弯管内流体受到合外力公式的推导及应用

利用质点组的动量定理推导了一段弯管内流体受到合外力矢量的公式,利用该公式以及弯管内整个流体动量变化量的推导方法,分别解答了两道有关弯管内的流体力学问题.

基于电磁超声的工业管道自驱式壁厚连续扫查内检测系统

腐蚀减薄是工业管道定期检验重点关注的损失模式,文中针对该问题研发了一种自驱式管道壁厚连续扫查内检测系统。文中设计了一种收发双线圈构型的电磁超声传感器,研制了自驱式管道内检测机器人与高裕量随动贴合的传感器搭载装置。在测试管道上开展了在线壁厚扫查实验,实验结果表明:自驱式电磁超声内检测系统在管道主要结构处均能稳定检测壁厚,检测数据可靠,缺陷定位准确,适用于传统外检测不可达等服役工况下钢质管道的壁厚动态测量。

固溶处理后TP347H钢弯管的显微组织及开裂的原因

TP347H不锈钢弯管在固溶处理和酸洗内壁后发现管口有裂纹。通过宏观分析、金相检验和能谱分析等研究了弯管口部开裂的原因。根据裂纹的扩展方向可以断定,弯管可能在加工或运输过程中被损伤,在外力作用下而开裂。弯管经过固溶处理后,含Nb脆性相沿晶界析出,使晶界脆化,在残余应力的作用下产生裂纹;析出相脱落导致孔洞产生,在变形应力作用下孔洞连接成蠕变裂纹,并沿晶扩展成宏观裂纹。

D1219 mm管道山地自动焊系统研制及应用

针对长输管道山地自动焊施工技术难题,研制了D1219 mm柔性内焊机、热煨弯管坡口机、吊管机、焊接工程车等山地系统焊接施工装备;同时试制加长型热煨弯管,满足了热煨弯管与直管自动焊和AUT检测要求。在水平0°和斜30°位置,钢级L555M,D1219 mm×18.4 mm直管与D1219 mm×22 mm加长型热煨弯管组对后,采用山地柔性内焊机、双焊炬自动焊机进行了自动焊工艺试验,无损检测、力学性能试验结果均合格。山地柔性内焊机在川气出川二线山区段进行了工业化应用,实现了从山底到山顶、通过加长型热煨弯管、再从山顶到山底的不留断点连续自动焊的施工。

输气管道工程热煨弯管标准编制和设计制造技术分析

回顾感应加热弯管标准编制的发展历程并介绍标准的重要内容,分析感应加热弯管外弧侧壁厚减薄率C计算公式的符号含义;分析感应加热弯管和钢板加热压制组焊弯管成形前后壁厚与应力变化,指出当前油气输送管道设计规范关于热煨弯管壁厚设计计算存在的分歧,提出变壁厚弯管和等壁厚弯管概念及其应力分布和壁厚计算方法;以ASME B31.3—2010《工艺管道》关于弯管壁厚计算公式的规定和感应加热弯管水压爆破试验启裂口位置实例予以佐证。建议相关设计规范对热煨弯管壁厚计算公式予以修改和完善。以热煨弯管应力分布状态和弯管强度条件下的危险位置为依据,提出双壁厚弯管概念和结构。

直埋热力管弯管段的数值模拟分析

为了更好地揭示直埋热力管弯管段的应力场、温度场及位移场的分布特征,截取某实际工程中弯管段为研究对象,建立多层热力管与土的接触有限元模型并进行热-力耦合分析,得到了相应的应力场、温度场及位移场。研究结果表明:聚氨酯保温层厚度及钢管应力均满足设计要求,弯头段工作钢管呈现出内侧应力当量大于外侧,最大值位于弯管段内侧下部位置;土体的最大位移发生在管道的外侧位置,而热力管道的最大位移发生在管道内侧;增加保温层厚度能够降低管道外壁的温度及最大位移,但会引起其应力的增加。

一发三收式桩基声波透射检测技术及数值模拟分析

桩基声测管倾斜会使得桩身混凝土超声波波速计算结果出现误差,影响桩身质量检测结果,为此提出一种一发三收式声波透射检测技术。该技术通过固定各声波接收换能器的间距,根据几何关系,使用检测得到的超声波声时和接收换能器的间距,即可计算得到桩身混凝土超声波波速,使其不再依赖于超声波发射端和接收端的间距,也不再需要拟合声测管管身曲线。通过有限元软件模拟接收换能器间距和声测管倾斜程度对检测结果精度的影响,结果表明该技术可以良好地适应超声波接收换能器间距和声测管倾斜斜率的变化,稳定保持较高的波速计算精度,解决声测管倾斜、偏位时造成的声速计算误差。

尼龙弯管接头注射模设计

针对尼龙弯管接头上的弯管特征,设计了1副单腔两板式普通浇口注射模,为解决弯管特征的脱模,利用液压缸活塞杆驱动旋转抽芯机构完成第1段弯管的抽芯,还设计了一个二次推出机构完成第2段圆弧的脱模。在第2段圆弧弯管的脱模机构中,先由第1次推出推动圆弧弯管型芯、推杆及辅助斜推机构将成型塑件从型芯上推出,再通过第2次推出将成型塑件从第2段弯管型芯上推出,解决了成型塑件脱模的难题。

