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Behavior of Unbonded Flexible Risers Subject to Axial Tension 被引量:2
1
作者 任少飞 唐文勇 郭晋挺 《China Ocean Engineering》 SCIE EI CSCD 2014年第2期249-258,共10页
Owing to nonlinear contact problems with slip and friction, a lot of limiting assumptions are made when developing analytical models to simulate the behavior of an unbonded flexible riser. Meanwhile, in order to avoid... Owing to nonlinear contact problems with slip and friction, a lot of limiting assumptions are made when developing analytical models to simulate the behavior of an unbonded flexible riser. Meanwhile, in order to avoid convergence problems and excessive calculating time associated with running the detailed finite element (FE) model of an unbonded flexible riser, interlocked carcass and zeta layers with complicated cross section shapes are replaced by simple geometrical shapes (e.g. hollow cylindrical shell) with equivalent orthotropic materials. But the simplified model does not imply the stresses equivalence of these two layers. To solve these problems, based on ABAQUS/Explicit, a numerical method that is suitable for the detailed FE model is proposed. In consideration of interaction among all component layers, the axial stiffness of an eight-layer unbonded flexible riser subjected to axial tension is predicted. Compared with analytical and experimental results, it is shown that the proposed numerical method not only has high accuracy but also can substantially reduce the calculating time. In addition, the impact of the lay angle of helical tendons on axial stiffness is discussed. 展开更多
关键词 unbonded flexible risers axis stiffness QUASI-STATIC contact friction
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Analytical and Numerical Models to Predict the Behavior of Unbonded Flexible Risers Under Torsion 被引量:5
2
作者 任少飞 薛鸿祥 唐文勇 《China Ocean Engineering》 SCIE EI CSCD 2016年第2期243-256,共14页
This paper presents analytical and numerical models to predict the behavior of unbonded flexible risers under torsion.The analytical model takes local bending and torsion of tensile armor wires into consideration,and ... This paper presents analytical and numerical models to predict the behavior of unbonded flexible risers under torsion.The analytical model takes local bending and torsion of tensile armor wires into consideration,and equilibrium equations of forces and displacements of layers are deduced.The numerical model includes lay angle,cross-sectional profiles of carcass,pressure armor layer and contact between layers.Abaqus/Explicit quasi-static simulation and mass scaling are adopted to avoid convergence problem and excessive computation time caused by geometric and contact nonlinearities.Results show that local bending and torsion of helical strips may have great influence on torsional stiffness,but stress related to bending and torsion is negligible;the presentation of anti-friction tapes may have great influence both on torsional stiffness and stress;hysteresis of torsion-twist relationship under cyclic loading is obtained by numerical model,which cannot be predicted by analytical model because of the ignorance of friction between layers. 展开更多
