支管排烟作用下双层隧道顶棚温度分布试验研究

针对下层隧道采用支管排烟模式的双层盾构隧道,通过开展缩尺寸模型试验对烟气温度分布进行系统研究,探讨火源功率、排烟口开启方案(排烟口数量和距离)和排烟量等关键因素对火灾烟气温度分布的影响。结果表明:随着排烟口距离的增加,顶棚烟气温度逐渐升高;开启距离火源最近的两个排烟口时,顶棚烟气温度最低;随着排烟量的增大,在远离火源的区域顶棚烟气温度逐渐降低;火源上下游顶棚下方温度沿隧道纵向呈现指数衰减规律,在不同的排烟量和火源功率下,相对温度衰减ΔT_(x)/ΔT_(max)的值变化不大。通过对试验数据进行拟合分析,推导出支管排烟模式下,火源上下游顶棚烟气温度纵向衰减预测模型。

压水堆滞流分支管热分层现象的数值模拟

在核电系统热力管道内,热分层现象较为常见,会造成应力集中并引起管道结构变形,进而带来安全隐患。滞流分支管与冷却剂主管道相连接,管内流体与一回路主管道冷却剂存在较大温差,受到湍流渗透和阀门泄漏等因素的影响,分支管内容易发生热分层现象。对滞流分支管热分层的温度变化特性和流动特性进行研究分析,为后续的实验研究和应力分析提供理论依据。建立了滞流分支管模型,在泄漏流量为0.062 kg·s^(-1)、泄漏温度为488.15 K、泄漏压力为6 MPa条件下,采用SST k-ω模型(Shear Stress Transport k-ωmodel)对滞流分支管热分层现象展开三维数值模拟研究。模拟结果表明:热分层现象容易出现在水平管段,无保温措施及大管径会加剧热分层现象,而弯管段能有效降低截面温差;滞流分支管的水平管段内存在回流现象,而大小头管段结构导致管内流场出现二次回流,回流现象不利于管道内冷热流体的混合,使热分层的影响时间更长。滞流管分支管的热分层现象与等截面管道存在明显区别。

船闸单侧闸墙主廊道输水系统岔管水动力特性研究

船闸单侧闸墙主廊道输水系统具有结构简单、开挖量小、工程投资省等优点,在河谷狭窄、边坡陡峭等地形受限地区具有明显的技术优势,但工程应用难点之一在于如何保证廊道内断面流速的均匀性,避免出现严重的偏流、脱流现象。依托嘉陵江草街二线船闸工程,采用通用CFD软件FLUENT,对船闸单侧闸墙主廊道双阀门输水系统布置中的岔管水动力特性进行较为详细的研究,探讨岔管分岔角、墩头曲线形式以及外壁曲线形式对岔管水力特性的影响,提出外壁采用正弦曲线,内壁采用圆弧-直线-圆弧形曲线的单侧输水廊道阀门段岔管布置体形,可为类似工程设计提供参考。

上跨运营铁路双层简支钢桁梁桥节点构造对比分析

为研究钢桁梁桥节点处支管之间构造差异对结构静力性能的影响,以蒸汽管网双层简支钢桁梁跨越铁路工程为例,节点处支管构造原则存在一定的差异,通过建立Midas整体模型,对支管分离与支管搭接两种不同节点构造情况进行对比,分析杆件受力性能的差异。结果表明,支管分离与支管搭接对支点附近节点斜腹杆影响较大,支管分离时,下弦杆节点斜腹杆应力最大达262 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大85 MPa;上弦杆节点斜腹杆应力最大达279 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大66 MPa,不满足主+附荷载组合作用下拉杆容许应力260 MPa的要求,需进一步提高支点处斜腹杆的杆件尺寸,以满足规范要求。通过对比节点构造差异对结构静力性能的影响,有助于合理优化结构杆件设计,为类似工程提供参考。

减缓高压水除鳞水击效应的综合分析

为有效减缓高压水除磷操作中由于水击作用对系统造成冲击的问题,在对高压水除磷系统简单概述的基础上,开展了蓄能器在高压水除磷系统的应用研究,重点对蓄能器安装在支管、干管上两种情况下对应管道的压力进行对比;同时,对比研究了蓄能器安装在支管一侧和支管对称位置对应的管道压力。研究成果可为实际生产中蓄能器的安装提供指导。

