锅炉管道在内压及温度作用下的应力分析

利用有限元方法和经验公式求出了整体锅炉管道在内压和温度作用下的变形及各截面上的弯矩,重点分析了椭圆形截面管上各点的环向应力。结果表明:在内压作用下,沿椭圆形截面环向应力的最大值发生在椭圆长轴顶端的内侧,是破坏的裂源点;椭圆度的大小是影响弯管破坏的最主要因素;内压是造成椭圆形截面管破坏的主要外界因素。     

内压作用下弯管应力的实验研究

采用电阴应变测量技术研究了带有初始随圆度的弯管在纯内压作用下的应力分布。实验结果表明,弯头横载面上的环向应力和轴向应力分布均呈相似的“Ｗ”型,但各点环向应力的绝对值均大于轴向应力。最大应力在外弧线的环向,比直管高出６２．７％,最小应力在中线弧处,为负值。这种应力分布情况也与弯管受平面弯矩时完全不同。     

90°弯管下游管路流场的非定常特性

借助分离涡模拟(DES)方法,对圆形截面90°弯管内部及下游管路内湍流流场的流动特性进行了研究.分析了不同入流速度、入流直径和弯管中心线半径对下游流动及壁面压力波动的影响.计算结果表明:弯管小半径附近区域发生边界层分离,在下游出现拟序结构及壁面压力波动;提升入流速度能使频谱特性向高频次发展;改变管路直径并不改变内部流场的主要特征;降低弯管曲率可有效降低下游管路壁面上的压力波动.     

椭圆形截面管受内压作用的环向应力分析

本文以通常的结构静力分析方法推导了椭圆形截面管受内压作用时沿环向各截面的附加矩公式，并用数值积分求出了管中各截面上的应力，与有限元方法得到的结果比较，两者非常接近。文中绘制了危险点应力随椭圆度a，长轴半径a和管壁厚t而变化的关系曲线。计算结果表明，随椭圆度的增加，管内危险点的应力迅速增加，是造成管道破坏的主要因素。     

弯管内二次流对固粒磨损壁面的影响

应用双流体模型在贴体坐标系下数值计算了90°方形截面弯管内稀疏气固两相的二次流动.应用气固两相动量方程在次流截面上分别采用速度是、否耦合2种求解方法,计算了固粒对壁面的磨损.计算与实验结果吻合较好.结果显示气相二次流动阻碍了固相在次流截面上冲向弯管外壁的速度,固相二次流使弯管外壁面中心区域的磨损量加大,在90°截面处达到最大值,其磨损量是同截面侧壁处的4倍,固相二次流加剧了局部磨损,从而缩短了设备的寿命.因此,该方法为抑制固相二次流提供了技术依据.     

环形偏心圆截面弯管内对流换热方程的建立及数值模拟

讨论了环形偏心圆截面弯管内的对流换热特性,并在此基础上建立了对流换热方程.同时采用数值模拟的方法分析了环形偏心圆截面弯管内的流场分布.     

正常使用内压作用下大坝背管环向钢材应力实用新算法研究

分析了管壁环向受力模式以及混凝土开裂对管壁环向抗拉刚度的影响。将管壁视为正交异性体，分析了管壁环向平均应变。推荐了通缝截面钢材环向应力的计算新方法，给出了算例，并对算法精确度作了充分论证。     

含局部减薄弯管的塑性极限载荷分析

通过对有减薄缺陷弯管三维有限元模型的分析,研究了受内压弯矩联合作用时局部减薄缺陷与弯管塑性极限载荷的关系。局部减薄弯管的塑性极限载荷与减薄缺陷的形式有关,减薄的轴向尺寸、环向尺寸及深度对塑性极限载荷有不同的影响。弯矩与内压的比例对局部减薄弯管的塑性极限载荷也有影响。文中描述了局部减薄弯管的塑性极限载荷的变化规律及在不同情况下局部减薄弯管的失效模式.     

绕任意轴旋转的矩形截面弯管流动特性

为了探讨绕任意轴旋转的矩形截面弯管流动规律,利用数值计算的方法研究了绕任意轴旋转的矩形截面弯管内的粘性流动情况,分析了在不同入口距离处离心力和科氏力共同作用下的二次流动、轴向主流的发展变化情况。计算结果表明：对于宽高比λ≤1．0的矩形截面弯管,在距入口的不同距离上,依次有2涡-4涡-8涡-4涡流动结构的变化,最多有四个速度极值区并且都靠近管道的外侧;大曲率、大上Dn数时,F=0轴向速度的极值点靠近管道外侧,F=-1的轴向速度的极值点靠近管道内侧。     

不同湍流模型在90°弯管数值模拟中的应用

为了揭示不同湍流模型对弯管内部流动模拟的影响因素,在90°弯管PIV(粒子成像测速仪)试验研究的基础之上,采用6种湍流模式模拟了方形截面90°弯管内的三维湍流流动,与试验数据进行了比较,并根据试验与数值计算的比较结果,选择较优的湍流模型模拟了半径r=164mm的速度分布曲线以及各个截面内的流动情况.结果表明:LES(大涡模拟)模型的计算结果在流体运动的整个过程中与试验值符合较好;其他湍流模型模拟弯管直线段时,计算误差较小,而一旦流体进入弯曲段后,计算值与试验值存在一定差异.相对于RNG(重正化群)k-ε(湍动能-耗散率)湍流模型,LES模型计算半径r=164mm上速度分布与试验值更为接近.此外,LES模型能够较好地模拟出弯管各个断面上的二次流动情况.     

