当量费用法在输油管道方案优化中的应用

选择最优的设计方案，对降低管道总投资和管道运行成本是十分重要的。本文通过建立输油管道当量费用与管道设计压力、管径的数学模型，采用Fiboilacci法进行数值计算，并通过对比确定管径和设计压力。以大庆－锦西原油管道工程大庆－锦西段为例，结合工程项目优化方案证明了谈数学模型的实用性。     

对决定矿山压缩空气管道最经济直径的研讨

一、前言 当进行矿山压气机站的设计时,合理选择压缩空气管道是一个重要问题。如果管径取得太大,则管子费用过高;如果管径太小,虽可减少管费,但管道压力降过大,便要求压气机有较高的终压力,因而增加了电能消耗和电费开支。目前最常用的计算管径的方法为苏联费道罗夫院士法和葛尔曼院士法。在费道罗夫法中规定每公里管道的压力降为λ_0=3—6％,而在葛尔曼法中则规定管道的压力降为ΔP/?=0.3—0.6[大气压]/[公里]。用此两法计算管径时,要使所取的λ_0或ΔP/?值很     

天然气水合物输送管道的压力损失规律

为了研究海底天然气水合物绞吸式开采水力输送系统中管径、流速、体积分数和颗粒粒径对输送系统压力损失的影响规律,确定各参数的合理选择范围;建立输送管道三维流场模型,采用控制变量的方法,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件对输送管道内固液两相流场进行仿真分析。研究结果表明:输送系统压力损失梯度随管径的增大而减小;当管径增大到0.4 m时,继续增大管径对压力损失梯度影响越来越小;压力损失梯度随浆体流速的增大先减小后增大,存在1个最优流速,在2.5～4.0 m/s之间,且颗粒粒径和体积分数越大,对应的最优流速就越大,压力损失梯度随体积分数的增大呈线性增大;压力损失梯度随着颗粒粒径增大而增大,但增大幅度很小。     

关于化工工艺设计的几点看法及建议

本文通过了解化工工艺设计的理论并结合实际,针对化工工艺设计中的常见问题,如：管道设计压力和设计温度的确定;管径选择;管道材料选择;阻火器的设置等,提出一些建议。     

农田管道输水系统管径选择问题研究

目前在农田管道输水系统设计中，最优管径的计算常采用给水管道工程管径化化设计的理论和方法，而没有考虑轮灌对系统的影响。本文借鉴给水管道工程计算方法，结合农田管道输水系统自身特点，引入管网系数，提出农田管道输水系统管径优化选择方法，并进行了实例计算。     

水电站压力管道最优管径序列的确定

水电站压力管道的管径通常分段用解析法计算确定,由此所得的管径序列不能确定为最优序列.本文对用动态规划法决策露天钢管最优管径序列的方法进行了探讨,在该法的优化计算中,将具有N管段的管径作N维设计变量考虑、取整个管道的年费用最小为计算准则,而管道中的水击压力分布和流量过程则通过迭代计算同时确定.文中列有某工程算例的一些结果.计算表明该法所得最优管径序列可信,结果较解析法精确,计算工作量较枚举法小得多,是一种可靠而有效的确定最优管径序列的方法.     

化工装置工艺设计的常见原则问题浅析

化工厂的建设过程中,设计是最先开始的工作。本文对化工装置工艺设计中经常遇到的原则问题进行了梳理概括,包括设备布置、管道布置、管道设计压力和设计温度的确定、管径选择、管道材料选择等,对化工工艺设计人员有一定的参考价值。     

长输气管道设计优化模型建立与计算研究

以长输气管道系统建设和运行总费用最小为目标函数建立优化数学模型,约束条件包括站间距约束、管径约束和压比约束等,优化变量为管道设计压力、管道直径、压缩机压比、站间距离等。利用改进的POWELL法对建立优化数学模型进行了计算求解,经过实例计算,模型合理反映出管道系统设置压气站的数量、管道直径、输气设计压力对总费用的影响性,与工程实际设计参数误差较小,对建立的模型可靠性进行了验证。     

