300MWe电厂锅炉炉膛截面温度场中心的实时监测研究

炉内燃烧切圆是四角布置燃烧锅炉衡量炉内燃烧空气动力场结构是否合理的一个重要参数,该文根据以往的研究成果,在截面温度场重建的基础上,提出了截面温度场中心的概念及其计算方法,通过温度场中心在炉膛截面上的位置来反映炉内切圆的分布情况,为进行燃烧调整提供了一个直观依据。并通过引入BP神经网络技术,实现了从炉膛火焰图象到温度场中心的快速映射,克服了温度场重建耗时的不足,满足了现场运行实时监控的要求。

箱内边界模拟方法对箱梁截面温度场的影响研究

为准确模拟箱内温度,选择合适的箱内边界条件模拟方法进行箱梁截面温度场研究,以某混凝土箱梁桥为背景,实测其箱梁截面温度场,采用MIDASFEA软件建立箱梁截面模型,分析4种箱内边界条件模拟方法(实测温度法、环境温度法、气温均值法和空气单元法)对箱梁截面温度场的影响,并分析极端温度下箱梁截面的平均温度。结果表明:对于箱梁截面温度日变化曲线,采用实测温度法的有限元计算值与实测值吻合最好,缺乏实测箱内温度时,采用空气单元法的有限元计算值与实测值吻合最好;4种方法对箱梁截面的平均温度及竖向正温度梯度的影响均较小;空气单元法可进行极端温度下的箱梁截面温度场分析。建议采用空气单元法进行混凝土箱梁截面温度场研究。

ANSYS有限元模拟表面冷速对超厚板截面温度场的影响

为了研究表面冷速对超厚板心部冷却能力的影响,应用ANSYS有限元软件模拟分析了超厚板淬火水冷过程的截面温度场分布.结果表明:淬火过程中,心部与表面的截面温差随着表面冷速的增大而增大,但当冷速过大时,截面温差不再增大;随着表面冷速的增大,心部冷速在高温区和中温区表现出不同的变化规律,高温区(900～600℃),心部冷速随着表面冷速的增大而显著增大,但增幅逐渐减小,当表面冷速大于80℃/s后,心部冷速达到极值;中温区(600～300℃),心部冷速几乎不受表面冷速影响;此外,增大表面冷速对心部冷速的提升作用是有限的,厚度越大这一局限越为明显.

撞击流气流床气化炉内火焰截面温度场研究

基于对气化火焰结构特征的假设，以Planck辐射定律和计算机层析成像技术为理论基础，建立了一种采用普通面阵CCD测量气化火焰截面温度场的方法。火焰监测系统安装在气化炉顶部以拍摄炉膛火焰。结果表明，四喷嘴撞击火焰较为规则，四股火焰相互抑制，撞击火焰集中在炉膛中心。重建出的火焰温度分布与气化火焰结构很吻合，且呈现为十字型结构，中心温度高，边缘温度低。火焰中心截面温度场的主体范围为1700-2050℃。计算温度与测量温度的相对误差小于±6．4％，符合工程应用的要求。

钢管混凝土柱截面温度场的简化计算方法

为方便实用,研究了火灾下钢管混凝土柱截面温度场的简化计算方法。首先,编制了有限差分法的数值计算程序来计算火灾下钢管混凝土柱的截面温度场,程序计算结果与试验结果符合得较好;其次在试验结果和大量数值计算结果的基础上分析了钢管壁厚、钢管直径以及混凝土骨料类型等因素对截面温度场的影响;最后,对部分主要因素对截面温度场的影响进行了简化处理,并拟合给出了火灾下钢管混凝土柱截面温度场的简化计算方法,简化计算方法的精度满足工程实用的精度要求。

主梁截面温度场数值模拟的太阳辐射计算方法

为提出适用于中国不同地域的桥梁混凝土主梁截面温度场数值模拟的太阳辐射计算方法,实地采集中国4座城市的逐时太阳辐射,与不同数值方法的计算值进行对比。建立中国12座桥梁的混凝土主梁截面有限元模型。结果表明:采用间接法计算的逐时太阳辐射与实测值吻合较好,但计算过程较为复杂,且可能出现太阳散射辐射为负数的情况;直接法中,采用美国ASHRAE方法和北京ASHRAE方法计算的逐时太阳辐射与实测值误差较大;采用H-L方法计算逐时太阳辐射建立有限元模型得到混凝土主梁截面温度计算值与实测值吻合良好。建议选用H-L方法为太阳辐射计算方法,开展位于中国不同地域的桥梁混凝土主梁截面温度场数值模拟研究。

