加热原油管道停输热力计算

在加热原油管道停输过程中,油品温度下降,粘度上升,有时甚至出现冻管事故,常常给再启动带来困难。合理地进行热油管道停输后的温度计算,模拟原油的凝固过程,有利于确定安全停输时间,制订再启动方案。针对加热原油管道停输后油品、管道及周围介质的相互关系和它们的不稳定传热,提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行了处理,并构造出问题的差分方程。通过数值计算分析管道停输后油品冷却和冷凝规律,运用文中所提出的方法,对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算,与实测数据和文献中计算方法相比,该计算结果更符合实际情况。     

管道环焊缝接头焊接残余应力预测

本文利用ADINA非线性分析有序元程序,对低碳钢管道环焊缝接头焊接残余应力进行计算。在热弹塑性有限元分析模型中考虑了材料热物理和力学性能依赖于温度变化,计算预测结果表明：在管道接头内表面焊缝中心及近缝区轴向和环向残余应力均为拉应力;随离开焊缝距离的增加,逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力,而环向残余应力为拉应力,计算预测值与实测值基本一致,表明有限元法能够经济而有效地预测管道环焊缝接头的焊接残余应力。     

基于LTNE的饱和多孔介质THMC耦合模型数值研究

为探究多孔材料中流体流动和温度变化，课题组对溶质和溶剂在孔隙内发生的多物理场耦合问题进行研究。首先，基于局部热非平衡理论（LTNE），分析发生的THMC耦合反应，推导出其控制方程组；其次，将其物理模型简化为内含圆孔无限大平面，通过COMSOL Multiphysics软件，选用一维轴对称坐标系模拟仿真，研究多孔介质应力、孔隙流体压力、溶质摩尔分数和流固体温度分布规律；最后，分析各物理场参数影响。结果表明：随时间增加，各因变量峰值和谷值逐渐沿径向伸展，各物理场之间相互影响愈加深远；反应过程中需衡量参数取值。该研究既可为相关实验和解析方法提供参考，也可直接应用于实际工程中，有助于深入了解饱和多孔介质热流固化完全耦合行为。     

温度作用下变径管道的应力应变分析

管道在发生热胀冷缩效应时会产生热应力,由于热应力的存在使管道发生伸缩挤压从而使管道发生变形,在管道变径处可能发生破坏。通过有限元软件ANSYS进行建模分析,采用8节点solid实体单元模型模拟变径管道。研究同心变径管道在温度作用下最易发生破坏的薄弱位置、温度对变径管道的影响以及温差对变径管道的影响。结果表明:在温度作用下,变径管道薄弱位置位于管道的变径处周围;变径管道的极限应力和管道温度、温差都有联系。该研究为热力管道的设计提供参考,使得热力输能变径管道设计合理节能。     

基于ANSYS的装配式管道海面铺设强度分析

油船等大型海洋运油设备的应急油料卸载一直是海洋油气安全的重要研究方向。主要分析了装配式管道采用漂浮输送进行油船应急油料卸载时管道铺设完成后的受力状态,并计算了其中对管道影响较大的力,然后利用ANSYS软件进行海上漂浮空管的强度分析。结果表明:在采用每3根管线的长度锚固时,管道最大变形值为107.64 mm,最大应力值为203.66MPa,最大应变为0.000 97,均未超过极限值。分析结果可为确定油船应急油料卸载时管道的锚固距离及实际工程作业提供相关理论依据。     

塑料接线盒的型腔残余应力正交优化

由于塑料接线盒结构比较复杂,面上和侧边有多个小孔,对于注塑成型时熔体流动的阻碍改向较多,易产生较大的型腔内 残余应力,影响塑件强度。笔者设计了正交试验方案列表,并对每个方案组合进行了Moldflow分析,研究了模具温度、注射时间、保压时间、冷却时间、熔体温 度和保压压力6个参数对型腔残余应力的影响,找到了不同因素的影响力大小,合理进行了工艺参数组合的优化,找到了残余应力最小时的最佳工艺参数组合。 试验结果表明：正交试验可以针对试验指标结果进行某一注塑参数的精准优化,避免大量无序摸索,节省了注塑企业的时间和材料成本。     

