混凝土水管冷却计算方法综述

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一,就近年来关于带有冷却水管混凝土三维温度场有限元计算方法进行了对比分析,指出直接解法和Jin Keun Kim法是相对来说比较简单实用的,计算量小且可以满足精度要求．     

计算混凝土水化热问题的有限元解

由于数学处理上的困难,重新用解析解的方法制新图表是非常繁琐的,且工作量很大。本文用有限单元方法分别对一、二期冷却问题进行了研究,提出了相应的计算公式,编制了通用电算程序,对各种因素的影响进行了系统的分析。     

含水管混凝土温度场的改进离散迭代算法

为更高效精确地计算含水管的大体积混凝土温度场,提出一种模型以及合理的热流量积分断面.为了更好地发挥高阶单元和常规8节点单元的优势,该模型应用一种能和常规8节点单元相协调的高阶单元模拟水管周围的混凝土,采用常规的8节点单元模拟其余区域混凝土.分析水管周围混凝土的真实温度梯度分布和计算的温度梯度以得到准确的热流量积分断面.工程实例表明,应用该模型,能准确和高效地计算出混凝土的温度场和水管沿程水温的分布.经分析,进口水温和混凝土的绝热温升对积分断面的位置影响不大,但混凝土导温系数对单元内部合理温度梯度所在的区域的影响仍需在后续工作中做进一步研究.     

基于ANSYS的碾压混凝土重力坝坝基面抗滑稳定安全性分析

重力坝的抗滑稳定分析是重力坝设计的一项重要内容,而碾压混凝土重力坝和常规混凝土坝有所不同,常规重力坝,特别是高坝,一般来说坝基面就是坝体稳定控制面.如何对高碾压混凝土重力坝坝基抗滑稳定进行分析就显得很重要.本文通过一实例龙滩重力坝详细说明如何通过ANSYS有限元软件对重力坝建模,利用APDL语言提取X、Y方向合力,计算重力坝坝基面的抗滑稳定安全系数.     

整体式碾压混凝土重力坝预裂缝的效应与分析

为防止温度裂缝，在整体式碾压混凝土重力坝中预设裂缝，采用空间有限元法计算具有预裂缝的整体式碾压混凝土重力坝的应力和位移，分析预裂缝对坝体应力和位移场的影响，在有限元计算中考虑碾压混凝土薄弱面的影响.将坝体材料作为正交各向异性材料，采用相当弹性模量，对预裂缝问题提出合理建议。     

大体积混凝土基础的水管冷却温度场研究

针对大体积混凝土基础,进行混凝土浇筑后的温度场有限元分析,研究分析了冷却水管水平间距、竖向间距、入模温度与冷却水入管温度之差、水管长度、冷却水流量、混凝土基础厚度等参数对混凝土最高温度的影响.通过数值计算结果的回归,建立了大体积混凝土基础最高温度的实用估算公式,该公式与相关实测数据及分析结果相吻合,对大体积混凝土基础施工具有参考价值.研究结果表明,冷却水管的间距及水管长度对混凝土基础最高温度的影响最大.     

水管冷却在墩墙混凝土结构中的应用

借助于混凝土水管冷却温度场严密算法及现场实验反演得出的计算参数,对姜唐湖退水闸闸墩施工期现场水管冷却的仿真效果进行了对比分析.分析结果表明,冷却水管具有明显的导热降温作用,可达到防止混凝土早期开裂的目的.     

水管冷却混凝土温度场离散算法网格密度研究

水管冷却混凝土温度场离散算法精度较高,但水管周围温度梯度较大,必须布置较密的网格,计算量较大．为了同时满足计算量和工程精度的要求,需研究水管周围的网格密度．建立3个不同网格密度的含水管混凝土块有限元模型,对每一个模型都分别赋以3种不同的管壁放热系数进行计算．计算结果对比表明,对于大坝目前常用的塑料冷却水管,将水管周围混凝土网格加密1层即可满足工程需要;对于高导热性能塑料水管或金属水管,建议加密2层．     

水管冷却方法在大体积混凝土基础工程中的应用

介绍用水管冷却的方法来控制建筑基础工程中大体积混凝土的内部温度,防止其由于内外温差过大产生温度裂缝,以保证基础的整体性·     

蛇形冷却水管水温变化对水管冷却效果的影响

根据管道中恒定平行层流的泊松方程和热传导理论,采用三维有限元仿真方法,对含有冷却水管的混凝土坝的冷却水管中水温的变化规律进行了研究,分析及算例结果表明：水管中径向和轴向均有变化,但其变化值不大,对水管冷却的整体效果影响很小。     

