水平管道内冰浆流动阻力特性预测模型及比较

为研究水平管道内冰浆流体流动阻力特性，采用两相流混合模型，对不同工况下浆体所表现出的牛顿与非牛顿流变特性给予分段考虑，通过计算流体力学(CFD)模拟方法再现了水平管道内冰浆流体等温流动过程。研究结果表明，当浆体输送速度较高时，Thomas方程可很好地刻画出混合相流体的粘度特性。随着浆体速度降低，利用Bingham流变模型来刻画低速工况下混合相流体的流变特性可获得更为理想的效果。通过对比数值模型及现行实验关系式阻力模型发现，数值计算模型因能综合考虑管道压降的多种影响因素，模型的精度与通用性可得到较好的平衡。文中所验证的4组工况中，数值模型的预测值与实验值间的相对误差均可控制在±15%内。     

添加剂黏性减阻在暖通空调系统中的应用

添加剂黏性减阻技术应用在暖通空调系统中,可大幅度降低管道阻力.综述了添加剂黏性减阻机理及减阻剂分类,对国内外添加剂黏性减阻技术在暖通空调领域的应用研究状况进行了介绍.     

长输热力管线减阻涂层应用分析

清洁取暖政策鼓励余热利用,越来越多的长距离余热供暖项目建成投产,长输管道减阻是关系到此类项目运行经济性的重要环节。本文以长距离输热管道为研究对象,研究减阻防腐涂层在输热管道中的减阻性能。通过计算和实际工程案例分析,对已使用防腐减阻涂层的长输案例及未使用防腐减阻长输案例进行理论计算分析和验证,采用经典流体力学圆管流动理论进行计算,通过理论计算与实际工程对比验证。结果表明:管线进行防腐减阻涂层处理后,同等条件下经防腐减阻涂层处理后的管道阻力下降明显,实际长输管线案例中,管径DN1400的管道运行第一年,温度在70℃~130℃条件下管线阻力减小38.7%,额定流量15000m3/h工况下阻力减小32.9%;常规运行情况下输配能耗减少约39%,额定流量15000m3/h工况下输配能耗减小约33%。     

通风空调管道系统新型低阻力三通

讨论了通风空调管道中局部构件阻力的形成和减阻机理。介绍了通过优化弧面结构或添加导流片降低阻力的新型三通。采用数值模拟与全尺寸实验结合的方法,分析了不同流量比和管道面积比下新型三通的阻力特性。     

高流动度后张预应力管道压浆剂的研究与应用

后张预应力混凝土梁的管道压浆质量对整个梁体的结构耐久性起着至关重要的作用,是确保桥梁施工质量的一个重要控制环节。最新实施的JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》对压浆材料提出了更高、更全面的要求。在此规范要求指导下,试验选取适当的膨胀组分、减水组分、抗裂组分、引气和消泡组分、稳定组分和阻锈组分等配制了CGM-12管道压浆剂,通过流动度、抗压强度、浆体稳定性和膨胀率等指标考察了其性能。试验结果表明,CGM-12管道压浆剂具有流损小、零泌水、微膨胀等优点,完全达到或超过了JTG/T F50—2011标准的要求,具有良好的工程应用前景。     

浆体新拌性能与透水混凝土硬化性能的相关性

使用减水剂和增稠剂配制了不同新拌状态的透水混凝土,考察了透水混凝土浆体新拌性能(流动性、黏聚性)与其硬化性能(抗压强度、透水系数、孔隙率)之间的相关性,并深入分析浆体新拌性能与其流变参数之间的关系.结果表明:随着浆体流动度的提高,浆体易向下流动,透水混凝土沿竖直方向的孔隙率递减,造成其透水性能下降;提高浆体黏聚性有助于其稳定包裹骨料,从而改善透水混凝土孔隙结构均匀性;使用减水剂和增稠剂能够同时提高浆体的流动性和黏聚性,使其在较低的屈服应力下获得较高的塑性黏度,可以增加透水混凝土浆体流动过程中的阻力,降低流速,既使透水混凝土具有良好的工作性能,又使浆体能够良好地与骨料粘结,不发生沉底堵孔现象.     

基于凹槽管道内流体速度矢量图的减阻特性分析

横向凹槽表面减阻特性广泛的表现在自然界中,文章阐述了目前已有的几种非光滑表面减阻机理,计算分析了十种不同凹槽管道的阻力,并根据计算结果和仿真速度矢量图分析了不同凹槽管道的减阻特性:凹槽管道减阻主要和来流速度,凹槽内漩涡的丰满度和管道径向的湍流区厚度有关。在一定速度范围内,横向凹槽管道较相同管径的直管道有减阻效果,且减阻率出现先增后减,即存在减阻率最佳速度;管道凹槽内漩涡的丰满度越高,湍流区厚度越小,凹槽管道减阻率越大。     