进气弯管几何参数对跨声速离心压气机性能的影响

对弯管进气的跨声速离心压气机进行数值模拟分析,研究不同弯管几何参数对压气机性能的影响规律并分析其影响机理,结果表明弯管进气下压气机性能均有所下降。叶轮与上游弯管的气流存在较强的相互作用,弯道出口与离心压气机叶轮前缘截面距离越小弯管角度越大,叶轮进口截面的周向畸变越严重;周向畸变程度与压气机性能下降程度之间无必然联系,畸变进口与叶轮端区的二次流相互作用能够改变叶轮进口激波形貌及端区的损失特性,进而影响离心压气机的工作性能。     

PVC-U双壁波纹井管的环向破坏模式与承载力分析

针对ＰＶＣ－Ｕ双壁波纹井管的材料和结构特点，考虑成井工艺和运行时间的影响，分析了其环向破坏模式及承载力。分析表明，其危险工况是管外在封填中或封填后短时间内，表现为环向失稳破坏；其承载力的影响因素，一方面是材料的机械强度和管材的截面尺寸，另一方面是井管周围滤料的密实程度和成井工艺。文中还提出了两种典型荷载作用下其环向承载力计算公式。     

埋地热输管线的内力和应力计算

前言 埋地热输管线在试运阶段,管线温度突然大幅度升高,发生热胀现象。因为弯管的柔性较大和管线受土壤约束,弯管两侧直管的热胀量向弯管集中,使弯管及其附近直管产生很显著的变形和承受很严重的内力(弯矩、轴力和剪力)。在比较不严重的情况下,弯管及其附近直管的截面由元形变成椭元形,使管线不能通球,影响扫线清蜡;管线长期结蜡后,输送油品量将严重下降。在严重的情况下,弯管附近甚至产生裂缝,发生泄漏油气事故,造成仃输。影响生产。因此,合理的设计热输管线具有很重要的意义。     

阀体后90°圆形弯管内部流场PIV分析

利用激光粒子图像速度场测试技术对阀体后90°圆截面弯管的内部流场进行测量,分别在不同阀体开度和流速工况下,获取了弯管内大量高分辨率瞬态速度场数据,并对其进行统计分析,以获取相关流场特征,包括时均速度场、流线图谱及涡量场等.结果表明：阀体后弯管流场存在明显的高速区和低速区,并在特定工况下产生涡流;流场特性随着阀门开度、流速以及截面位置的不同而产生较大的变化.     

接触式弯管测量机研究

论述了接触式弯管测量机的测量原理，并给出其具体方案，通过移动末端装有Ｖ型测量叉的铰接五轴测量臂，使型测量叉与弯管外表面接触，完成弯管的接触测量，利用增量式光电角位移编码器的输出角和测量机各连杆的长度来计算变管轴线的方位；基于坐标转换原理推导了测量机的数学模型，采用最小二乘法拟合弯管的轴线，减少了测量误差，测量机仅需一次与弯管外表面接触即可确定弯管某直管段的轴线，研究工作有助于国内弯管测量机的研究与     

环形偏心圆截面弯管内温度场分布浅析

采用基于非结构网格的SIMPLE方法数值研究了环形偏心圆截面弯管内的温度场分布．假定流动在轴向常压力梯度以及温度梯度下充分发展，并且考虑了浮力对于流场和温度场的影响．     

接触式弯管测量机研究

论述厂接触式弯管测量机的测量原理，并给出其具体方案．通过移动末端装有V型测量叉的铰接五轴测量臂，使V型测量叉与弯管外表面接触，完成弯管的接触测量；利用增量式光电角位移编码器的输出角和测量机各连杆的长度来计算弯管轴线的方位；基于坐标转换原理推导了测量机的数学模型．采用最小二乘法拟合弯管的轴线，减少了测量误差．测量机仅需一次与弯管外表面接触即可确定弯管某直管段的轴线．研究工作有助于国内弯管测量机的研究与开发．     

初始条件影响气体非稳定爆轰波在弯管中传播特性的实验研究

对丙烷 氧气 空气的预混气体非稳定爆轰波通过圆形截面弯管时传播特性包括弯管角度以及预混气体的初始浓度和初始压力的影响因素进行了初步的实验研究 .结果表明 ,初始条件对可燃气体非稳定爆轰波经过弯管时爆轰参数有很大影响 .随着弯管角度的增加 ,弯管后非稳定爆轰波强度先增加后减小 ,弯管前非稳定爆轰波强度变化很小 ;随着预混气体的初始浓度和初始压力的增加 ,弯管前后非稳定爆轰波强度增加 .这一实验研究结果对安全使用管道阻火器具有重要的实际意义     

弯管中的气液两相流水击现象

以 90°弯管为研究对象 ,对气液两相流水击压力波在弯管中的传播和衰减规律进行了实验研究 .实验弯管采用曲率半径与管径比R /d分别为 1.9,2 .5 ,3.2 ,3.8;含气率范围为 0～ 1.7% ;表观液速为 0 .2 3～ 1.6 4m/s .得出了弯管中内外两侧不同部位水击压力及其随含气率、流速变化的规律 .压力波在弯管中的传播与在直管中差异很大 ,弯管外侧压力明显大于内侧 ,在弯管出口与入口直管段处两侧压力相同 ,形成压力环 .压力环形状受含气率影响最大、表观液速次之、曲率半径影响最小 .经过弯管后水击压力有不同程度的衰减 .随着气含率的增加 ,压力衰减加快     

用上限元法计算L型截面环件在轧制过程中的轧制力

本文利用上限元法,根据 Ｌ 型截面环件在轧制成形过程中的塑性变形区的特点,将变形区划分成三个单元块,建立各单元的动可容速度场,最后计算了轧制力,并将计算值与试验值进行了比较,证明用上限元法做为一个工程计算方法在环轧分析上的合理性及可行性。为探讨异型截面环件轧制变形区中复杂的金属流动规律提供了有益的帮助。