空间双圆弧切接矩形弯管的几何分析与计算

空间管道广泛应用于机械、化工、建筑、冶金和造船等工程,在管道设计中,常常要求一种矩形弯管光滑连接两轴线交错管道。本文探讨了这种弯管的连接特点和设计规律,得出了连接条件及有关计算公式,并辅以例题作了验证。本文的结果对矩形管道设计及展开有实用意义,为计算机辅助设计矩形空间管道提供了理论依据。     

硬岩掘进机液压弯管振动功率流研究

针对硬岩掘进机(TBM)强振动环境下的液压弯管传递效率降低和损坏的问题,提出了以振动功率流的方法来研究管道的振动特性.首先,根据应力与功率的关系,建立了弯管振动功率流计算模型.然后,通过仿真分析探究了不同基础振动参数和弯管结构参数对弯管的应力影响规律,并给出了弯管的总功率和振动功率流的计算方法.最后,采用正交试验分析了弯管结构参数的影响主次顺序,优化了管道的结构参数并使管道振动功率流降低了30.52%,同时提出了基础振动下弯管的设计流程.结果表明,本文所提出的分析方法能为基础振动下弯管的设计和选型提供理论依据.     

管道设计中关于管道应力的分析与考虑

管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性,防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。在管道设计中,一部分管道是必须进行应力分析和计算的;而不需要应力分析计算的管道又分为两部分,一部分根据经验或者已经成功的工程实例,在管道设计中加上相应的弯管、膨胀节等来避免,从而不需要应力分析计算,另一部分管径小、管道长度短、常温常压、非易燃易爆或有毒介质、不连接动设备且不产生振动的管道不需要应力分析计算。     

不同弯型管道内粉尘爆炸传播规律

为探究粉尘爆炸在弯型管道中的传播规律,基于1m³粉尘爆炸测试系统,搭建了S型、U型、90°弯管与长直管道4种结构,利用玉米淀粉为实验介质,测试研究了粉尘爆炸在弯管内的压力发展与火焰传播速度变化规律.结果表明:对于所建立的管道系统,当粉尘浓度相同时,超压峰值在整体管道内的传播呈下降趋势,但其在弯管处的衰减程度会有所降低,且4种管道衰减程度由高到低依次为:直管>90°弯管>S型弯管>U型弯管;火焰在管道内呈持续加速状态,但弯管处的火焰上升幅度明显小于直管,弯管对火焰的传播起阻碍作用.以上研究结论对于除尘系统的防爆设计具有参考价值.     

短补偿臂“Z”形供热直埋弯管的应力分析

《城镇供热直埋热水管道技术规程》CJJ/81-2013规定,Z形弯管补偿器补偿臂长不应小于2倍管道的弹性臂长。工程实践中由于道路等条件限制,绝大部分Z形弯管补偿臂长小于2倍管道的弹性臂长。这样规定,使得相当一部分Z形弯管不但不能用作Z形弯管补偿器使用而且还要人为安装补偿器或固定墩进行保护,既增加了工程造价、延长了施工周期、还降低了供热运行的安全性。针对这一问题,应用ANSYS10.0有限元分析软件,对DN150-DN500供热直埋管道补偿臂长小于2倍管道弹性臂长的"Z"形弯管进行了数值模拟。得出了补偿臂长在1.25~2倍管道弹性臂长的"Z"形弯管,SINT应力值更小,更适宜用作Z形弯管补偿器使用。这一结论填补了CJJ/81-2013中,对于管径在DN150-DN500、补偿臂长在1.25~2倍管道弹性臂长的"Z"形弯管,用作Z形弯管补偿器使用的空白。     

基于自驱动螺旋行进式管道机器人

本机器人具有很强的自适应性。解决了管道机器人在特殊管道（如弯管、变径管、垂直管）的自适应难题，具有很广的适用范围及很好的推广前景。由于其具有柔性的主体结构，能够通过U型管等大部分弯管结构。可变支撑腿的设计使得机器人能够适应一定的管径变化，采用大功率、     

