竖直管道内冰浆流体流动特性的数值模拟

为研究竖直管道内冰浆流体流动特性,采用基于颗粒动力学理论的两相流双流体模型,通过CFD模拟研究了竖直管道内冰浆流体的等温流动过程。结果表明,在竖直管道内冰浆湍流输送过程中,流速沿管道中心轴线处近似呈对称分布。当冰浆流速较低时,管道截面处冰粒子的速度分布梯度较小,浓度分布趋于均匀,而随着冰浆流速升高,冰粒子的流场及浓度场均呈现出一定的梯级分布:管道近壁面处冰粒子浓度较低,而管道中心处冰粒子浓度较高,并在略偏于管道中心轴线位置处冰粒子浓度达到峰值。竖直管道内冰浆流体的流向变化对速度分布影响较弱,但对冰粒子浓度分布会产生一定影响,进而使得冰浆流体的管道压降在不同流向时存在着一定差异。

竖直管道两种油品顺序输送的传质数值研究

通过建立顺序输送混油模型,并利用流体力学计算软件PHOENICS进行数值求解,分析了输送次序对竖直上坡管道与下坡管道混油的影响。研究结果表明,密度对竖直管道顺序输送过程中层流底层的影响比较明显,并且大于粘度影响,不可忽略。同时,发现粘度小的油品前行所形成的混油段长度不一定比输送次序相反所形成的混油段长度短。该研究结果对于研究我国西部地形复杂地区的顺序输送管道混油问题具有理论指导意义。

高输送气流速度下竖直管道内物料的运动分析

分析在稀相气力输送中,输送气流速度超出最佳经济速度时,物料在竖直管道中的运动情况,并提出一种在输送气流速度大于最佳经济速度时,增加气流速度以加快输送物料的解决方法。利用Fluent软件对其进行仿真模拟分析,并对不同入口气流速度对物料运动的影响进行研究分析。结果表明:在高输送气流速度下,物料在给定高度竖直管道中一直处于加速状态,且在入口处加速度较大,随着运动高度的增加,加速度逐渐减小;在物料粒径和管道内径不变时,改变入口处气流速度,物料的运动速度随着入口气流速度的增大而增大,同时管道内的压力损失也随着增大。

水平直管道中气体—颗粒两相流实验研究

使用多普勒激光测速仪测量了水平直管道中气体—颗粒两相流动的流场。实验中 ,采用三维粒子动态分析仪(ParticleDynamicsAnalyzer)测量了粒径在 0～ 10 0 μm玻璃微珠的时均速度和脉动速度分布 ,颗粒相的体积分数在 10 -4～ 10 -5之间。实验结果表明 ,即使在粒径范围为 10 0 μm以下的颗粒 ,其在气相流场中的存在仍然会引起湍流流场结构的改变。实验还观察到气体—颗粒两相流动的湍流强度会随粒径的减小而增加 ,而且其脉动速度的分布将会在壁面附近出现脉动和随机分布的特征。

竖直管道内煤尘浓度对瓦斯爆炸特性影响研究

为研究不同煤尘质量浓度对瓦斯爆炸的影响,采用自主搭建的竖直管道,开展质量浓度为25、50、100、200 g/m3的4种煤尘与体积分数为9%的瓦斯混合爆炸试验,分析爆炸室和传播管道内爆炸压力及火焰传播变化特征。结果表明:增加煤尘质量浓度,混合爆炸压力减小;爆炸室和传播管道内的爆炸特性对煤尘的敏感性不同,爆炸室内爆炸压力对高浓度煤尘较敏感,传播管道内爆炸压力对低浓度煤尘较敏感;煤尘的参与,能促进爆炸室和传播管道内火焰的发展,而煤尘质量浓度的增加主要影响爆炸室后段中的火焰发展,对传播管道内火焰的发展有明显的促进作用,当煤尘质量浓度为50 g/m3传播管道内火焰发展速度最快。

离子电流法在直管道燃烧器中应用的初步研究

在一种新型直管道燃烧器中用离子电流法,对预混天然气进行燃烧基础特性的测试。通过控制温度和空燃比两个参数变化,进行单参数调节,分析了偏置电压变化与离子电流信号的关系,消除了由于发动机循环变动对燃烧状态和离子电流强度的不稳定影响。试验结果为离子电流法在发动机上的应用提供了基础性研究。