关键词 unbonded flexible riser TORSION tensile armor layers anti-friction tapes load distribution QUASI-STATIC
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多绳摩擦提升机提升钢丝绳张力平衡问题分析 被引量:10
3
作者 徐刚 张安宁 梁超 《煤矿机械》 北大核心 2007年第1期53-54,共2页
对张力自动平衡问题进行分析,结合张力不平衡的力学分析探讨提升钢丝绳张力平衡问题。且对一种张力自动平衡悬挂装置的结构、原理、特点进行介绍,了解张力平衡的总的特点和性能。
关键词 多绳 摩擦提升机 张力自动平衡 悬挂装置
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起伏振动倾斜上升管气液两相流摩擦阻力分析与计算 被引量:1
4
作者 周云龙 刘起超 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期643-652,共10页
起伏振动下气液两相流摩擦压降的准确计算对海洋核动力的发展有重要意义。实验研究了不同振动和流动工况下30°倾斜上升管气液两相流摩擦压降的变化规律。结果表明,起伏振动下摩擦压降波动幅度和平均值显著增大。与静止状态相比,起... 起伏振动下气液两相流摩擦压降的准确计算对海洋核动力的发展有重要意义。实验研究了不同振动和流动工况下30°倾斜上升管气液两相流摩擦压降的变化规律。结果表明,起伏振动下摩擦压降波动幅度和平均值显著增大。与静止状态相比,起伏振动下摩擦压降的多尺度熵值除泡状流外明显增大,且呈现大幅振荡现象,流动不稳定性更加显著。静止状态摩擦压降模型计算结果与实验值误差较大,现有模型对于起伏振动状态不适用。分析流动和振动参数对摩擦阻力系数的影响,发现其与均相雷诺数成反比,与振动幅值以及频率成正比。以大量实验数据为基础,建立了适用于起伏振动状态的摩擦阻力系数计算关系式,计算与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 气液两相流 起伏振动 倾斜上升管 摩擦压降 预测 模型
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钢悬链线触地区管土作用模型试验 被引量:3
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作者 孙雷 丁云峰 +1 位作者 姜宜辰 金鹏 《中国科技论文》 北大核心 2017年第19期2229-2235,2240,共8页
针对立管触地区疲劳寿命预测时摩擦系数选取存在随机性导致计算结果不准确,从而对立管安全性估计不足的问题,配置了5种粒径分布不同的土壤,制作了6种不同尺寸参数的立管模型,通过测量及分析计算得到立管模型与海底土壤之间的摩擦系数。... 针对立管触地区疲劳寿命预测时摩擦系数选取存在随机性导致计算结果不准确,从而对立管安全性估计不足的问题,配置了5种粒径分布不同的土壤,制作了6种不同尺寸参数的立管模型,通过测量及分析计算得到立管模型与海底土壤之间的摩擦系数。对600组结果进行统计分析,得到摩擦系数大小与土壤有效粒径及摩擦系数的变异系数与土壤有效粒径的关系,并绘制出摩擦系数范围曲线,为今后预测立管触地区疲劳寿命提供准确依据,同时为立管相关计算提供参考。结果表明:立管与海底土壤之间的滑动摩擦系数随着土壤的有效粒径增大而增大;立管与土壤之间滑动摩擦系数的变异系数随着土壤有效粒径的增大而减小。 展开更多
关键词 土力学 钢悬链线立管 触地区 摩擦系数 土壤粒径
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圆管内超临界CO_2的阻力特性 被引量:3
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作者 吴新明 朱兵国 +3 位作者 张良 孙恩慧 张海松 徐进良 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期5024-5033,共10页
对超临界二氧化碳在圆管内流动时的压降和摩擦系数进行了实验研究。实验段长为2000 mm,内径为10mm。该实验压力范围为8~16MPa,质量流量范围为1000~1525kg·m^(-2)·s-1,内壁热通量范围为96.5~283.2kW·m^(-2)。得到了不... 对超临界二氧化碳在圆管内流动时的压降和摩擦系数进行了实验研究。实验段长为2000 mm,内径为10mm。该实验压力范围为8~16MPa,质量流量范围为1000~1525kg·m^(-2)·s-1,内壁热通量范围为96.5~283.2kW·m^(-2)。得到了不同工况下竖直圆管内流动阻力的变化规律,分析了压力、质量流速、主流焓值和热通量对圆管内摩擦阻力的影响。实验结果表明摩擦压降随着质量流量和压力的增加而显著增加,特别是当主流焓值超过拟临界焓值后,其增加的速度变得更加剧烈,同时发现热通量对摩擦压降的影响较小。对于预测常物性摩擦因子的经验关联式并不能预测超临界CO_2的摩擦因子。因此提出了一个新的经验关联式,其实验数据在±20%误差范围内占83.31%。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 摩擦压降 流动 气液两相流 上升管
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非黏结柔性立管骨架层摩擦损失研究 被引量:2