管道冬季泄漏土壤热波动及原油渗流数值计算

采用有限容积法建立埋地管道泄漏多孔介质流固耦合相变数学模型,对冬季热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值模拟。研究表明：管道泄漏后,一定时间内管道周围土壤温度波动剧烈,由于受环境温度的影响,泄漏前锋原油温降较快,很快达到凝点,并出现不同形态的动态凝油层,致使原油渗流速率降低,热影响区范围变化逐渐趋于平稳。且随泄漏位置的不同,地表温度变化及土壤中原油分布差异较大。应用分布式光纤温度传感技术检测管道泄漏是可行的。     

基于均匀设计的高光注塑件残余应力研究

针对注塑成型过程中存在残余应力过大会严重影响制品成型质量的问题，提出了基于均匀设计的工艺参数选用 的优化方案。通过分析残余应力产生的来源，结合不同的浇口数量及冷却／加热管道的布局设计了6种方案，并选出最 优模具设计方案。采用均匀设计法进行试验方案设计；采用回归方程对试验结果进行曲线拟合；通过MATLAB编程求 最值的方法得到最优参数组合，减小残余应力的产生。结果表明采用均匀设计法的方案设计减少了试验次数，且采用优 化参数的注塑过程有效降低了残余应力值，提高了产品质量，证明了其合理性。     

越岭浅埋偏压隧道支护系统承载特性分析

从地理、地形及地质等方面,剖析了西南山区浅埋偏压隧道的建造环境,针对该类隧道介质参数、荷载的多变性及其衬砌结构力学传递机制的复杂性,基于衬砌结构稳定的强度和变形控制原理,研究了应力和位移双重等效的隧道介质参数反分析模型及其优化算法,并理顺了其实施操作程序.然后提炼出偏压隧道承载结构承载特性的表征参数及非均衡性刻画指标.最后以有限元数值方法为手段,研究了某隧道浅埋偏压段支护体系的力学响应,从中总结出浅埋偏压隧道支护结构的承载特征,为类似工程设计和施工控制措施提供指导.     

纸浆泵数值模拟研究进展

通过分别对近年来关于纸浆泵内流动介质在简单管道中和整机的数值模拟方法的概括总结,介绍了包括纸浆流动特性和纸浆泵数值模拟的研究成果,指出了这些研究的特点及其不足,并对纤维悬浮流模型在纸浆泵数值模拟中的应用前景和湍流模型研究的发展对于模拟准确性提高的意义进行了展望.     

含气水锤弯管动态响应影响因素研究

水锤工况下会产生极大的压力波幅值，不仅干扰管路系统的稳定运行，还可能损坏管路，对管路系统的稳定和安全运行产生巨大危害。以某工程实例为研究对象，借助CFD与CSD结合的流固耦合方法研究含气水锤作用下弯管的动态响应。采用单一变量法，研究水中气体体积分数、管道壁厚、水的初始流速、阀门关闭时间对流体压力、管道上应力及管道振幅的影响。研究表明：初始流速的降低、管道壁厚的增加、阀门关闭时间的延长均会缓解管道的应力状况，降低振动幅度。     

新型超临界水氧化反应器的设计

针对超临界水氧化反应器因应力腐蚀和盐析产生的设备损害问题,研发了一种新型夹套式釜式反应器。反应器主要由内筒、外筒和内筒固定板组成,并在内筒装填了吸附材料。反应器的内筒材质选用316L不锈钢,名义厚度为4mm,许用外压最大为2.3MPa;外筒材料选用304不锈钢,名义厚度为24mm,在温度575℃下的许用应力为79MPa。反应器内装填的吸附材料为活性硅,可以对反应过程中产生的无机盐进行吸附脱盐。该反应器可以避免应力腐蚀的产生,同时减少了无机盐在反应器内壁的析出和附着,避免了无机盐沉积引起的管道堵塞,从而保证设备的长期安全运行,延长反应器的使用寿命。     

低速流动管道反声降噪应用研究

降低流动管道噪声在工程上是非常有用的.作者以叶轮机械(鼓风机)为气动噪声源,采用旁通管反声降噪方法,对其进行了试验研究,在管道参数未优化的现场试验条件下,得到6－11dB(A)的降噪效果,表明这种方法有广泛的工程应用前景.     