海底短直管道轴向移动仿真模拟及锚固措施分析

海底短直管道在高温高压载荷作用下会产生轴向移动现象,影响海底管道的系统稳定性。本文综合考虑钢悬链线立管张力、瞬态热梯度、海床倾角等因素,应用ABAQUS软件建立了有限元模型,通过分析管道有效轴向力及端点的轴向位移研究了海底短直管道的轴向移动现象。在计算和分析6种锚固方式管道端部的轴向移动距离和最大锚固力的基础上,认为在管道中间位置安装单向锚产生的锚固力最小且成本最低,因而是最优的锚固方式。本文研究成果为海底短直管道铺设及锚固措施选择提供了有效参考依据。

瓦斯爆炸冲击波在直管道中传播的衰减研究

为了研究瓦斯爆炸冲击波在巷道中传播的衰减规律,利用直管道中的点爆炸源,实验研究了爆炸冲击波在直管道中传播的衰减特征。结果表明,爆炸冲击波在直管道中传播的衰减与爆炸源能量、距爆炸源距离、管道中风向和风速等有直接的关系。

物料在竖直管道中的流动和堵塞原因分析

介绍了竖直管道中气力输送物料过程各种不同参数的关系以及物料在管道中发生堵塞的原因,给出了预测堵塞发生的计算方法,为物料气力输送系统的设计提供了一些借鉴。

基于模态对称算法的直管道导波缺陷检测研究

针对直管道超声导波检测较难靠近管道结构处缺陷的问题,研究并设计了模态对称算法用于抽离回波信号中的非对称模态,对处理得到的模态对称曲线信息进行分析并评估管道结构处的健康状况。同时,建立管道试验系统对管道近焊缝处的裂纹回波进行采集,通过处理发现带缺陷处的模态对称曲线出现明显升高,加大裂纹缺陷,发现模态对称曲线幅值随缺陷的圆周对称度的增大而升高。该方法为避免管道缺陷的漏检提供了新的技术支持,且实现了利用导波技术对直管道结构处的区域进行准确诊断。

TBM液压直管道的非线性动力学特性研究

针对TBM掘进过程中产生的振动对液压管道的影响,以液压直管为研究对象,在考虑管道变形的几何非线性及流体脉动的情况下,建立系统的非线性运动微分方程,运用Galerkin方法对其进行离散化,采用数值仿真方法分析基础振动振幅及频率对系统非线性动力学特性的影响规律。结果表明随着基础振动频率和幅值的变化,管道系统交替呈现周期和混沌运动两种形态。系统通过系列倍周期分岔或阵发性混沌进入混沌,通过倍周期倒分岔脱离混沌;当传递到管道上的基础振动频率低于42 Hz时,或者当传递到管道上的基础振动幅值D在(0,2.5)和(6.5,8.4)mm区间时,可以有效避免系统混沌运动的产生,增加管道运动的稳定性。

火力发电厂汽水水平直管道支吊架间距计算方法的探讨

针对国内电力设计单位普遍使用的几种确定汽水水平直管道支吊架间距方法中存在的差异,进行对比分 析,指出其中部分规定不便于工程实际应用的不足之处;最后结合汽水管道实际的工作状态,提出笔者认为较为合 理的计算方法。

液氢加注系统竖直管道内Taylor气泡的行为特性

针对液氢加注系统竖直管道内气液两相流实验化困难的问题,运用建模仿真的方法建立了竖直管道内Taylor气泡的运动模型,对Taylor气泡的形成过程、大小以及充分发展的Taylor气泡上升速度进行了研究。采用VOF方法对气液两相的交界面进行追踪,并引入CSF模型对两相间的表面张力进行计算。仿真结果表明:Taylor气泡是由弥散的小气泡聚合而成,根据泡状流向弹状流转变得出的Taylor气泡的临界长度比处于发展中的Taylor气泡长度要小,充分发展的Taylor气泡基本上以0.226 5 m/s的速度匀速上升。