考虑双层异质水管的大体积混凝土施工期温度场仿真

针对当前高拱坝及特高拱坝施工过程出现的单仓混凝土中铺设2层不同材料水管的现象,该文基于考虑水管冷却的等效热传导方程,推导出铺设双层异质水管情况下混凝土等效导温系数的表达形式,并提出了多层水管平均降温效果的简化求解方法,使得不同材质水管铺设方案的计算可以在同一套有限元网格上展开。应用本文所提出方法对国内某大型拱坝工程施工期的仿真计算结果与实际测量温峰相差在5%以下,温度发展历程一致,验证了该方法的合理性。     

高温工质冷凝换热试验台冷却水温度控制方法

在高温工质冷凝换热试验台中,冷却水供水温度的稳定性直接影响高温工质冷凝换热的试验结果.建立了冷却水加热设备——冷却水高位水箱的传递函数及控制传递函数模型,选择了积分分离式PI控制嚣,利用C Builder语言开发了冷却水温度计算机控制程序,设计了计算机监控系统.控制试验结果表明该PI温控系统响应快、抗干扰性好,控制精度高为(±0.2)℃.     

碾压混凝土坝温控合理通水方案研究

结合某碾压混凝土重力坝工程8#坝段的工程实际情况,通过水管冷却效果的有限元单元直接算法,对该坝段进行温度场和温度应力场计算。分析水管周边混凝土温度场及温度应力场分布规律,提出尽早通水及变温通水的温控方案,达到有效降低混凝土最高温度的同时,避免由于通水冷却产生水管周边裂缝。     

大体积混凝土温度场的理论与试验研究

混凝土中裂缝的出现会降低承载力、影响设计效果、削弱安全性和耐久性.大体积混凝土裂缝控制的一个重要方面是温度控制,针对冷却水管降温下大体积混凝土的温度场和裂缝开裂节理展开了的理论和试验研究,根据等效负热源法,解得冷却水管降温作用下大体积混凝土的温度场方程;通过有限分析法元并结合实际工程监测,验证了数值模拟的准确性,并得出了大体积混凝土温度场的分布规律,对实际工程的施工有一定的预见性.     

热轧高强度无缝钢管淬火工艺温度场有限元模拟

本文考虑了热轧高强度无缝钢管的几何对称性,分析了无缝钢管材料的化学成分,测量了材料的热传导率、比热及对流换热系数,采用有限元法对无缝钢管的淬火过程的温度场进行了数值模拟,得出了淬火过程中管体内的温度分布及变化情况,模拟计算结果与实际测量以及工厂的生产实际较为接近,对工厂的热处理工艺制定和预测产品质量具有重要的指导意义,同时,也为进一步研究无缝钢管淬火后的残余应力分布情况提供了有力的依据.     

高线穿水冷却过程温度场的数值模拟

基于传热学的基本理论，以高线斯太尔摩控冷线的水冷却段为研究对象，建立了实体模型并确定了边界条件：应用有限元法以工程软件ANSYS5．7为分析工具，结合生产现场，模拟了冷却水流量、压力、水温及冷却时问对冷却对象温度场的影响。     

基于Fluent模拟的地理管周围不同蓄热体温度场变化分析

为研究地埋管周围不同蓄热材料土壤温度场的分布情况,选定黏土、砂层及砾石3种不同蓄热体,利用Gambit建模软件建立简单的地埋管模型,选择距地埋管中心间距不同的5个测点,利用Fluent数值模拟软件进行蓄热体温度场仿真计算,研究相同蓄热材料距地埋管中心距离不同时以及不同蓄热材料距地埋管中心间距相同时各测点温度的变化情况。结果表明,地埋管周围蓄热材料相同时,土壤各测点温度变化趋势因测点的距离不同而不同,且距离中心越近温度变化越明显;地埋管周围蓄热材料不同时,相同测点温度变化趋势基本一致,且每年取热完成以后的土壤温度升高,但由于导热系数的不同引起每年蓄热及取热过程中温度、蓄热量和取热量的差异。研究结果可为太阳能耦合地源热泵系统地埋管的工程设计提供理论参考。     

小方坯结晶器水温水速对传热过程影响

通过建立结晶器内钢液和水的二维对流-传热耦合模型过程,研究了小方坯结晶器冷却水入口温度和流速对铜管温度和结晶器内平均热流的影响.该模型使用Fluent进行求解,模拟了钢液和冷却水的流动和传热,凝固坯壳的生长,以及热量以辐射和导热两种通过保护渣和气隙.通过将坯壳厚度和铜管温度与其他研究的结果进行对比来验证模型准确性.研究结果表明,结晶器冷却水的温度显著影响铜管的冷面温度,水温超过313K会导致铜管冷面最高温度超过水的沸点.水流速升高0.49 m·s-1能够消除水温升高4K带来的不利影响.