自适应支撑式管道检测机器人的通过性设计

针对电力和石油天然气领域中直径为250～350mm管道的检测需求,设计自适应支撑式管道检测机器人,研究其在无障碍弯管与环形台阶障碍管环境下的管道通过性。首先分析管道特点,结合丝杠螺母和弹簧机构设计具有变径自适应能力的机器人行走机构;其次,建立机器人弯管运动学模型及环形台阶障碍动力学模型,进行管内运动的几何约束分析、速度协调分析和动力学分析;然后,在ADAMS中建立虚拟样机仿真平台,对机器人在弯管和环形台阶处的通过性进行仿真研究;最后,搭建机器人管道通过性试验平台进行实验验证。研究结果表明:在无障碍管和障碍管环境下,机器人运行平稳,能顺利通过;在通过弯管时,采用速度协调模型,可减少电机力矩和降低能量消耗;在跨越环形台阶障碍时,机器人电机力矩随台阶高度增大而增加,可通过不高于15 mm的环形台阶障碍。     

交错等径管道双环连接设计

本文就交错等径管道双环连接各设计参量之间的关系,推导出一组计算公式,并结合弯管加工工艺和技术规范提出设计参量的合理选择;本文还就建立的几何模型对各设计参量之间关系进行分析,据此编写程序,为应用电子计算机求解提供一种新的思想方法;就图解法进行求解,本文也作阐述。无论是使用计算公式,编程求解或图解法应用,它们之间有一定的内在联系。     

含粗骨料膏体输送管道磨损机理及参数优化

为探究不同管道参数对管道磨损的影响,并对管道参数进行优化,运用响应面法(RSM)开展含粗骨料膏体充填管道输送的数值模拟研究,基于RSM试验结果分析单因素和多因素耦合对管道磨损的影响,并运用MATLAB对管道参数进行优化。研究结果表明：在单一影响因素下,管道参数对最大磨损速率的影响程度从大到小依次为管径、弯径比、弯管角度,而多因素交互影响下管径和弯径比的交互影响起决定性作用。在试验设计范围内最优管道参数如下：管径为198.05 mm,弯管角度为84.50°,弯径比为4.57。     

脉冲静压气力输送煤粉的输送比研究

对影响脉冲静压气力输送比的各种因素进行了分析.重点对发送罐的形状和装置以及连接方式进行了设计.实验中,以弯管和直管的压损、料长/气长之比等为主要参数进行了测量,结果表明,发送罐的设计和管道的布置更为合理,气密性更好.结果还表明,在发送罐初始压力相同的情况下,输送的煤粉量越多,输送比就越高;输送比μ和单位质量煤粉的输送时间成线性或分段线性关系。     

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。     

热管换热器的计算机设计

本文给出计算和设计重力式热管换热器所需的主要公式与数据,并在此基础上给出计算机框图,根据实验与经验资料得出的计算与设计程序可以得出热管元件与换热器的外型图,这种图可直接应用于生产,为热管换热器的设计提供快速而准确的方法。     

数控弯管机三维计算机辅助设计

文章在研究弯管机工作原理和机械结构的基础上,采用PRO/E技术,设计了STAR-03W单模数控弯管机的机械结构,包括弯曲轴、弯曲臂、Y-B向组合机构、调整装置和床身设计等。为深入了解设计结构是否合理以及更准确地控制弯管机的运动过程,对弯管机进行了加工生产过程中的机械运动仿真,实践证明,该数控弯管机设计可靠,能广泛应用于汽车、空调等行业的各种管件和线材的弯曲。     

基于遗传算法的单U地源热泵钻孔内热阻研究

基于地源热泵单U地埋管二维换热模型,以钻孔内的换热热阻为目标函数,以回填材料导热系数、两埋管间距及管内水流速等参数为优化变量,利用添加了精英保留及迁移优化的遗传算法,对各参数同时变化时进行了目标函数优化,并分析了各参数对热阻性能影响,当回填材料导热系数、两埋管间距及流速均为最大值时,其对应的钻孔内换热热阻达到最小.研究结果对优化地埋侧换热器的设计具有一定参考价值.     