抑制水合物冻堵的天然气开井动态模拟研究

针对天然气井工艺管道在开井过程中极易产生水合物冻堵的问题，采用Dynsim 软件建立了开井工况动态模 拟模型，讨论了开井流量、工艺管道敷设方式与保温层厚度、节流调节方案对节流后温度压力的影响，分析了开井过程 中外界热交换的动态变化特征及对开井过程的影响，提出了加热炉前工艺管道优化设计与开井过程水合物优化控制 方案。结果表明：开井流量对水合物生成风险具有重要影响，开井流量越小，水合物生成风险越大，但不管开井流量 如何调整，井口工艺管道内均存在水合物生成风险；在保证下游出口超压在可接受范围的前提下，应通过同时调节各 级节流阀或主要调节二级与三级节流阀来尽量增大开井流量，并配合注醇、加热等方式来避免在工艺管道中生成水合 物；井口至加热炉前的工艺管道宜采用埋地敷设方式，埋地敷设管道无需保温，而架空敷设管道宜加保温措施。     

工艺参数对防眩板注射残余应力的影响分析

残余应力会导致注塑制品出现应力痕、应力开裂,翘曲变形和后变形等问题,进而影响制品寿命,光学性能,电学性能和物理性能等。以防眩板为模型,利用Moldflow 软件采用有限元方法,系统分析了模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力及玻璃纤维含量对残余应力的影响。结果表明,随注射速率和模具温度的增加残余应力增加,随保压压力、玻璃纤维含量和熔体温度的增加残余应力减小,但各因素对残余应力的影响并不一样,按其敏感程度依次是熔体温度、玻璃纤维含量、保压压力、注射速率及模具温度。     

固液两相流管道水力输送的研究进展

在参阅国内外有关文献的基础上,介绍了管道水力输送的基本原理,综述了管道固液两相流动中流动状态,浓度和速度分布,临界流速及摩阻损失等方面的研究进展。     

氨油分离器爆裂的材料失效分析

利用扫描电子显微镜对一台氨油分离器的爆裂断口进行了观察，分析了裂纹形成的机理，找出了容器失效的原因。认为这起事故主要是由于处于拉应力状态下的容器，在液氨特定介质的作用下，材料发生应力腐蚀，引起晶间裂纹的产生和扩展，最终导致了容器的爆裂。为减少和避免类似事故的发生，对在特定介质中运转的压力容器的设计、制造及使用等方面提出了一些方法。     

获得精细数值模拟流动参数的新方法—微观网络模拟

为了解决油藏精细数值模拟的网格流动参数难题,依据地质事件的层次性和结构性特征,将宏观问题的求解转化成对微观对象的研究,应用微观随机网络模拟方法获得了精细数值模拟的网络流动参数;并应用定向渗流理论建立了随机网络模型,方便、灵活地构造出岩石各种类型的孔隙结构特征和润湿性特征,较好地表征多孔介质的微观静态特性;快速、有效地模拟不同静态特征岩石的微观流动参数。通过实例证实微观网络模拟是精细数值模拟获得小规模流动参数的有效方法。     

气液混合物通过孔板的修正能量流动模型及其在双参数流量测量中的应用

根据能量方程能确切地反映气液双相流动中的不可逆损失这一特点,在劳伦兹能量模型的基础上,本文提出了新的截面含气率的计算方法,从而得到了修正分相能量模型,并以此作为处理数据的依据。作者用三块不同截面比的安装在管径为50.8mm的管道上的锐缘孔板,分别与口径为100mm的椭圆齿轮流量计组合进行了试验,试验结果表明,利用此模型处理数据时,不必考虑孔板截面比的影响,也不必考虑被测介质干度范围的影响。在本试验的范围中,(0.00111相似文献