机坪供油管道工艺计算若干问题研究

机场机坪供油管道是一种特殊形式的油品输送管道,设计计算方面的研究不多。根据飞机加油自身的特点、国标和行标的规定,对机坪供油管道工艺设计中的流态、计算流量和最小可选管径进行了推导和分析,认为机坪供油管道的设计按照水力光滑区计算水力摩阻系数是可靠的。基于停机位的设置和高峰期使用机位个数之间的关系,在合理的假设下提出途泄流量的计算方法。对管网多点同时泄油的特点,用等压降法推导了同机型供油管段的流量计算式,认为一般情况下计算流量可近似取为转输流量和途泄流量之和。提出了机坪供油管道最小可选管径的计算方法,求得的最小可选管径可在选择管径时参考。     

液体弹性模量和异管径连接面对压力瞬变影响

通过研究液压系统中油液在管道中流动时发生压力瞬变的物理特征,选择截面两端面积相差较大的液压缸进出口处的条件进行试验。实验结果表明,油液弹性模量随压力而变化的特性,以及管道系统中异管径连接处的动量变化,对计算压力瞬变参数的影响显著,阐明了以往彩用特征线法计算管道系统压力瞬变误差较大的原因,并提供了相应的计算方法。     

等温输油管路的经济管径与界限输量计算模型

考虑了油品黏度和输送量对泵效、流态和经济管径的影响,以管道建设投资的年分摊费用、管道年维修费用和管道运行年能耗费用之和为目标函数,给出了等温输油管路经济管径和界限输量的完整计算模型.采用斐波那契搜索算法对所建模型进行了计算,计算表明,本模型适用于各种流态,能较好地反映黏度和输量对经济管径的影响,计算收敛性很好.模型对等温输油管路的技术经济设计提供了可靠的理论依据.     

长输管道储气调峰对管径选取的影响研究

针对天然气长输管道管径选取问题,开展了将管道储气调峰纳入管径比选的研究,总结了管道末段储气能力及调峰需求量计算方法。以某天然气长输管道工程为例,结合用气的不均匀性,采用稳态仿真模拟和动态仿真模拟相结合的方法,首先,对管道通过能力满足均月均日和高月高日工况时的管径进行水力计算,然后,对小时调峰、日调峰和月调峰的需求量进行分析,根据管道储气调峰能力和调峰需求量对比选取调峰工况下的适宜管径方案。在此基础上,对管道调峰和建设储气库调峰进行了详细经济性对比分析,获得了通过适当增大管径的方式不仅能满足小时调峰和部分日调峰需求、而且经济性更高的结论。研究结果表明,在管径选取时,应将管道调峰纳入管径比选的考虑因素,综合对比得出最优的管径方案。     

一种新的输油管道及其保温层设计方法

在保温管道的设计中,考虑到管道直径的确定与保温层厚度的计算是相互关联、相互制约的关系,提出了从整体费用的角度对输油管道及其保温层进行同步设计的方法。从火用经济学的原理出发,得到了保温管道整体费用方程及确定最佳管径和保温层厚度的计算公式。算例分析表明,该方法能够科学地反映管道直径和保温层厚度的关联关系以及经济环境等参数对管道设计的影响。     

小管径管道保温材料选择研究

在保温工程中普遍地存在着这样的认识:只要保温材料足够厚,无论什么保温材料都能起到减少热量损失的作用.根据传热学原理可知,保温层厚度的确对减少热量损失有积极贡献,然而有一个前提条件就是:管道外径必须大于临界热绝缘直径.而在外部环境一定的情况下,临界热绝缘直径仅取决于保温材料的物理性质.当管道外径小于临界热绝缘直径时,管道热损失反而会增大.通过分析了保温层厚度、临界热绝缘直径与管道外径之间的关系,以及这几种关系中对管道保温的影响;并通过计算流体力学数值模拟软件——Fluent对同一管道不同保温材料进行了数值模拟且加以对比.最后得出:在管道保温,特别是对管径较小的管道进行保温时,要注意保温材料的选择.     