大掺量矿物掺合料自密实混凝土工作性能研究

分别采用粉煤灰单掺(0~40%)、矿粉单掺(0~40%)及二者复掺(总掺量40%)作为矿物掺合料等量替代水泥,研究大掺量矿物掺合料对自密实混凝土工作性能的影响。结果表明,当粉煤灰掺量为30%时,浆体的流动度最大;当矿粉掺量为10%时,浆体的流动度最大;粉煤灰和矿粉的掺入都会使自密实混凝土浆体包裹性能更好,同时浆体稠度提高,增加流动的阻力,单掺粉煤灰30%,单掺矿粉10%分别能达到自密实混凝土流动性能最佳状态;30%粉煤灰+10%矿粉复掺时,自密实混凝土的流动性能达到最佳状态。     

不同因素对管道压浆剂流动度的影响

通过模拟在工地上遇到的管道压浆剂流动度不够的问题情况,进行了一系列的流动度测试试验,从而进行试验结果比较。经过对数据的分析,实验室在不同条件下(主要包括加水方式、搅拌时间、试料温度、胶凝材料等方面的差异),对管道压浆剂进行搅拌,搅拌均匀后对流动度进行测试,记录其在不同条件下得出的流动度数据。对这些试验数据进行分析整理后,发现得到的数据存在着较大的差异。通过管道压浆剂的流动度试验研究,验证了相应国家标准规定的合理性,另一方面也为施工提出了一些注意事项,保证了浆体的流动性,从而使浆体饱满、密实,更易于施工。     

壁面微沟槽减阻技术研究进展

从减阻效果影响因素、减阻机理、协同减阻、实际应用等方面对壁面微沟槽减阻技术的研究进展进行归纳总结,对壁面微沟槽减阻研究方向进行展望。减阻效果影响因素包括沟槽结构、流场压力梯度等。介绍目前主流的减阻机理,关于减阻机理的各类假说仍存在争议。协同减阻的研究重点为超疏水壁面与微沟槽协同减阻、添加剂与微沟槽协同减阻。微沟槽减阻技术的实际应用涉及竞技泳衣、交通运输、流体输送等方面。研究方向为微沟槽减阻机理、微沟槽加工制造工艺、微沟槽对各类流场的适用性、微沟槽表面清洁技术。     

上海某超深桩基工程泥浆试验

泥浆质量控制是钻孔灌注桩施工成败的关键技术之一。泥浆制备、循环、净化等因素的好坏直接影响到钻进速度和成孔质量、桩侧摩阻力及桩端阻力的发挥。结合上海某超深钻孔桩基工程,从地层物理力学性能的角度进行分析和试验测试,确定了泥浆的各项性能指标,并在实际施工中得到了成功应用。     

Method for calculating pressure losses in the pipelines of slurry shield tunneling based on coupled simulation of computational fluid dynamics and discrete element method

Hydraulic mucking/transport or slurry pipelining are widely used in dredging, trenching, (deep sea) mining, tunnel boring, and many other applications. Slurry pipelining during slurry shield tunneling is a classic instance of complex hydraulic mucking systems, which is characterized by the complex rheological behavior of the slurry and the inclusion of large and irregular particles. These characteristics make it difficult to estimate the pressure losses along slurry pipelines, compared to other hydraulic mucking systems. This study established a powerful method for predicting the pressure losses in long-distance slurry pipelining of slurry shield tunneling based on computational fluid dynamics–discrete element method (CFD-DEM)-coupled simulations. Rheological tests were carried out to provide reliable slurry flow parameters for CFD calculations. Irregular pebbles with different sizes were digitally scanned using 3D scanning technology, and the scanned models were applied to the DEM. This method was successfully applied to a slurry shield tunnel project in Beijing, China. The mechanical properties of the fluid phase and particle phase were revealed by modeling a typical slurry pipeline. A comparison of the pressure losses along slurry pipelines was made between the proposed method and field data, indicating the validity of the established method. The simulation results indicate that when the slurry flows through the elbow, a secondary flow will be formed due to centrifugal force. Pebbles of different sizes show different motion responses under the combined action of gravity and slurry coupling force. The turbulent flow of particles will increase the frictional pressure losses in the elbow area, compared to the straight section. This work provides a valuable reference for the layout of the slurry circulation system of similar projects.     

Resistance of large caisson in floating transport considering the influence of air

This paper deals with the floating resistance of super large caisson by numerical simulation, and the influence of air resistance on the caisson, which is often ignored by previous researchers, is considered. The floating caisson of Taizhou Highway Bridge’s middle tower pier is investigated, and the software package FLUENT is used to simulate the floating process of large-scale rounded rectangular steel caisson. This simulation adopts the volume of fluid (VOF) model with water-air two-phase flow, which can take both the hydraulic resistance and air resistance into account. Subsequently, the analyses on hydraulic resistance and air resistance under different working conditions, such as different flow velocities and different draughts of water are performed, and the results are compared with those calculated by related empirical formula. The comparison shows that the air resistance takes up notable portion in the total resistance on the floating caisson, and the effect of air resistance on the safety of caisson should be paid sufficient attention to rather than be ignored.     

