并编写了相应的软件界面，为设计人员在选择冷却塔时提供了合理的参考依据。     

数值模拟在冷却塔爆破拆除中的应用

针对目前双曲线冷却塔爆破拆除数值模拟中往往采用整体式模型的实际情况,为了更加真实的反映出钢筋混凝土在拆除爆破过程中的力学特性,基于ANSYS/LS—DYNA建立了分离式共节点模型,并结合工程实例进行对比分析。结果表明,利用分离式共节点模型能准确反映出冷却塔倒塌过程中变形扭曲—扭转撕裂—自由塌落的运动过程,模拟的结果与实际的爆破过程极为相似。因此可认为,利用分离式共节点模型可对爆破拆除方案进行预演从而为方案的优化提供参考和借鉴。     

考虑风热耦合作用特大型冷却塔内吸力及流场作用机理研究

已有关于冷却塔内吸力取值的研究均忽略了周边散热器产生的热源影响,以国内在建世界最高220 m特大型间接空冷塔为对象,基于计算流体动力学方法对风热耦合作用下的塔筒内部流场进行数值模拟。在此基础上,对比分析了考虑风热耦合效应特大型冷却塔内表面风荷载的三维效应,归纳总结了内压系数沿子午向和环向的分布规律,探讨了考虑温度场后塔内流场特性、压力系数、阻力系数及风阻的差异及产生原因,最后给出了风热耦合作用下特大型冷却塔内吸力的取值建议。结果表明:考虑风热耦合作用后冷却塔内压系数取值增大,同时阻力系数取值及进出风口压差增大。研究建议此类特大型冷却塔在真实风热耦合环境下内压系数取为-0.43。     

超大型冷却塔风致干扰效应试验研究

设计加工了1:200缩尺比某超大型冷却塔气弹模型和刚体测压模型,对不同塔距双塔组合、四类典型工程场地单塔风振响应进行气弹模型测振风洞试验,比较了双塔塔距、来流方向角和流场条件对于冷却塔塔筒风振系数的影响;结合东南沿海某工程场地冷却塔群塔及周边建筑物组合形式,采用刚体模型测压试验和气弹模型测振试验比较了复杂场地条件多塔比例系数和风振系数,表明工程场地中与冷却塔同等尺寸其他建筑作为施扰物的重要影响。上述试验结论与我国冷却塔荷载规范进行了详细对比,指出现行规范在适用新建超大型冷却塔工程需要改进的方面。     

环境激励下冷却塔结构模态测试与阻尼比特性研究

现行冷却塔结构阻尼比均借鉴荷载规范中钢筋混凝土的5%取值,考虑到冷却塔结构自身构型和材料属性,在理论上其真实阻尼比应小于规范值;阻尼比作为风与地震动力分析的重要输入参数,其取值大小将直接影响冷却塔抗风及抗震安全性,然而,现阶段国内外均缺乏大型冷却塔的现场实测和阻尼比取值研究。选取国内8座典型塔高和塔型的冷却塔进行现场测试,获取了环境激励下塔筒典型部位的加速度响应振动信号。首先采用随机减量法和自然激励技术对实测信号进行预处理,然后结合ARMA,ITD和STD三种模态识别方法获得冷却塔前10阶结构自振频率和阻尼比,并将实测值与有限元结果进行对比和误差分析,再借鉴振型组合的思路推荐了8座测试塔的等效综合阻尼比,最后给出了以基频为目标函数的前10阶模态阻尼比和等效综合阻尼比的估算公式。研究表明,8座冷却塔实测频率与有限元分析结果较为一致,基频最大相差为4.4%;阻尼比识别结果分布较为离散,前10阶模态阻尼比最大为2.86%;8座测试塔的综合等效阻尼比范围均在1.13%-2.16%,误差分析结果表明本文提出的阻尼比拟合公式精度高、稳定性好。     

等效静风荷载下超大型冷却塔受力性能分析

首先概述了某超大型冷却塔群塔内外表面测压风洞试验结果,结合表面压力极值分布关系、多塔比例系数和风振系数描述了冷却塔等效风荷载作用特点。采用有限元计算方法,分析了冷却塔在重现期设计风速作用下内力及变形分布,验算了冷却塔筒体局部弹性稳定性。考虑冷却塔混凝土材料及几何非线性,初步探讨了冷却塔在静风荷载作用下的极限承载力。分析过程着重比较了内压效应、外表面极值荷载分布模式、端部效应、风剖面幂指数、多塔干扰效应对于冷却塔的影响。