大口径的90°弯头强度试验研究

随着我国石油工业的迅速发展,长距离大口径输油输气管线日益增多。在敷设这些埋地管线时,使用的弯头甚多,以某管线为例,在山区丘陵地带,平均每公里管线的弯头有20个左右;因此,合理设计埋地的大口径弯头,具有重要的政治意义与经济意义。1976年3月,我院接受了“大口径弯头、三通强度试验研究”任务,为此我们首先对弯头进行强度试验(本试验是其中之一),以便为下一步对埋地管线的弯头强度试验研究打下基础。 本试验得到各兄弟单位的大力支援,尤其是华东输油管线指挥部领导及其第二工程处为试验加工了试件与加载装置,中国科学院北京力学所支援了我们急需的试验仪器,对此我们谨表示谢意。     

内旁通管磨损分析与降低磨损的对策

影响内旁通管直管段磨损的主要因素是气灰混合物的流速；影响内旁通管弯头磨损的主要因素是气灰混合物的流速和冲击法向角。降低直管段磨损从三方面着手：一是降低管道内的流速，二是确保对外管接头位置对中良好和减少焊接变形，三是在堵头处增设防磨装置。降低弯头磨损的方法是将制作弯头材料用钢＋陶瓷复合管代替碳钢管。     

防止家庭坐便器水箱中水倒流的装置

家庭坐便器在使用过程中易结垢、产生异味,滋生细菌,引发肠道疾病,为此人们常常在坐便器水箱中加入"洁厕宝"。发明了一种装置,应用4分管线、阀门、三通、弯头、疏水器、单流阀、坐便器水箱进水软管等器材,对家庭坐便器水箱从自来水系统采取双路供水,在供水管路上安装单流阀和疏水器。该装置解决了家庭坐便器水箱中水倒流至自来水系统的问题,达到人们生活用水不受污染的目的,经试用取得了良好的效果。     

基于灰色系统理论的常压蒸馏装置腐蚀预测

针对某炼油厂炼制中东进口原油后常压蒸馏装置设备冲刷腐蚀明显加重的问题,在常压蒸馏塔顶换热器入口分配管弯头处进行定点测厚,对其厚度减薄情况进行监测.弯头壁厚数列是准光滑序列,它的一次累加生成具有准指数规律,可以建立灰色微分方程.针对此灰色腐蚀系统建立GM(1,1)模型,利用此模型对原始数据序列进行模拟的平均相对误差为1.90%,而通过对原始数据序列加上100进行平移,然后再从预测结果中扣除增加量的方法得到改进的GM(1,1)模型,平均相对误差为1.31%,模型精度得到提高.采用全部数据建立改进的GM(1,1)模型,对弯头的壁厚进行模拟,对未来可能的壁厚进行区间预测.结果表明:弯头在2 a的使用期内是安全的,3 a后弯头极有可能蚀穿;采用灰色系统理论对冲刷严重的部位进行寿命预测是可行的,有助于制定合理的检修周期,保障设备的安全.     

固液冲蚀作用下的四通流道设计及分析

在油气钻采过程中,为了提高压裂效率,部分井场会采用一种高压四通管汇连接装置。基于液固两相流和冲蚀磨损理论,建立了流道夹角分别为0°～14°在不同工况下的三维模型,利用fluent软件探究水力压裂下高压四通管的冲蚀磨损特性。结果表明：传统的直流道四通不论在何种工况下冲蚀集中区域都在四通交汇的相贯线上,随着角度增加,冲蚀集中区域由相贯线及附近壁面变为出口端圆柱面;通过对流体不同工况下的分析表明,不同的流道夹角下,流体冲蚀影响各不相同。单出口工况下,较小流道夹角有效的降低了冲蚀率,随着角度继续增加,管壁的最大冲蚀率平缓增长;双出口工况下,最大冲蚀率也会有效降低,但随着夹角继续增加至5°,最大冲蚀率不会继续降低,而呈现增长的趋势;三出口工况下四通,最大冲蚀率降低效果并不明显,且流道夹角由3°增加到14°,最大冲蚀率增长幅度很大。     

基于ANSYS的90°管道弯头有限元分析

利用有限元软件ANSYS建立了90°XGQT01-76.1弯头三维实体参数化有限元模型。通过对弯头实体模型的强度分析得出了弯头在受载时的应力分布情况,根据应力分布状况得出弯头易发生破坏的位置及破坏形式,在这些位置应进行局部加固或避免生产过程中的局部减薄现象。由弯头强度分析得出其最大等效应力远小于材料屈服值,利用参数化模型减小弯头壁厚并对其进行应力分析得出了弯头壁厚的最优值所在区间。     

含局部减薄弯头的非线性有限元分析

利用非线性有限元方法对含局部减薄缺陷弯头建立三维有限元模型,分析了在单一内压作用下弯头的弯曲半径、局部减薄缺陷的尺寸以及位置对塑性极限载荷影响,总结出含局部减薄缺陷弯头的塑性极限载荷的变化规律,得出相同弯曲半径和相同尺寸的局部减薄缺陷位于弯头内拱处时,弯头的塑性极限载荷值最小,位于弯头外拱处时其塑性极限载荷最大的重要结论,为含缺陷弯头的安全评定提供了一定的理论依据.     