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作者 李文博 刘军鹏 +1 位作者 罗晓兰 段梦兰 《石油机械》 北大核心 2018年第5期47-53,共7页
随着海洋油气资源不断开发,非黏结柔性立管的应用也越来越广泛。当水面上吊装柔性立管的船舶发生不规则运动时,连接在船舶下部的柔性立管会承受变化的轴向载荷。骨架层作为非黏结柔性立管最内层结构,由于其几何形状的特殊性,在外载荷作... 随着海洋油气资源不断开发,非黏结柔性立管的应用也越来越广泛。当水面上吊装柔性立管的船舶发生不规则运动时,连接在船舶下部的柔性立管会承受变化的轴向载荷。骨架层作为非黏结柔性立管最内层结构,由于其几何形状的特殊性,在外载荷作用下相邻表面会出现接触从而引起摩擦。鉴于此,针对骨架层螺旋带结构建立相应的骨架层力学计算模型,对骨架层施加变化的轴向力,借助ABAQUS有限元软件分析骨架层在变化轴向力作用下应力应变和不同情况下的摩擦损失。当摩擦因数在0.15~0.20区间内时,摩擦力做功最大;当摩擦因数大于0.25时,摩擦力做功随着摩擦因数的增加逐渐减小;对骨架层施加径向外压在5 MPa以内时,其外部压力变化对摩擦力做功没有太大影响;摩擦损失因子随着摩擦因数增大而逐渐增大,当摩擦因数大于0.20时,摩擦因数的变化对摩擦损失因子改变影响较小。研究结果可为骨架层端部失效及工程设计制造时的强度计算提供依据。 展开更多
关键词 柔性立管 骨架层 轴向载荷 摩擦损失 ABAQUS
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南海北部湾打入式隔水导管承载力CPT设计方法 被引量:5
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作者 刘功艳 管申 +2 位作者 刘贤玉 曹峰 王腾 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期153-157,共5页
钻井隔水导管承载力和下入深度设计对井口稳定性具有重要意义。基于静力触探试验(CPT)的单桩承载力计算理论,研究了砂土密实程度、隔水导管下深对隔水导管摩阻力及承载力影响。研究结果表明:随隔水导管下深增大,桩侧单位摩阻力出现退化... 钻井隔水导管承载力和下入深度设计对井口稳定性具有重要意义。基于静力触探试验(CPT)的单桩承载力计算理论,研究了砂土密实程度、隔水导管下深对隔水导管摩阻力及承载力影响。研究结果表明:随隔水导管下深增大,桩侧单位摩阻力出现退化,与密实砂土相比,中等密实砂土摩擦疲劳效应显著;与CPT法相比,API法计算密实砂土中隔水导管承载力偏低,计算中等密实砂土中隔水导管承载力偏高,导管下深50m时高估幅度达134.8%。结合北部湾工程实际,验证了CPT法计算承载力具有较高的准确性,可为隔水导管承载力计算提供参考。 展开更多
关键词 隔水导管 承载力 CPT法 摩擦疲劳效应
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Experimental study of the effect of friction phenomena on actual and calculated inventory in a small-scale CFB riser 被引量:1
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作者 Ajay R.Bidwe Glykeria Duelli(Varela) +1 位作者 Heiko Dieter Gnter Scheffknecht 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第4期41-47,共7页
Accurate information concerning riser inventory in a fluidized bed is required in some applications such as the calcium looping process, because it is related to the CO2 capture efficiency of the system. In a circulat... Accurate information concerning riser inventory in a fluidized bed is required in some applications such as the calcium looping process, because it is related to the CO2 capture efficiency of the system. In a circulating fluidized bed (CFB), the riser inventory is normally calculated from the riser pressure drop; however, the friction and the acceleration phenomena may have a significant influence on the total riser pressure drop. Therefore, deviation may occur in the calculation from the actual mass. For this reason the magnitude of the friction and the acceleration pressure drop in the entire riser is studied in small-scale risers. Two series of studies were performed: the first one in a scaled cold model riser of the 10 kWth facility, and the second one in the 10 kWth fluidized bed riser under process conditions. The velocities were chosen to comply with the fluidization regimes suitable for the