材料热工参数对混凝土箱梁横截面温度场的影响

为研究导热系数和比热容对混凝土箱梁横截面温度场的影响,总结了国内外文献中导热系数和比热容的取值范围,实测了某座混凝土桥的箱梁横截面温度日变化曲线,建立有限元模型开展参数分析。分析结果表明,随导热系数增大或比热容减小,顶板和腹板上部的温度日变化曲线峰值增大,峰值出现时间提前。材料热工参数对腹板下部和底板温度日变化曲线的影响可忽略。当导热系数介于1.0~2.0 W/(m·℃)或比热容介于800~1000 J/(kg·℃)时,温度日变化曲线有限元计算值与实测值吻合较好。材料热工参数对横截面平均温度曲线最大值的影响可忽略,但对横截面竖向正温度梯度曲线影响较大。随导热系数或比热容增大,顶板和底板正温差减小,对腹板影响可忽略。比热容的影响小于导热系数。

基于改进微粒群算法重建炉膛截面温度场

煤粉锅炉炉膛火焰温度场的测量是燃烧调整的基础,对于锅炉燃烧经济性、安全性诊断以及优化运行有着重要的意义。文中利用4个面阵CCD镜头来获取火焰图像的数字信号,在分析测试系统物理模型和炉膛火焰温度分布规律的基础上,建立了非线性优化数学模型,并对其利用基于向量评估的改进微粒群算法进行了求解。为验证测试模型的正确性,进行了数值模拟,并且,在某电站350MW锅炉上进行了多负荷工况下的实际测试。结果表明,重建的温度场可以作为燃烧诊断和优化运行的重要依据。

火灾高温下钢梁截面温度场模拟分析

钢结构建筑发生火灾时,钢构件温度场的变化直接关系到构件材料性能和力学性能的变化分析,构件截面温度场的分析虽然很复杂,但是在构件承载力的变化分析中占有重要的地位,是结构在高温下受力分析的前提。本文采用ANSYS有限元软件对火灾高温下钢梁截面温度场随火灾燃烧时间的变化进行了模拟研究,分析了其随火灾燃烧时间的变化趋势,可为钢结构构件抗火、防火分析提供参考。

基于PSO-Powell算法重建炉膛截面温度场的研究

煤粉锅炉炉膛火焰温度场的测量是燃烧调整的基础,对于锅炉的燃烧经济性、安全性诊断以及优化运行有着重要的意义.利用4个面阵CCD获取的火焰图像的数字信号,在分析测试系统物理模型和炉膛火焰温度分布规律的基础上,建立了非线性多目标优化数学模型,并应用PSO算法和文中提出的微粒群-鲍威尔混和算法(PSO-Powell)对其进行了求解.并在某电站350 MW锅炉上进行了多负荷工况下的实际测试.结果表明,此混合算法提高了PSO算法的寻优能力,利用其重建的温度场可以作为燃烧诊断和优化运行的重要依据.

用有限元法解算室内火灾下钢构件截面温度场

介绍了一种用有限元法确定在室内局部火灾条件下钢构件截面温度场的方法 ,以一个具体火灾房间为例 ,介绍了有限元的建模、分网。

火灾损伤混凝土受弯构件截面温度场及剩余承载力的计算方法

火灾中混凝土构件截面上的温度分布，即温度场的计算是剩余承载能力计算中的一个关键内容，一俟截面温度场求出，再根据材料的强度－温度试验曲线即可求得截面上各点材料剩余强度；然后用积分求得整个截面的剩余承载能力，本文综合了热工理论，混凝土学及计算传热学的有关内容，从热传导方和出发，采用差与有限元结合的混合方法，先计算截面温度场，再求剩余承载能力，整个过程编制了电算程度，且以三面受火的混凝土梁为例。

复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程截面温度场试验及数值模拟分析

针对复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程,对混凝土水化热作用下的钢管拱肋截面温度场进行了连续试验观测,以热传导理论结合有限元方法建立了钢管混凝土水化热分析模型,并进行了数值模拟分析。研究考虑了初始条件下水泥水化热的计算模型,并讨论了钢管厚度、管径等参数对钢管混凝土拱肋成型过程截面温度特性的影响。结果表明,对于复合胶凝材料钢管混凝土水化热的计算模型采用双曲线函数式较为合理;钢管拱壁厚对其截面温度场的影响较小,最大差值在2~3℃,而管径的大小对其影响较大,最大差值达20℃。

空心板延伸桥面板桥温度胀缩变形研究

为准确计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形,以某空心板延伸桥面板桥为背景进行研究。监测该桥主梁截面温度场和梁端胀缩变形,与分别采用截面平均温度、桥面板温度、规范给出的有效温度标准值计算的梁端胀缩变形值进行对比。采用MIDAS-FEA建立空心板横截面有限元模型,研究结构参数对空心板截面平均温度的影响,并对比我国不同气候区的空心板截面平均温度极值与规范值的差异。结果表明:采用截面平均温度变化值计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形较为准确;历史极端高温阶段,随着主梁高度及桥面铺装厚度的增大,空心板截面平均温度最高值降低;采用规范给出的有效温度标准值,可能低估空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形。