基于遗传算法的直埋供热弯管的优化设计

直埋供热管道弯头的设计过程是一种试算的过程,即给定曲率半径和壁厚等参数来进行应力验算,直到应力验算合格为止。提出以曲率半径、壁厚和强度条件等作为约束条件,以弯头成本最低为目标函数,进行弯头的优化设计。通过对DN=1 000 mm以下各种规格管道的优化计算,得出了两臂无限长水平弯头的最优曲率半径和最优壁厚,得到了直埋弯头采用遗传算法进行优化设计的结论;且应用惩罚函数法来处理非线性约束问题,收敛稳定一致,收敛速度快。"遗传算法"应用到直埋供热管道弯头的工程设计计算中,不管弯头尺寸是否受到严格的场地限制,均可优化设计,既增强了弯头布置的灵活性,也提高了弯头的可靠性,降低了工程投资。     

全自动热泵用四通电磁换向阀寿命试验台的研制

对JB/T7230 94热泵用四通换向阀进行了研究分析,用实际的制冷工质代替氮气,模拟四通换向阀的实际工作环境,测试四通换向阀的使用寿命.设计建造了一套全自动四通换向阀寿命测试系统,研制了试验环境空气处理系统,编制了工况参数控制和电气系统设计及软件程序,并进行了四通换向阀的寿命测试试验.试验结果表明,用制冷工质模拟实际工作条件能够准确测试四通换向阀的寿命.     

天然气集输场站管线弯头冲蚀磨损数值模拟研究

集输管线中,颗粒冲蚀磨损常对管道内壁造成破坏。即使颗粒尺寸较小,累积的颗粒冲蚀磨损依然会对管壁造成严重的壁面减薄,甚至引发管线泄漏。为了研究天然气集输场站内管线的弯头冲蚀磨损,针对某集气场站站内管线弯头冲刷腐蚀减薄案例,通过机理分析和流体动力学(CFD)仿真分析方法,研究了站内管线直角弯头、圆弧形弯头及不同锥角直角弯头内壁冲蚀磨损规律。结果表明:集气场站管线内常存在冲蚀敏感区,使得管道、设施内壁易受颗粒冲蚀磨损影响;利用流体动力学仿真分析方法,可以有效预测弯头内冲蚀磨损位置分布并优化弯头结构设计;直角弯头的耐冲蚀磨损性能优于常规圆弧形弯头。可见研究石油天然气集输管线内冲刷腐蚀规律,对寿命预测、管道检测及运行安全防护都有重要的指导意义。     

直埋管道弯头受力分析及设计方法

在管道敷设中，不可避免地要用到弯头。对直埋弯头受力计算办法作了简要介绍，并提出了对弯头处的具体处理措施，总结了直埋弯头设计的一些方法。     

菱异形叶光合特性的比较

比较分析了处于营养生长时期的水生植物－－菱（Trapa bispinosa R.）的异形叶在光合特性方面的差异。结果表明：沉水叶叶片的叶绿素含量、光合速率、呼吸速率及光呼吸速率明显低于浮水叶，其类囊体膜PSⅠ、PSⅡ电子传递活性相对较弱，分别为浮水叶的69．40％和72．51％；而二者的类囊体膜室温吸收光谱形状相似，但沉水叶类囊体膜在400－500nm的光吸收值要强于浮水叶；沉水叶类囊体膜680nm处有较强的荧光发射峰。浮水叶和沉水叶类囊体膜多肽组分也存在比较显著的差别。     

潍坊市四通捶的民间传承研究

本文运用文献综述法、田野调查法等研究方法,对四通捶的民间传承进行了整理和分析,认为四通捶是道光年间由黄县人冯立旺传于潍坊的。最初传给潍县人边相亭,所以又称为边家捶。四通捶的传承方式以家族传承和师徒传承为主要传授方式,师徒制传承保证了四通捶发展的连续性。当前四通捶的传承主要分为三支:边家的传承,王家的传承,武家的传承。     