calcium looping process, namely, the turbulent and the fast. In cold-model experiments in a low-velocity turbulent fluidization regime, the actual weight (static pressure drop) of the particles is observed more than the weight calculated from a recorded pressure drop. This phenomenon is also repeated in pilot plant conditions. In the cold-model setup, the friction and acceleration pressure drop became apparent in the fast fluidization regime, and increased as the gas velocity rose. Within calcium looping conditions in the pilot plant operation, the static pressure drop was observed more than the recorded pressure drop. Therefore, as a conservative approach, the influence of friction pressure drop may be neglected while calculating the solid inventory of the riser. The concept of transit inventory is introduced as a fraction of total inventory, which lies in freefall zones of the CFB system, This fraction increases as gas velocity rises. 展开更多
关键词 riser inventory friction and acceleration in CFB Calcium looping
原文传递
张力自动平衡悬挂装置在多绳摩擦提升机的应用 被引量:1
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作者 赵玉文 《机械管理开发》 2005年第1期39-40,共2页
分析了张力自动平衡悬挂装置的结构、原理、特点,总结其在沙曲矿井副立井多绳摩擦提升系统中的安装、使用等情况,实现了钢丝绳在动、静状态下的张力自动平衡,使多绳摩擦提升机在安全性和生产效率等方面得到提高。
关键词 多绳摩擦提升机 张力自动平衡 悬挂装置 应用效果
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开工阶段再生塔与重沸器间溶剂循环失败的原因及处理措施
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作者 刘成军 赵龙 +1 位作者 李倞琛 梁秀兰 《中外能源》 CAS 2018年第12期70-76,共7页
某溶剂再生装置在开工阶段,再生塔和重沸器之间无法建立正常循环,再生塔底基本无温升,溶剂基本上得不到再生,导致催化裂化干气、液化气产品质量不合格。这是由于设计或施工过程中的失误造成的,主要包括:脱氧水管道接错;集液箱升气管高... 某溶剂再生装置在开工阶段,再生塔和重沸器之间无法建立正常循环,再生塔底基本无温升,溶剂基本上得不到再生,导致催化裂化干气、液化气产品质量不合格。这是由于设计或施工过程中的失误造成的,主要包括:脱氧水管道接错;集液箱升气管高度与设计值不符;重沸器壳程内隔板底部的倒V形连通槽口过大。针对这些失误.分别采取了对应整改措施:取消经过废热锅炉加热后的高温脱氧水,采用温度为104℃的除氧水作为减温减压介质;将集液箱升气管高度由现场实测的600mm增高至1400mm,取消一个与降液管相碰的升气管;将重沸器壳程内隔板底部的倒V形连通槽口由半径100mm减少为15mm。以上整改措施实施后,再生塔及重沸器间循环正常,装置运行平稳。另外,对升气管的流通面积及高度、升气管顶端防雨帽、如何防止泄漏等集液箱设计方面的问题进行了探讨。 展开更多
关键词 装置开工 再生塔 釜式重沸器 循环处理措施 集液箱 升气管 静压头 摩擦阻力
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防摩擦层对非粘结柔性立管截面力学性能影响 被引量:2
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作者 任少飞 唐文勇 薛鸿祥 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期60-64,共5页
以一类八层非粘结柔性立管为研究对象,对防摩擦层分别采用计入实际几何形状的螺旋带模型和简化的圆柱壳模型,采用理论和数值方法计算立管在不同边界下的轴向及扭转刚度.计算结果表明:数值解与理论值符合较好;在轴向拉力、逆时针扭矩、... 以一类八层非粘结柔性立管为研究对象,对防摩擦层分别采用计入实际几何形状的螺旋带模型和简化的圆柱壳模型,采用理论和数值方法计算立管在不同边界下的轴向及扭转刚度.计算结果表明:数值解与理论值符合较好;在轴向拉力、逆时针扭矩、顺时针扭矩(限制立管轴向位移)下,使用两种防摩擦层模型对立管刚度影响可以忽略;在轴向压力、顺时针扭矩(自由边界)下,采用圆柱壳模拟防摩擦层会大幅增大立管刚度. 展开更多
关键词 非粘结柔性立管 防摩擦层 轴向力 扭矩 刚度
原文传递
异程式供暖系统最大不平衡率的应用 被引量:1
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作者 吴华新 孙刚 +1 位作者 姜任秋 张洪杰 《煤气与热力》 2005年第2期45-47,共3页
利用分户供暖下供下回异程式系统允许最大不平衡率,确定单元立管平均比摩阻的选取范围、单元入口压力预留值、建筑物入口的压力预留值。
关键词 分户供暖 下供下回异程式系统 最大不平衡率 比摩阻 预留压力
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