三个泉倒虹吸管管材的选择

结合三个泉工程实际情况，通过对目前大型输水工程几种常用管材的参数、管径、性能及经济效益的比较，用加权法对管材进行综合评价，选择预应力钢筒混凝土管作为三个泉倒虹吸管工程的管材。     

稠油热采注蒸汽管网枝状布置优化设计

采用最优化方法设计管网可以最大程度地提高管网的总体经济效益。为了在管网设计中较好地体现注汽井分布不规则的情况,提出了一种稠油热采注蒸汽干管拐弯的枝状网布置形式和优化设计方法。该种管网布置方式是将每个方向伸出的干管分成两段,中间拐弯,能够较好地体现注汽井分布的不规则性。以初投资的年摊还额和运行费用为优化设计目标函数,把管线管径、保温层厚度、注汽站位置和干管走向与长度等设计变量纳于一体,同步设计,得到了总体最优的设计管网,并开发了优化设计软件。根据某油田的实际井位分布情况,运用该软件进行了设计。在相同的经济参数下,优化设计结果同实际管网的对比表明,优化管网大大降低了干管的长度和年运行费用,提高了管网的总体经济效益。     

流体输送管径优化设计

本文提出了一种计算工艺配管的最佳法,它是以流体输送的操作动力费与管线设备费之和作为目标函数,关联出使其目标函数为最小的最佳管径的数学模型,并编制了相应微型计算机程序,通过举例对本文提出最佳法与普通计算法进行了(火用)分析与对比。显然,最佳法体现出明显经济效益和实用价值。     

四支管钢板控冷结构喷嘴管出口流量均匀性

利用有限元耦合场数值模拟计算方法,对钢板控冷设备中四支管结构管路的流场进行了三维稳态数值模拟,分析了喷嘴管直径、喷嘴管高度、支管直径以及入口管进水流速等参数对各喷嘴管出口流量均匀性的影响. 模拟结果表明:喷嘴管直径、支管直径、入口管进水流速对各喷嘴管出口流量均匀性影响较大,而喷嘴管高度对各喷嘴管出口流量均匀性影响较小.     

新型流动调节器波纹管结构参数优化

对波纹管的气液两相流进行了数值模拟,分析了波纹管对分层流的流动调节作用,验证了数值模型的准确性,通过弯曲中心角、弯曲半径和管道内径比、弯管数目的敏感性分析,对波纹管的结构参数进行优化。结果表明,波纹管能够将分层流调节为非分层流,流动调节效果显著;弯曲中心角增大,流动调节作用增强,弯曲中心角的合理范围为90°~130°,取90°或120°便于加工建议采用;增加弯曲半径或者减小弯管内径,能够增加弯曲半径和管道内径比,增强流动调节作用,弯曲半径增加,波纹管尺寸增大,投资升高,建议采用减小弯管内径的方法;随着弯管数目的增加,波纹管的流动调节效果增强,应综合考虑安装空间、投资成本,适当选取弯管数目。     

节流板孔直径及流量对核级管道流致噪声的影响

建立了核级节流管道的流动-振动-辐射噪声仿真模型，并基于实验和仿真研究了辐射噪声产生的机理及节流孔径和来流流量对振动噪声的影响规律. 节流管道的噪声受节流管道流场中流体尾迹涡的影响:流体在管壁上产生周期性的激振力，且激振力的频率与管道模态所对应的频率相近，从而加剧了振动，导致辐射噪声的产生. 此外，随着节流孔直径的增加，节流管道的振动及辐射噪声逐渐减小；随着来流流量的增加，节流管道振动以及辐射噪声逐渐增大.