基于交流电磁场的支管角焊缝表面缺陷检测系统

基于交流电磁场检测(ACFM)技术,开发了一套支管角焊缝表面缺陷检测系统。设计了包含ACFM探头和便携式机箱的硬件检测系统,针对检测信号的特点开发了信号平滑滤波算法,提高了信号的信噪比,并基于LabVIEW平台编写了集信号采集、信号处理和信号显示为一体的检测软件,最后形成一套完整的交流电磁场支管角焊缝表面缺陷检测系统,并采用该系统对Q345材料角焊缝试件进行检测。试验结果表明,所设计的交流电磁场缺陷检测系统能实现支管角焊缝表面缺陷信号的有效降噪和准确识别。

综合管廊电力分支舱与市政管线施工优化研究

城市综合管廊是指在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通信、热力、给水等各类工程管线集于一体,地上附着物为出线口及通风口等设施,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。综合管廊能够有效避免不同种类的市政管线在运行过程中彼此产生交互影响,减少城市地面空间的使用,并且在后续开展保养维护工作的过程中也能够有效提高工作效率。通过研究综合管廊电力分支舱与市政管线有效结合施工,通过调整管廊及电力分支结构及相交管线的结合方案,在保证管线布设的安全与质量的前提下,又能大幅提高管廊及电力舱的实用性。

烟气脱硝喷氨支管结构的优化改进

烧结、球团烟气脱硝常采用的方法是SCR脱硝法,原理是利用一定浓度的氨气与烟气中的氮氧化物在催化剂环境中反应生成氮气和水,并排入大气。SCR法中的喷氨支管因平铺在烟道内,布置紧凑,氨水中的杂质经常在支管壁内结垢,造成堵塞,进而降低脱硝效率,现场需要利用检修机会定期进行清理。针对此问题,对喷氨支管结构进行优化改进,达到日常即可清理的目的。

王坡煤矿碎软煤层气动定向高效成孔工艺研究

针对王坡煤矿碎软煤层区域瓦斯治理的需求,对现有气动定向钻进工艺及装备进行优化升级。通过对气动螺杆钻具升级改造,将额定扭矩提升至450 N·m以上;研制的89 mm低风阻螺旋通缆钻杆配套有线通缆测量系统,施工孔深提升至300 m以上;基于“波浪式”精准探测煤层顶底板钻孔轨迹工艺,从侧钻开分支原理出发,改进钻具造斜强度实现快速开分支;系统性分析气动定向工艺在不同地层钻进时轨迹变化特点,形成精准轨迹控制技术,大幅提升施工效率。现场试验期间,共计完成34个主孔,49个分支孔,总进尺17 287 m,平均成孔深度350 m,平均日进尺103 m/d,最高154 m/d,钻孔平均瓦斯抽采体积分数60%以上,百米钻孔抽采纯量是邻近区域普通钻孔2.7倍。

核电厂小支管振动治理和评价

核电厂存在大量的润滑油、仪表管、排气管等2英寸以下的小支管,其机械振动导致的疲劳断裂是运营核电厂经常出现的问题,进而造成系统停运或更加严重的停机停堆。针对核电厂汽轮机润滑、顶轴和盘车系统(GGR)相关小支管出现的振动超标现象,探究了管道振动的根本原因、建立了合理的评价方法,并提出了合理的改造方案。首先,采用现场振动测量和模态试验相结合的方法明确了小支管振动超标的根本原因是结构共振,据此制定了相应的减振改造方案,以避开结构的共振区。然后,从振动幅值的角度评估了改造方案的有效性,结果表明提出的改造方案减振效果明显,改造后的小支管满足相关振动标准和振动疲劳要求,可保证系统和机组的长期安全稳定运行。

空气源热泵空调除霜模式瞬态冲击与减振方法研究

某特定型号空气源热泵空调在北方0℃至-20℃低环境温度下运行2至5个制热季后,会出现冷凝器支管泄漏的不良问题,经排查发现冷凝器支管与冷凝器管板接触的位置发生磨损,导致制冷剂泄漏。采用西门子振动测试设备对发生制冷剂泄漏的热泵空调进行振动数据采集,结合有限元分析,发现导致冷凝器支管磨漏的原因是热泵空调除霜工况下四通阀切换时产生的振动冲击,经铜管传递至冷凝器支管,冷凝器支管与冷凝器管板翻遍孔过盈配合处产生相对振动。寒冷冬季情况下,冷凝器结霜速率快,热泵空调频繁进入除霜工况,四通阀频繁切换加速了冷凝器支管的磨损,最终发生泄漏。针对该问题,设计了新的减振胶块,将胶块安装在集气管和冷凝器支管振幅最大的位置,减轻四通阀冲击引起的支管振动,经试验测试,振幅降低50%以上,整改前,一个制热季冷凝器支管泄漏引起的售后为767起,直接损失金额为900500元;次年整改后,一个制热季冷凝器支管泄漏引起的售后为58起,直接损失金额66400元,整改后的售后件数降幅约为92%。