冲蚀角度和弯头几何尺寸对冲蚀磨损的影响研究

为了更深入研究输气管道中重点管件——弯头的气固两相流问题,弄清固体颗粒运动轨迹与冲蚀磨损之间的关系,根据相似性原理搭建了模拟试验平台。采用k-ε双方程模型建立相应的气固两相流仿真模型,并将仿真结果同试验结果进行对比,验证了仿真模拟的正确性。在此基础之上,详细进行了固体颗粒的入射角度和弯头的几何尺寸对冲蚀磨损的影响研究。结果表明,冲蚀的入射角度对弯头的冲蚀磨损情况有很大影响。当入射角偏向弯头内管壁时,最大冲蚀率随着入射角的增大而增大。当入射角偏向外侧管壁时,入射角为15°时弯头的最大冲蚀率最大。另外,通过改变弯头的曲率半径和外形,都可以减小弯头的最大冲蚀磨损速率。     

HP乙烯裂解炉管弯头破裂原因的分析

用近代金相技术研究了ＨＰ乙烯裂解炉管弯头破裂的原因。结果表明，炉管弯头的破裂是管壁减薄引起的，并且高温氧化、渗碳、温差应力及热疲劳等对弯头减薄破坏也起着很大的加速作用。对引起弯头破坏的减薄机理进行了探讨。     

不等厚性对弯头应力分布影响的有限元研究

弯头作为受压管道中的重要部件，不仅能改变管线的方向，还可以提高管路柔性，缓解管道振动和约束力，并对热膨胀起补偿作用。以往对弯头的研究只考虑壁厚均匀不变的情况，但是实际上弯头的壁厚是沿着弯曲半径变化的，并且弯头的截面也具有一定的椭圆度。通过对实际生产中弯头壁厚的调研，分别考察热推、冷弯工艺对弯头壁厚改变的影响。并应用有限元方法分析了冷弯弯头的应力状况，得出其最大应力发生点随着外拱处壁厚减薄量的增大而向外拱处转移。     

椭圆度对直埋供热弯头应力的影响

针对DN1200、DN1000、DN800供热直埋弯头,采用有限元方法模拟分析同一位移荷载、压力荷载、温度荷载和曲率半径下,不同椭圆度弯头的应力大小和规律。结果表明,管道在施加位移荷载、压力荷载和温度荷载后,弯头中性线处应力最大,且随着椭圆度的增大,应力值先降低后增大;如果弯头具有一定的椭圆度,且将椭圆度控制在一定范围内,对直埋供热弯头的受力是有益处的。     

山地灌溉管道水力特性的数值模拟

有压管道的水力特性是管道设计工作的依据和前提。为研究山地灌溉输水管道水力特性,该文建立山地灌溉输水管道水动力学数学模型,运用计算流体动力学数值模拟方法,对有压灌溉管道中凸起管段的水力特性进行模拟。该文以输入流量为控制变量,计算管道水流能量损失,分析了Re与管道凸起段135°弯头局部阻力系数的关系;研究输水管道凸起段水压和流速分布特性。结果表明:当Re5.0×104时弯头局部阻力系数随着Re增大而迅速减小,当Re7.0×104时弯头局部阻力系数趋于稳定,当2.3×104Re7.0×104时,弯头Ⅰ、弯头Ⅱ、弯头Ⅲ、弯头Ⅳ局部阻力系数变幅范围为4.12~0.37;弯头处静压分布均表现出外侧压力大,内侧压力小;速度值的大小均表现为弯头外侧速度小,内侧速度大。     

四通换向阀对家用热泵空调系统性能的影响

四通换向阀对热泵系统的热性能和效率会产生一定的影响．只要热泵系统处于运行状态,该性能影响就一直存在．通过搭建的实验台,测定了家用分体式热泵型空调器中四通换向阀的传热、压降和制冷剂泄漏损失的具体值,得出了相应的特性系数;建立了包括四通换向阀在内的热泵系统稳态仿真模型,并经实验验证．通过实例,定量分析了四通换向阀的各种损失对热泵系统热性能和ＣＯＰ所产生的影响．结果表明,四通换向阀使家用热泵系统的ＣＯＰ下降了２．５％左右．通过改进四通换向阀的特性,可减少其对热泵性能的影响,有利于热泵系统的节能．     

通风管道弯头内粒子沉积的模拟

采用数值方法对矩形弯头中的气溶胶粒子沉积规律进行了模拟,并分析了不同的弯头截面宽高比和弯曲比时粒子的相对沉积率,给出了输送过程中弯头内粒子的浓度场图谱.结果指出,粒子沉积率随弯曲比和粒子Stokes数的增加而上升,湍流扩散对小粒子沉积影响明显,但大粒子在弯头内的沉积主要受惯性作用控制.