基于检测支柱偏移的球罐屈曲分析

选取5 000 m^(3)的在役丙烷球罐为研究对象,分别建立了单根支柱底部周向偏移和径向偏移的有限元模型。在ANSYS Workbench平台进行了屈曲响应分析,掌握了支柱底部周向偏移和径向偏移的极限值以及球罐在支柱偏移下的屈曲变形规律。在此基础上,根据检测的支柱偏移数据,对球罐进行了屈曲分析。结果表明:在所研究的偏移量范围内支柱底部径向外偏移未出现屈曲;支柱底部径向内偏移的极限值比底部周向偏移的极限值大,支柱底部径向内偏移的屈曲变形量比底部周向偏移量小,说明球罐支柱底部在周向偏移时更容易屈曲,在支柱底部径向外偏移最不易屈曲;球罐的屈曲变形最大位置在拉杆处,该球罐在支柱底部径向内偏移和周向偏移下的屈曲响应均符合分支屈曲的特点。

真空系统抽气过程的计算方法研究

有关抽真空系统的计算方法一般采用简单的理论模型,其结果与实际情况有较大偏差.该文以中低真空系统(包括真空室、管道和真空泵)为研究对象,基于真空泵的抽气速率与吸入压力的特性关系,根据管路流动状态选取层流或湍流模型,提出一种新的抽真空时间计算方法.选取某实测的真空系统作为案例,采用新计算方法和传统的层流算法对该系统抽真空过程分别进行了计算,发现在中高压阶段,管道流动处于湍流状态并使阻力增大,若不考虑湍流影响,则所得到的压力下降过快与实际情况有较大偏差.该文所提出的计算方法得到了实测结果的验证,从而是一种切实可行的抽真空时间计算方法.

支柱沉降作用下球形储罐的屈曲研究

选取一台5000 m^(3)的在役丙烷球罐为研究对象,球罐的充装率为90%。分别建立了单根沉降、蝶形沉降和两根沉降3种情形下的屈曲有限元模型,在ANSYS Workbench平台进行了屈曲响应分析,得到了沉降的极限值,掌握了球罐在支柱沉降下的屈曲变形规律。研究表明:单根支柱沉降的极限值最大,蝶形沉降的极限值最小,球罐在蝶形沉降下更容易屈曲;球罐在单根沉降时屈曲变形最小,在蝶形沉降时屈曲变形最大,球罐在蝶形沉降下屈曲变形更严重;在球罐屈曲分析的前期阶段主要是小幅度的弹性变形,而当沉降量超过极限值后,球罐将产生较大幅的屈曲变形,且屈曲变形最大的位置在拉杆处;球罐在3种不均匀沉降下的屈曲响应均符合典型的分支屈曲的特点。

管壳式换热器污垢热阻分析及数值模拟研究

选取一常用的管壳式换热器为研究对象,管程壳程介质分别为常温循环水与高温减顶气。在操作工况下研究了管程内外污垢的对流和热传导热阻,分别建立了无污垢、管内有污垢、管外有污垢和管内外均有污垢等4种情形下的有限元计算模型,在ANSYS Workbench平台进行了瞬态热分析数值模拟,得到了管程内外污垢对换热器热通量和温度分布的影响规律。研究表明:污垢不能降低管内、外的对流换热系数,但污垢显著增大了换热器管程内外的热传导热阻。由于管材与污垢导热系数的差别较大,有污垢的管道一侧的温度梯度较大。无污垢管程热通量值比有污垢管程热通量值高出数倍甚至一个数量级。

车载LNG气瓶在高温下热力学参数的变化研究

为研究高温下气瓶内LNG质量、蒸发量、温度和压力随时间的变化规律,以LNG为工质,选取常用的365 L规格的气瓶进行传热计算,环境温度分别取40℃、270℃和600℃。采用饱和均质模型,根据饱和状态下的热力学关系,拟合出甲烷物性参数与温度的关系并编制了程序。结果表明,在计算方法得到液氮实验数据验证的前提下,得到了在不同温度下、绝热层是否损坏时,气瓶内热力学参数随时间的变化规律。在蒸发的初始阶段时,介质温度上升速率、LNG蒸发速率和气瓶内介质升压速率较慢,而后速率增快。当环境温度增加时,三者速率随之增快。在绝热层未损坏时,三者速率较慢。由于相变所产生的蒸发气(BOG)质量最终达到气瓶内介质总质量的0.59%。

LNG气瓶传热计算方法及实验验证

以液氮为工质,选取150 L、330 L和450 L等3种规格LNG气瓶进行传热计算.采用饱和均质模型,根据在饱和状态下的热力学关系,拟合出液氮物性参数与温度的关系并编制程序,计算得到了气瓶内介质压力随时间的变化规律.通过与有关文献的液氮升压实验数据对比,验证了该计算模型的有效性.