Characteristics of turbulent flow distribution in branch piping system

Flow distribution in branch piping system is affected by flow characteristics and different geometric variations.Most of the flow distribution studies are performed with one-dimensional analysis to yield overall information only.However,detailed analysis is required to find effects of design parameters on the flow distribution.For this aspect,three-dimensional turbulent flow analysis was performed to assess turbulence model performance and effects of upstream pressure and branch pipe geometry.Three different turbulence models of standard k-ε model,realizable k-ε model and standard k-ω yield similar results,indicating small effects of turbulence models on flow characteristics analysis.Geometric variations include area ratio of main and branch pipes,branch pipe diameter,and connection shape of main and branch pipes.Among these parameters,area ratio and branch diameter and shape show strong effect on flow distribution due to high friction and minor loss.Uniform flow distribution is one of common requirements in the branch piping system and this can be achieved with rather high total loss design.

站场工艺管道小口径支管角焊缝相控阵超声检测工艺

小口径支管是站场工艺管道重要组成部分,受其管径小、结构复杂等因素的影响,目前的无损检测技术有效性不高,大量小口径支管角焊缝的安全状况不明,是站场工艺管道的安全隐患。采用CIVA仿真软件对典型规格的小口径接管角焊缝模型进行仿真,分析不同工艺参数下焊缝内部声场的特点及变化规律,优化了相控阵无损检测工艺,并在模拟试件上开展5种典型缺陷的试验验证,验证结果表明,提出的相控阵检测工艺可以有效检测出模拟试件中的典型缺陷,缺陷实测尺寸误差在10%以内。

改进遗传算法优化多偏差控制加热炉支管平衡

针对加热炉各支管温度的跟踪和平衡控制问题,提出了改进遗传算法优化多偏差控制加热炉支管温度跟踪和平衡的方案。该方案利用各支管原料混合后的温度和各支管温度的偏差,通过对进料流量和燃料流量的调控,不仅确保了调节过程中总管流量不变,而且实现了各支管温度跟踪和平衡的双重目标。同时,因为把多个支管作为一个整体来分析,所以避免了对相邻支管温度反复进行比较。利用改进遗传算法对多偏差控制技术的控制器参数进行优化,克服了控制器参数整定的困难。仿真结果表明,改进遗传算法优化多偏差控制方案具有可行性和有效性。

封闭支管条件下ABC干粉抑爆机制研究

为研究不同封闭支管位置下瓦斯爆炸火焰传播规律以及ABC干粉的抑爆机制,在3 000 mm长的管道中进行瓦斯抑爆试验研究。结果表明:设置支管时,爆炸冲击波在支管端口及支管分岔处作用显著,火焰在支管管壁及支管分岔处湍流化倾向明显,火焰传播平均速度较无支管时更快,爆炸超压更大;封闭支管距离泄爆口越远,支管内冲入的火焰越多,火焰传播速度越快,爆炸超压越大;设置支管时,支管附近的ABC干粉与火焰的接触面积增大,接触时间增加,ABC干粉的利用率提高,对瓦斯的抑爆效果更优。