水平旋喷组合结构中管棚受力特点数值分析

为研究隧道预加固管棚水平旋喷桩组合结构中管棚的力学行为、管棚搭接处的受力特点,采用三维弹塑性有限元方法,对比分析在开挖过程中,管棚水平旋喷桩组合结构和超前管棚注浆结构中管棚的轴应力、剪应力、弯矩分布特点。结果表明:管棚水平旋喷桩组合结构中,钢管所受弯矩和剪应力约为超前管棚注浆结构的10%,所受轴应力约为超前管棚注浆结构的40%;钢管的受力特点与超前管棚注浆结构存在较大差异。2种结构的管棚搭接处的力学行为均较为特殊,在分析管棚水平旋喷桩组合结构中钢管的受力情况,或对超前管棚注浆结构考虑管棚搭接效应进行受力分析时,应将现有受力简化模型进行修正。     

土壤初始温度及地下水渗流对多供一回中心回水管换热器的影响

为研究地下水渗流对多供一回中心回水管换热器与周围岩土体换热情况的影响,以黄土高原地区实际土壤环境为依托,采用DesignMoldeler软件建立多供一回中心回水管换热器及周围土壤的三维热渗耦合传热模型,利用Meshing软件对模型进行网格划分,并采用Fluent软件对其进行数值模拟.分析岩土体分层条件下,沿埋深方向变化的土壤初始温度、不同地下水渗流方向及间歇运行模式对多供一回中心回水管换热器换热的影响.研究结果表明:分层土壤初始温度不同对不同类型的多供一回中心回水管换热器影响较大,故不可忽略;不同地下水渗流方向对不同类型的多供一回中心回水管换热器影响不同,存在一个最佳渗流方向使得换热效率达到最高;间歇运行模式可提高热泵运行效率,减小埋管的设计长度,从而减少初投资.     

Buckling behavior of pipes in oil and gas wells

Based on the non-linear differential equations of buckled pipes, the buckling behavior of pipes in different wellbores has been analyzed. The relation between the deflection of buckled pipe and the loads on it has been given, and the critical loads for sinusoidal and helical buckling within different wellbores subjected to axial and torsional loads have been determined. Therefore, the profile of load increase during the post-buckling process and the bending moments in the buckled pipe can be determined. In addition, the effects of down-hole packer as fixed end on the helical buckling behavior of pipes have been investigated. These results can be applied to the related engineering design and construction. Keywords: sinusoidal buckling, helical buck     

供热管网直埋敷设在集中供热工程中的应用

介绍了供热管网直埋敷设的设计、施工要点,阐述了直埋保温管的质量要求,总结了供热管网直埋敷设在太原市集中供热工程中应用的一些经验教训。     

龙凤水库供水工程管材比选

介绍了龙凤水库供水工程概况,阐述了工程规划及设计,重点讨论了供水管材的比选,特别对目前4种常用的供水管道（包括钢管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管）进行了技术经济分析,选出球墨铸铁管作为龙凤水库供水工程管材。     

PGZX-1型炉管爬行机器人机械结构设计

PGZX—1型炉管特指管径在50 mm—90 mm,管间距在30 mm左右的直管。目前很多化工厂锅炉管道和热电厂加热管均属于PGZX—1型炉管。因长期受热,炉管极易产生严重的渗碳现象,需对管柱渗碳层厚度进行检测,以随时了解炉管内部渗碳情况,确保工作的稳定性及安全性。提出了一种能够攀爬管柱的机器人,这种机器人不受攀爬管柱材料和管径限制,在尺寸及重量上实现最小化。对炉管爬行工作时面临的管间距狭小,管径变动及管体变形进行了针对性设计,介绍了新型爬管机器人的原理方案,阐述了新型爬管机器人主要机械结构的设计原理。