多室式钢管混凝土T形中长柱轴压性能研究

为了实现对多室式钢管混凝土T形柱轴压稳定性能的研究,进行6个中长柱试件及4个短柱对照试件的轴压试验,重点考察前者的破坏形态、荷载-变形关系及截面尺寸对承载力的影响。试验结果表明,中长柱的力学行为与短柱有较大不同,其破坏属于整体弯曲破坏,增大腹板高度对承载能力会产生有利影响。同时,将改进Mander模型后所得的混凝土本构关系引入有限元软件ABAQUS中,对试验进行了有限元模拟,其结果与试验结果吻合较好。在试验及有限元分析的基础上确定了中长柱与短柱之间的界限长细比,并对这一新型结构柱稳定承载力的计算方法进行了探讨,给出可供实际应用参考的计算公式。

多室式钢管混凝土T形短柱轴压性能试验研究

对钢管混凝土T形柱进行合理的改进,提出多室式钢管混凝土T形柱(MT-CFST柱)。进行12个短柱试件的轴压试验并对其破坏过程作了详细描述,给出试件的轴压应力-纵向平均应变曲线,同时也考察试件的破坏形态及截面各尺寸、板件布置方式、钢板厚度、混凝土强度等因素对试件力学性能的影响。试验结果表明:多室式钢管混凝土T形柱能较好地增强T形截面内钢材对混凝土的约束作用,发挥两种材料的组合性能;试件的破坏以局部鼓曲和整体剪切两种形式为主,轴压性能受腹板高度、钢板厚度及混凝土强度的影响较大。同时,参考国内外4种钢管混凝土规范中的计算方法对试件的承载力进行计算,经过对比后发现,按EC4规范计算的结果与试验结果符合最好。

多室式钢管混凝土T形偏压短柱性能分析

采用ABAQUS软件,建立了多室式钢管混凝土T形短柱的有限元模型。对3个轴压短柱试件进行了模拟分析,得出荷载-位移曲线,并将计算结果与试验结果进行了对比。在此基础上对多室式钢管混凝土T形短柱的偏压性能进行了大量数值模拟计算,得出了其N/Nu-M/Mu相关曲线,分析了各参数对其N/Nu-M/Mu相关曲线的影响。参考矩形钢管混凝土柱承载力的计算理论和方法,在分析计算数据的基础上,建立了多室式钢管混凝土T形短柱偏压承载力的简化计算公式。分析结果表明,所提出的偏压强度承载力计算公式与数值模拟结果符合良好,可供工程设计参考。

多室式钢管混凝土T形柱压弯性能分析

对几种新型多室式钢管混凝土T形柱形式,通过有限元方法研究其典型压弯受力性能,考虑多室式布置方式、轴压比、混凝土强度等因素的影响。有限元分析结果与试验结果基本符合,其中将腹板钢材延伸到翼缘内,并在最为薄弱的腹板尖端加厚钢板的多室式布置最为合理。研究发现,随轴压比增大,曲线延性下降,构件正向和负向承载力差距变大。混凝土强度下降时,承载力有小幅下降,构件的延性位移有所增加。

多室式钢管混凝土T形短柱的非线性分析

通过定义等效方形截面和改变混凝土强约束区、弱约束区界线底角来衡量多室式T形截面内钢材对混凝土的整体约束作用,依据轴压试验结果修正了Mander约束混凝土模型中有效侧向约束力及下降段的表达式,建立了核心混凝土的本构关系。应用ABAQUS对8个多室式钢管混凝土T形短柱试件的轴压性能进行了模拟,模拟结果与试验数据的对比表明,该本构关系能较好地适用于对构件性能的非线性分析。在此基础上探讨了构件中钢材和混凝土的共同工作情况,发现其工作机理与其它截面形式的钢管混凝土柱较为一致。将多室式钢管混凝土T形柱视为由3个矩形钢管混凝土部件折减钢板后组成,应用叠加原理得出了构件的强度承载力公式,可供实际应用参考。

多室式钢管混凝土T形构件纯弯力学性能研究

进行了4个多室式钢管混凝土T形试件和2个多室式空钢管T形对比试件的纯弯试验,着重研究前者在纯弯状态下的变形过程及破坏形态,同时考察了截面尺寸、加载位置等参数对其纯弯力学性能的影响。试验结果表明:增大截面腹板高度能显著提高多室式钢管混凝土T形试件的抗弯承载力;力分别作用在翼缘或腹板时其承载能力有一定的差异;试件的破坏形态以整体弯曲为主。采用有限元方法对多室式钢管混凝土T形试件的弯矩-挠度曲线进行了全过程分析,与试验结果吻合较好。最后在参数分析的基础上提出了多室式钢管混凝土T形构件抗弯承载力的实用计算方法。