废水泥浆对混凝土介质渗透抑制性能的影响

研究了废水泥浆对C30和C50混凝土抗冻性、抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀与抗碳化等介质渗透抑制性能的影响,结果表明,在0~6%的掺量范围内,随着废水泥浆掺量的增加,混凝土的抗冻性、抗氯离子渗透与抗硫酸盐侵蚀性能降低;废水泥浆提高混凝土7 d抗碳化性能,降低混凝土中长期抗碳化性能;废水泥浆对C50混凝土介质渗透抑制性能的降低效果大于对C30混凝土的。     

我国城市燃气系统抗震减灾技术发展现状

介绍燃气系统抗震相关研究的主要方向,抗震相关标准规范,燃气管道抗震措施、燃气管道地震紧急处置系统、燃气管道地震切断装置的发展现状。燃气管道抗震设计主要参考GB50032—2003《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》与GB 50981—2014《建筑机电工程抗震设计规范》,相关研究围绕燃气管道抗震设计、提高管道抗震能力开展。借鉴日本、美国等地震频发国家的燃气管网的抗震减灾经验,地震紧急处置系统作为燃气系统防震减灾的重要一环得到了国内广泛关注,其主要难点在于地震紧急切断阈值的确定。地震紧急切断装置的研究比较成熟,出现落球式、永磁式、电控式等多种紧急切断装置,并有了相应的研发成果应用。我国燃气管道抗震减灾相关研究工作缺少工程上的衔接与示范,相应的系统建设缺乏规范指导,导致相应的研究成果缺少实践反馈修正,下一步研究中应予以侧重。     

城门洞形风道三通局部阻力系数模拟与实验

将流体流态限定在阻力平方区,对城门洞形风道三通(分流三通、封堵三通)的局部阻力系数进行模拟,将封堵三通局部阻力系数的实验结果与模拟结果进行比较。当流动处于阻力平方区时,分流三通、封堵三通局部阻力系数稳定在某个常数附近,几乎与雷诺数无关;分流三通局部阻力系数与当量粗糙度无关。     

碱矿渣-粉煤灰砂浆的耐高温性能及孔结构研究

研究了不同粉煤灰掺量的碱矿渣-粉煤灰砂浆在20℃、200℃、400℃、600℃、800℃下力学性能的变化规律,并通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和压汞法(MIP)分析了浆体的水化及孔结构。结果表明:掺粉煤灰可优化浆体的孔径分布,降低内部孔隙率,提高砂浆的耐高温性能,粉煤灰的适宜掺量为30%~50%;200℃时,掺30%粉煤灰砂浆的抗压强度最高,较20℃时提高了49.3%;600℃时,发生了固相反应,C-S-H凝胶减少,少害孔(20~50 nm)数量增加,砂浆保持了与20℃相当的抗压强度;800℃时,浆体生成大量钙黄长石,砂浆的抗压强度为20℃时的11.5%,基本失去工作性能。综合考虑,碱矿渣-粉煤灰砂浆的使用温度不宜超过600℃。     

平行顶管近接施工的室内试验研究

顶管工程中泥浆护套对顶进中的地层变形与土体劈裂有重要的影响。通过室内试验研究了近距离平行顶管的相互作用。在不同注浆条件下,将顶管顶入布置有两条既有顶管管道的试验箱内,通过测试系统获得不同注浆条件下顶管顶进时顶力的变化情况、土体的竖向变形和顶管顶进对既有顶管管道产生的影响。研究结果显示:顶管顶进过程中,顶力先增大后逐渐减小,土体出现隆起现象;新顶进顶管对既有顶管管道上方土体产生影响,但影响有限;注浆可以有效减小顶管顶进阻力,分布在顶管外壁和周围土体中的浆液使土体体积膨胀,这使得在注浆条件下土体表面产生的变形大于未注浆时土体表面变形。试验结果可以有效地指导近距离平行顶管的施工。     

岩石地基上钢筋混凝土独立基础抗剪设计初探

岩石地基上钢筋混凝土独立基础的高度主要取决于抗剪承载力验算公式及验算截面。考虑跨高比的减小以及基础嵌岩段的侧向围压所引起的混凝土抗剪作用的提高,并将距基础柱边或基础变截面h0/2处基础截面作为抗剪验算截面,可有效减小岩石地基上独立基础的高度,节约工程造价。     

陶粒内养护高性能混凝土抗裂性能研究

通过平板开裂试验,研究陶粒内养护对不同强度混凝土早期抗裂性能的影响规律,并结合混凝土塑性收缩试验、绝热温升试验和内部相对湿度变化,探明陶粒内养护提高混凝土早期抗裂性能的微观机理.结果表明:在混凝土中使用饱水陶粒替代部分粗骨料,能够减少混凝土材料的早期塑性收缩,降低大体积混凝土内部的水化温升,有效提高混凝土早期的抗裂性能,达到显著的内养护效果;饱水陶粒通过减缓早龄期试件内部相对湿度的快速下降,改善了胶凝材料水化环境,有效抑制了胶凝材料水化过程引发的自干燥作用,降低了混凝土材料早期收缩,从而提高了混凝土材料的抗裂性能;C30与C60两个强度混凝土中饱水陶粒替代粗骨料的最佳比例均为20%(体积分数).