气吸式播种机多分支汇流管路气压损失分析与试验

为探究气吸式播种机气力系统多分支汇流管路负压气流的流动规律,掌握管路总体压力损失与管路几何结构之间的关联特性,获取管路总体压力损失的定量预测目标值,该研究对多分支汇流管路气流流动状态进行分析,明确了影响管路气流流动的主要因素,采用单因素试验及Fluent仿真模拟,从宏观、微观尺度阐明多分支汇流管路中的气流流动规律及总体气压损失原因,通过量纲分析法建立了总体压力损失(ΔP,Pa)与空气密度(ρ,kg/m^(3))、空气动力黏度(μ,Pa·s)、集管封闭端长度(L,mm)、入口支管1的入口流量(Q,m^(3)/s)、入口支管内径(d,mm)、入口支管长度(h,mm)、入口支管间距(δ,mm)、集管内径(γ,mm)、出口支管内径(D,mm)和出口支管长度(Δ,mm)关系的经验式。台架试验结果表明,所建立的经验式应用范围为0.0009 m^(3)/s≤Q≤0.0045 m^(3)/s,28 mm≤d≤45.2 mm,100 mm≤l≤200 mm、200 mm≤δ≤300 mm,42.6 mm≤γ≤81.4 mm,150 mm≤Δ≤250 mm,34 mm≤D≤42.6 mm、53.6 mm≤D≤57 mm,对多分支汇流管路总体压力损失的预测精度在经验式计算值的10%以内。所建立的经验式可为气吸式播种机多分支汇流管路的设计选型、结构优化提供参考。

基于形态学细化法的弯管中线提取及研磨位姿计算研究

针对弯管内表面磁粒研磨工艺中手动采点产生的随机误差大、研磨间隙无法保证以及位姿不准确等问题,文中利用图像处理方法设计并实现了弯管中线的快速获取及坐标转换,从而完成研磨装置运动位姿计算。首先,对弯管磁粒研磨基本原理进行了分析,根据研磨过程中单颗磨粒受力状态得出弯管研磨过程中的基本工艺要求;其次,利用工业相机获取弯管图像,通过形态学细化及m邻接点分支去除方法得到弯管的轮廓中线;最后将中线像素点转换到工件坐标系下并进行函数化,结合弯管磁粒研磨工艺计算出研磨位姿,通过机械手离线编程软件对研磨位姿进行运动检查。利用形态学细化法对其结果进行m邻接点分支去除,可以较好地得到光滑的单像素弯管廓形中线;弯管中线的函数化有利于研磨位姿计算,可提高研磨过程的一致性和可控性。

航天器分支槽道热管设计及传热特性分析

航天器内部热源分布日益复杂,传统热管无法有效解决小空间内多热源的均温问题。文章设计了一种带有分支的槽道热管,通过分支的连接建立多热源间的传热通道,从而实现温度均匀(简称“均温”)。均温试验结果表明:当对功率为4 W,8 W,12 W,16 W的4个热源进行均温时,分支槽道热管的最大温差为0.9℃。传热特性试验结果表明:当加热功率为16 W时,分支与连接段、分支与分支间的热阻分别为0.15 K/W和0.17 K/W。分支槽道热管的均温和传热性能良好,可为多热源均温提供新的方法。

万峰矿煤层瓦斯抽采钻孔浓度提升技术研究

万峰矿主采煤层煤质松软、透气性差,瓦斯赋存不均衡,致使瓦斯抽采困难、效果不理想。为摸索出提高瓦斯抽采浓度的成套技术,进一步提高瓦斯抽采率,提出“两堵一注一排”封孔、“DN150汇流”连孔、瓦斯抽采支管放水等优化技术措施,并开展现场试验,得到不同优化技术措施条件下的抽采浓度和效果。结果表明:新型“两堵一注一排”的封孔钻孔浓度普遍在70%以上,瓦斯浓度衰减率也大幅度降低;瓦斯抽采支管放水后,支管浓度一般在35%上下,并且随连抽钻孔增加而逐步提升。以期为类似工作面煤炭安全高效回采提供借鉴。

大体积混凝土分期通水冷却技术研究与应用

大藤峡船闸主体混凝土浇筑总量约160万m 3,面对如此大体量的混凝土浇筑,需采取一定措施降低水化热,防止裂缝产生。本工程针对不同时段浇筑的混凝土采取分期通水冷却方式,混凝土浇筑开始时即开始通水,其中当年高温季节(4—10月)浇筑的船闸混凝土进行二期通水冷却,通水时间不小于30天;低温季节(11月—次年3月)浇筑的混凝土采用一期通水冷却,连续通水时间不小于20天。通过对埋设冷却水管进行闷水测温,同时结合通水前和通水过程中已埋设测温仪器的观测,大部分温控成果均满足设计要求。大藤峡船闸工程通过设置冷却水系统分期通水,同时提高施工工艺、加强覆盖保温等温控措施,最终极大降低了结构混凝土水化热,有效减少了温度回升、温度倒灌,确保了船闸主体工程混凝土表观质量。