中长距离压力管道裂缝缺陷微波检测研究

本文探究了微波无损检测技术在中长距离压力管道的裂缝缺陷检测中的应用。从理论上分析了微波在具有弯曲的压力管道内传输的特点以及裂缝检测的方法。通过仿真模拟了微波在中长距离管道内的传输以及经过弯管后的微波模式的改变,验证了在直管道与弯曲管道中检测裂缝缺陷的可行性。构造长度超过5 m,直径为8 cm的直管道与弯曲管道,使用矢量网络分析仪与螺旋天线将微波导入管道中,对轴向、周向以及斜向裂缝进行检测,观察无缝与有缝甚至多条裂缝情况下的S11参数的幅度的改变并确定裂缝所在的位置。对于直管道中的轴向,周向和斜向裂缝检测,误差分别为管道总长的0.047%、0.018%和0.298%,对于弯曲管道中轴向、周向和斜向裂缝检测,误差分别为管道总长的0.074%、0.065%和0.203%,表明建立了一种有效的远程检测中长距离管道裂缝的方法。

弯管入流对离心泵固液两相内部流动特性研究

通过Mixture多相流模型和ANSYS软件,旨在探究弯管入流对离心泵固液两相流动特性的影响,并以固液两相流为介质,对3种不同入流条件下的离心泵进行全流道数值模拟,以期获得更准确的结果。重点分析了固体颗粒在离心泵进口段运动分布情况以及叶轮内部流动特性。研究表明:进口弯管与固体颗粒的协同影响使离心泵的扬程和效率有大幅度下降,随着进口弯管角度的增大,固体颗粒会向着进口段外壁面以及叶片吸力面尾部集中,进口弯管为60º时影响最为明显。同时,研究表明:适当增大弯管角度可以减小离心泵隔舌径向力,但在固液两相条件下,随着弯管角度的增大对离心泵内部压力脉动会产生较大影响。

工艺参数对水辅注塑弯管弯曲段偏心率影响的数值分析

基于水辅注塑(WAIM)工艺,通过数值分析研究工艺参数对双弯头弯管弯曲段偏心率的影响。研究发现,熔体温度对弯管件弯曲段平均偏心率影响明显,随着熔体温度的升高,弯曲段平均偏心率逐渐减少,但熔体温度变化对弯管件第二弯曲段中心截面处偏心率无明显影响;注水压力对弯管件弯曲段平均偏心率的影响显著,随着注水压力的增加,弯曲段平均偏心率逐渐减少,但第二弯曲段中心截面处偏心率仅当注水压力升至14 MPa时才出现较明显的下降;注水延迟时间对弯管件弯曲段平均偏心率的影响较大,随着注水延迟时间的增加,弯曲段平均偏心率明显增大,但注水延迟时间增加到2 s后,两弯曲段中心截面处偏心率趋于稳定。正交试验结果表明,注水压力对弯管件平均偏心率影响程度最大,其次为熔体温度,而注水延迟时间对平均偏心率影响程度最小。在熔体温度为250℃、注水压力为8 MPa、注水延迟时间为2 s时,弯管件平均偏心率最低,表明该工艺参数组合为最优组合。

天然气输送用热弯管化学反应与腐蚀机理分析及保护

作为运输天然气的主要设备,天然气输送管道多采用的是金属材质,其中热弯钢管主要适用于管线路径改变角度大于16°的情况,由于热弯钢管制作工艺的特殊性,其壁厚存在不均匀,经过弯制导致材料特性发生了一定的变化,与其他介质接触容易发生腐蚀,导致天然气管道故障,影响天然气输送安全性。介绍了天然气输送管道热弯钢管的腐蚀类型与机理,分析了发生腐蚀缺陷的影响因素,并提出了调整与防护措施,为天然气输送管道的维护提供参考。

承插型盘扣式钢管满堂排架单侧支模体系的应用技术

某坑中坑施工工程中,利用承插型盘扣式钢管满堂排架体系作为底板落深区侧墙一侧支撑系统,确保混凝土浇筑施工的安全性,提高经济效益。论文结合该工程,介绍承插型盘扣式钢管满堂排架单面模板系统的设计、施工及受力验证。

离心压气机弯管进口畸变非定常特性

采用数值模拟计算的方法研究了90°弯管对涡轮增压器装配的离心压气机进口流场产生的畸变,比较了两种不同轴向位置弯管所致的进口畸变对压气机性能的影响,并对压气机内部的三维非定常流动进行了频域分析.结果表明,弯管畸变对离心压气机性能的恶化程度与弯管所在位置有关,距离叶轮进口较远的弯管影响较大.畸变引起压气机性能在大流量时有明显降低,在小流量时性能恶化程度较小.弯管畸变导致叶轮进口前的压力脉动增强,大流量时改变了叶轮流道上游和叶顶间隙内的压力频谱结构,显著提高了转子基频的扰动强度.同时畸变也造成了叶片振动和蜗壳舌部噪声的恶化,在小流量工况下的作用更加明显.