部分预制装配型钢混凝土柱火灾后偏压试验研究

通过6个试件的火灾后偏压试验以及1个试件的常温下偏压试验,对配置活性粉末混凝土外壳的部分预制装配型钢混凝土(Partially Precast Steel Reinforced Concrete,PPSRC)柱和空心预制装配型钢混凝土(Hollow Precast Steel Reinforced Concrete,HPSRC)柱的火灾及火灾后偏压性能进行了对比分析。研究了受火时间、偏心率和核心混凝土强度对PPSRC柱及HPSRC柱的火灾下内部温度分布及火灾后剩余承载力、变形能力等方面的影响,并基于试验结构,对火灾下试件截面温度场进行了数值模拟分析。试验结果表明:火灾升温过程中试件截面测点温度存在明显的温度平台,火灾后试件的活性粉末混凝土外壳未发生爆裂现象,混凝土对型钢具有较好保护作用;模拟结果表明,截面温度及温度变化幅度由表及里逐渐降低,核心混凝土受到良好保护作用,温度相对较低;在偏压荷载下,火灾后试件的偏心受压破坏过程以及破坏形态和常温下类似,剩余承载力随火灾升温时间的增长和偏心率的增大而降低,随核心混凝土强度的增大而升高,试件的延性随核心混凝土的强度增大而增大。

第六章 钢管混凝土的防火

简要地介绍了钢管混凝土的耐火性能，分析了影响耐火度的因素以及用有限差分法计算火灾时的构件截面的温度场、构件的临界温度和临界时间、防火涂层厚度的结果。

500kV及以上电压环境光纤复合相线(OPPC)工程技术研究及应用通过验收

2013年8月23日，“500kV及以上电压环境光纤复合相线（OPPC）工程技术研究及应用”项目顺利通过国家电网公司验收。与会专家认真听取了项目汇报，一致认为该项目在500kV电压等级的OPPC技术研究与产品研制、试验线路的建立、对应产品的技术要求和施工规范、温度和应力监测技术研究与系统研制、适应OPPC缆型结构的截面温度场分布模型和线路应变敏感OPPC等成果达到了国际领先水平。

Numerical calculation on solar temperature field of a cable-stayed bridge with U-shaped section on high-speed railway

Based on transient temperature field theory of heat conduction, the solar temperature field calculation model of U-shape sectioned high-speed railway cable-stayed bridge under actions of concrete beams and ballast was established. Using parametric programming language, finite element calculation modules considering climate conditions, bridge site, structure dimension and material thermophysical properties were compiled. Six standard day cycles with the strongest yearly radiation among the bridge sites were selected for sectional solar temperature field calculation and temperature distributions under different temperature-sensitive parameters were compared. The results show that under the influence of sunshine, U-shape section of the beam shows obvious nonlinear distribution characteristics and the maximum cross-section temperature difference is more than 21℃; the ballast significantly reduces sunshine temperature difference of the beam and temperature peak of the bottom margin lags with the increase of ballast thickness; the maximum cross-section vertical temperature gradient appears in summer while large transverse temperature difference appears in winter.

使用损伤与高温耦合作用下钢筋混凝土梁火灾试验研究与数值分析

为研究不同裂缝宽度对钢筋混凝土梁抗火性能的影响,以混凝土裂缝最大宽度wmax为损伤指标,制作7个钢筋混凝土梁试件,加静载使其产生最大宽度为0.05 mm、0.10 mm、0.15 mm、0.20 mm、0.25 mm、0.30 mm的裂缝,模拟其正常使用时受力状态,并对其进行火灾试验。试验结果表明:不同试件相同位置测点升温大致相同,但截面历经最高温度相差较大,最大温差达到150℃;裂缝宽度越大,试件最终破坏时历经最高温度越小,挠度增长越快。采用ANSYS有限元软件分析梁截面的温度场分布,结果表明:由于初始损伤的存在,相同截面高度处,不同截面沿跨度方向的温度曲线出现波动,裂缝处尤为明显;同一截面,沿截面高度方向的温度曲线出现平台,且裂缝越宽,平台越长,使得截面高温承载力显著退化。提出了考虑裂缝影响的高温作用下混凝土梁承载力简化计算模型,较未考虑裂缝影响的高温作用下混凝土梁承载力的计算精度提高显著。

损伤后混凝土框架结构火灾试验研究

为分析震后火灾环境下混凝土结构的反应,试验设计了3榀足尺单层单跨框架结构,以低周反复水平荷载试验模拟地震动,以框架梁、柱裂缝宽度ω为损伤指标,试件KJ1历经损伤ω=0.5 mm后进行火灾试验,KJ2历经损伤ω=0.1 mm后进行火灾试验,试件KJ3作为对比试验无损伤,直接进行火灾试验。从3榀框架结构的裂缝变化规律、框架柱轴向变形、截面温度场分布、承载力退化等方面进行了对比分析。试验结果表明:损伤后混凝土材料的热传导性能提高,相应截面所经历的最高温度也增高;框架结构的高温变形恢复能力变差,梁截面承载力下降幅度比柱截面大。最后提出了损伤指标与结构抗火性能退化之间的量化关系。