多室式钢管混凝土组合L形柱轴压性能有限元分析

为了克服目前钢管混凝土L形柱钢板存在90°阴角,钢管与核心混凝土之间相互作用相对较弱的缺点,提出了多室式钢管混凝土组合L形柱,是由三根矩形钢管型材焊接形成多室式异形钢管,再向其中浇筑混凝土而成。为更准确地确定该种组合构件截面形心的位置,给出了用刚度换算截面法确定其截面形心的计算过程。探讨了L形截面钢管混凝土构件弯曲屈曲长细比和弯扭屈曲换算长细比的计算方法。建立了多室式钢管混凝土组合L形柱的有限元模型。通过对其轴压短柱计算结果的分析,分析了截面的变形特点及工作机理。通过对其轴压长柱进行的特征值屈曲分析,比较了构件绕两个主轴屈曲时的变形特点及相应弹性屈曲临界力的大小。通过对其中长柱进行的非线性屈曲分析,分析了构件长度、钢材屈服强度、初偏心方向等参数对构件受力性能的影响,提出了中长柱稳定系数的计算公式。结果表明:多室式钢管混凝土组合L形柱可减小阴角部位钢管的变形,增加钢管对混凝土的约束作用;在长细比较小时,绕对称轴的弯扭屈曲起控制作用,但当长细比较大时,绕非对称轴的弯曲屈曲起控制作用;在一端固定一端自由端的条件下,按非线性屈曲分析,不同偏心方向的受压承载力区别不大,但仍以绕非对称轴方向弯曲的承载力最低。

多室式钢管混凝土T形偏压长柱性能分析

采用ABAQUS软件建立了多室式钢管混凝土T形长柱的有限元模型,对4组试件进行了模拟分析,得出荷载-位移曲线。在此基础上对多室式钢管混凝土T形长柱的偏压性能进行分析,得出N/N_u-M_u相关曲线,分析了各参数对N/N_u-M/M_u相关曲线的影响。采用已有钢管混凝土承载力计算公式,对有限元分析结果进行数值回归,引入δ、η等系数,提出该类长柱偏压承载力简化计算方法。分析结果表明,所提出的简化计算公式与数值模拟结果符合良好,可供工程设计参考。

多室气升式环流反应器气、液、固三相相含率的研究

在一个四流道的多室气升式环流反应器中,以空气 水 聚苯乙烯为体系,考察了气体表观速率对气含率和固含率的影响。结果表明:某一上升室的气含率只与该室气体表观速率有关。上升室和下降室的气含率均随气体表观速率的增大呈现先增大后减小的趋势;上升室和下降室的固含率随气体表观速率的增大均呈现先减小后增大的趋势。同时在鼓泡流下,用漂流通量模型模拟了气含率,上升室和下降室气含率的计算值和实验值的平均相对误差分别为6.90%和9.04%;用无因次法建立固含率的关联式,固含率的计算值和实验值的平均相对误差为2.75%。

多室气升式环流反应器的气含率研究

在四流道的多室气升式环流反应器中 ,常温常压下 ,以空气作为气相 ,以水、0 .5 %、1%、5 %NaCl及 0 .5 %、1%、5 %Na2 SO4 作为电解质 ,考察上升区气含率与操作气速及电解质密度的变化规律。并用回归分析的方法 ,建立了上升区气含率与电解质密度的半经验关联式 ,用该式得到的上升区气含率的计算值和实验值的平均相对偏差为 2 .5 8%。

三相多室气升式环流反应器气含率的研究

在1个4流道的三相多室气升式环流反应器中,以空气-水-K树脂为体系,采用压差法测量气含率,考察了上升室气体表观速率、固体装载量对上升室与下降室气含率的影响。结果表明:上升室的气含率随着该室气体表观速率增加而增加,而随着另一上升室气体表观速率增加而略有降低;下降室的气含率随着该室气体表观速率增加呈现3种变化趋势,而随着另一上升室气体表观速率增加而略有增加。上升室和下降室的气含率均随着固体装载质量增加而降低。在鼓泡流下,根据流体力学平衡原理,建立了上升室气含率的模型;用关联式法得到了下降室气含率的模型,模型预测值与实验结果吻合较好。

多室气升式环流反应器传质特性

以Higbie的渗透理论为基础,建立了多室气升式环流反应器体积传质系数的模型方程,用亚硫酸钠空气氧化法测定反应器的比表面积和体积传质系数,讨论了表观气速和催化剂浓度对它们的影响,并验证了模型的适用性。