动态流量控制法挤出镁合金三维弯曲管件

为了开发新的弯管件加工工艺,提出了一种动态调整传统分流挤压模具中分流孔内金属流量(dynamic flow control extrusion,DFCE)的挤压变形方法.在带有辅助调控挤压杆的630 T卧式挤压机上挤出镁合金弯管件,采用OM、SEM、TEM、拉伸试验等方法,研究了DFCE制造的镁合金弯管件的晶粒细化方式、微观组织结构和性能.结果表明:在变形温度450℃、直管挤压速度3 mm/s、弯管挤压速度1.5 mm/s、辅助调控挤压杆速度30 mm/s时,成功挤出变形均匀的弯管件;挤压后的直管部分和弯管部分的晶粒尺寸分别为7.9和12.8μm,且合金晶粒大小均匀;弯管部分室温拉伸强度和屈服强度分别由217和124 MPa提高到296和179 MPa,延伸率由12.9%提高到26.2%.DFCE挤压变形可以显著细化AZ91镁合金晶粒,其挤压过程中晶粒细化机制为位错驱动和动态再结晶,机械性能较铸态大幅度提高,坯料和挤出合金的拉伸断口分别呈现为准解理断裂和韧窝断裂的特征.

医疗导流管头脱模机构及注塑模具结构设计

结合产品的注塑成型过程,设计了一模两腔两次分型二板模模具结构,单个模腔浇注采用 1 个侧浇口进行浇注。针对产品脱模困难问题,设计了 4 种脱模机构,实现了难脱模特征的脱模,4 种机构分别为定模弹簧型针先抽芯脱模机构、定模推板斜顶脱模机构、曲连杆驱动旋转脱模机构、定模油缸抽芯机构。曲连杆驱动旋转脱模机构的设计中,运用模具模板的开闭动作驱动弯管型芯进行旋转抽芯,实现了弯管内壁的脱模,合理利用了模具模板的运动功能,降低了机构设计对模架结构的要求,降低了旋转抽芯机构的复杂性,有效地节省了模具制造成本。

FLUENT技术在工业管道设计中的应用

运用FLUENT流体动力学仿真软件对改进的三通管道进行了湍流模拟,得出了管中流场的压力场及速度场的分布图,计算结果验证了设计的合理性,可有效地避免回流现象,为工业管道设计与加工提供了科学依据,结果表明这种三通可以有效优化流场。

弯曲输流管道流固耦合流动特性研究

以流固耦合理论为基础，对一段两端约束弯曲输流管道建立流体动力学模型及固体运动模型，利用FEA法对该管道系统流固耦合振动特性及弯管内流体流动特性进行了模拟计算和分析，结果表明：流体在管道弯曲处被迫改变方向时，将对管壁施以附加作用力，最大应力和应变发生在人口和出口处附近的上下部．由于管道的弹性作用，管道壁面又会反过来影响管内流体流动情况，两者之间存在复杂的耦合作用；弯管内侧壁附近能量损失较大，静压分布从0°～90°截面始终是外侧高于内侧，进口段湍动能较小、拐弯处较大，管道内流体流速在弯曲管道转角处相对较高．

进口弯管对前向离心通风机性能影响的研究

以高压小流量前向离心通风机为研究对象,通过气体动力性能试验和流体动力学数值模拟研究了在不同进口位置连接90°弯管后对风机性能的影响。研究表明,风机进口直接接弯管基本不会对风机性能造成影响;附加D(接管的通流直径)和2D长度直管段对风机性能的影响较大,且大流量段性能恶化明显;附加4D长度直管段时风机性能有所改善。

基于人工神经网络的管道泵进水流道性能优化

立式管道泵是一种具有进口弯管的单级单吸离心泵,常被应用于安装空间受限的地方。由于进口的特殊结构,该泵不可避免地产生了一定程度的能量损失,从而降低了整体的效率。为了提高管道泵的性能,基于人工神经网络进行了肘形进水流道的优化研究。进水流道的形状可由流道中线和各截面的形状控制,选择五阶贝塞尔曲线拟合流道中线,三阶贝塞尔曲线拟合截面控制参数沿流道中线的变化趋势。考虑到泵实际安装需求,选取进水流道的11个参数为优化变量,泵效率为优化目标。采用拉丁方试验设计方法设计了149个进水流道方案,应用人工神经网络建立了泵效率与11个设计变量间的高精度非线性数学表达式,采用粒子群算法对数学表达式进行了优化,得到了肘形进水流道的最优参数组合。研究结果表明:计算结果与试验结果在小流量和设计流量下呈现出很好的一致性;人工神经网络(ANN)能够准确反映泵效率和设计变量之间的关系,优化后预测值与计算值之间的偏差为0.32%;优化后的模型相对于原始模型效率提高了1.17个百分点,扬程提高了0.23 m,高效运行区得到拓宽;相比于原始进口管,优化后进口管内流动得到改善。