多室气升式环流反应器的轴向分散及混合特性

在一个具有四流道的多室气升式环流反应器中,对空气-水体系,用电导脉冲示踪技术以饱和氯化钾溶液为示踪剂,对器内轴向分散及混合特性进行实验研究。用波登斯坦准数(BO)表征轴向分散特性,混合时间(tm)表征混合特性。实验中,固定一个上升区(3区)的表观气速(0.0037～0.0246m·s-1),改变另一个上升区(1区)的表观气速(0.0081～0.0313m·s-1)。结果表明,两个上升区的表观气速共同影响循环液速,进而影响器内的轴向分散及混合特性。固定3区表观气速,波登斯坦准数(BO)和混合时间(tm)均随1区表观气速的增大而减小,并随固定气速的增大而减小。BO值在60～130之间变化,说明器内返混程度相当小。tm值在80～110s之间变化,即需6～8次循环器内物料可充分混合。由此可见,该多室气升式环流反应器内的液体流动接近于平推流。

三相多室气升式环流反应器中上升室气含率研究

在一个4流道的多室气升式环流反应器中,以空气-水-K树脂为体系,考察了上升室气体表观速率和固体装载量对上升室气含率的影响。结果表明:上升室的气含率随着该室气体表观速率增加而增加,而随着另一上升室气体表观速率增加而略有降低;上升室的气含率均随固体装载量增加而降低。在鼓泡流下,根据漂流通量模型,建立了上升室的气含率模型;上升室气含率的模型计算值和试验值的平均相对误差为6.429%。

多室气升式环流反应器流动特性的数值模拟

在空气-水两相多室气升式环流反应器(MALR)中,采用欧拉-欧拉两相流模型对扇形反应室内气液两相流动过程进行了数值模拟研究,考察了上升室的气含率、液体速度随表观气速的变化,最后用实验数据对模拟结果进行了验证。结果表明,某一上升室气含率受该室表观气速的影响较大,与另一上升室表观气速的影响较小;循环液体与上升室流体流动型式有关;气含率和循环液速的模拟值与实验值的平均相对误差分别为5.36%和8.28%;说明了应用数值模拟方法研究MALR流动特性的可行性。

多室隧道连续式真空烧结炉及热处理炉的研制与应用

本文介绍了国内首台多室隧道连续式真空烧结炉的设计原理和研制过程。介绍了其应用背景、系统构成、各主要单元的工作原理,并根据相关技术需求开发设计出一套有自己特色的生产设备。

多室板式自由流降膜蒸发器的构造及其计算

本文介绍了多室板自由流降膜蒸发器分室的目的、用途、结构特征和工作原理 。

多室气升式三相环流反应器相含率的研究

环流反应器是一类高效气-液,气-液-固或气-液-液多相反应器。由于之前的研究人员很少研究液相为乙醇溶液的体系,所以本研究在一个多室气升式环流反应器中,以空气-低浓度乙醇水溶液-聚苯乙烯颗粒为体系,考察了气体表观速率对气含率和固含率的影响。本实验所用反应器为多室气升式环流反应器,包括两个上升室和两个下降室。反应器高100cm,装液高72cm,固体颗粒密度为0.9833g·cm-3。实验在乙醇溶液浓度分别为0.0%(V),0.1%(V),0.5%(V)和1.0%(V)时,通过固定一室表观气速,改变三室表观气速来测量并计算各室气含率和固含率。从而找出气含率以及固含率与在不同乙醇浓度下随表观气速的变化而变化的规律。实验结果表明:某一上升室的气含率只与该室气体表观速率有关,上升室和下降室的气含率均随气体表观速率的增大呈现先增大后减小的趋势;各室的固含率随气体表观速率的增大均呈现相同的变化趋势,且各室固含率随表观气速的增大基本不变。

三相多室环流反应器的流动特性

在空气-水-石英砂三相多室气升式环流反应器(MALR)中,依据能量平衡原理及漂流通量模型,考虑到三相流动中固体颗粒相互作用产生的能量损失,建立了上升室气含率和循环液速的预测模型。在表观气速1.2～4.2cm/s范围内,研究了气含率、固含率、循环液速随操作条件的变化规律。结果表明,气含率随着表观气速的升高先增大后趋于平缓;固含率与表观气速的关系不大,只是随着固体装载量的增加而增大;循环液速随着表观气速的升高先增大而后略有下降,随着固体装载量的增加而减小。最后用实验结果对所建立的模型进行了验证。

底部间隙对多室环流反应器流动特性的影响

在空气-水-石英砂三相多室气升式环流反应器(MALR)中,调节底部转角连接处间隙高度分别为18,28,38mm,在表观气速1.2～4.2cm/s范围内,实验研究了底部阻力系数、相含率、循环液速随反应器底部间隙的变化规律。结果表明,随着底部间隙的增大,底部转角处的局部阻力系数减小,循环液速增大,流体夹带进入下降室的气泡和固体颗粒均增多,下降室的气含率和固含率均增大。