通风直管道HEMP耦合响应研究

在高空核爆电磁脉冲(HEMP)条件下,通过对通风直管道半径、长度、管道端口开闭及端口增加金属网,以及是否存在排气扇、排气扇个数及是否存在裂缝,包括不同长度、宽度的裂缝等多种工况进行仿真计算分析,得到管道内部不同工况下的电磁环境,分析得出影响直管道电磁环境的主要因素。随着管道长度增加,电磁环境强度降低;管道半径增加,电磁环境强度增加;端口封闭或存在金属网条会对电磁环境强度起到削弱作用;排气扇个数增加,电磁环境强度降低;裂缝存在与否,裂缝长度、宽度不同的工况对电磁环境强弱基本无影响。研究结论可为通风管道设计及现存管道抗核爆电磁脉冲加固提供参考。

供热直埋直管道过渡段长度计算公式修正

文中以胡克定律和材料热物理性质为出发点,利用经典力学和材料力学的分析方法,推导出保温层摩擦力的计算公式,并将保温层摩擦力引入过渡段长度计算公式,推导出新过渡段长度计算公式;同时用实验的方法验证推导的正确性。理论分析和实验结果表明:保温层摩擦力和无保温管与有保温管伸长量之差成正比,而且保温层摩擦力远大于土壤摩擦力;引入保温层摩擦力修正后的过渡段长度理论计算值与实际工程测量值很接近,验证了推导的正确性。

充液直管道内压力脉动与振动的测试研究

采用压力脉动传感器对充液长直管道在三个不同压力下进行压力脉动试验,试验结果表明,压力脉动的峰峰值并不随着内部压力的增大呈线性变化。通过分析不同压力下各压力测点处的振动特性,振动也不随着管道内压力的增长而呈现线性变化规律。从压力脉动和振动信号频谱分析,发现两者的频率组成都非常复杂,轴频在压力脉动信号中表现明显,轴频半频在加速度信号中表现明显,叶频及叶频倍频在两者中表现相似。

水平-竖直管道内水流冲击滞留气团的三维数值模拟研究

水平-竖直管道内水流冲击滞留气团现象复杂且可能产生异常压力波动,本文采用三维CFD方法对其水气耦合作用过程进行建模和模拟。在考虑气团压缩性基础上,考虑了水体弹性,采用两种湍流模型(Standard k-ε、RNG k-ε)进行模拟研究,并将三维计算结果与实验结果进行了对比分析,研究气团长度、管壁粗糙度等参数的动态变化过程。结果表明:所采用的三维CFD模型能够较准确地模拟起伏管道内水流冲击滞留气团瞬变过程中水气形态变化和压力波动;系统最大压力随气团长度减小而增大,随入口压力增大而增大,且增值远大于系统入口压力增值;RNG k-ε湍流模型适用于长气团以及短气团、高压力入口条件,Standard k-ε湍流模型适用于短气团、低压力入口条件;管壁粗糙度对瞬态压力的影响与气团长度有关,不同压力峰值对管壁粗糙度的敏感性不同。

基于ANSYS的滞流竖直管道散热分析

滞流竖直管道由于内部流体的密度差形成了稳定的热分层.通过对不同管道直径、管道壁厚以及管道保温长度的数值模拟,论证了其对滞流竖直管道散热量及降温段长度影响趋势.

直埋热水供热管道泄漏定位检测实验研究

选用傅里叶滤波法和小波阈值法进行了管道泄漏信号降噪和泄漏定位的对比研究。在DN300管路的实验直埋热水供热系统上进行了泄漏检测实验,采用小管径支管和调节阀模拟泄漏点、加速度传感器测量声波振动信号,依次选用2种滤波方法对直埋热水供热管道泄漏的声波振动信号进行数据降噪处理,讨论了泄漏信号降噪前后的信号频域特征和定位精度。在北京市某小区直埋供热管道进行了声波降噪泄漏检测工程验证,定位偏差不超过1.0 m。研究表明,傅里叶滤波法和小波阈值法对直埋热水供热管道泄漏定位的声波振动信号降噪处理效果显著,小波阈值法保持了全频段的信号特征,可获得更高的定位精度。

长输直埋供热管道材质和壁厚的选取

以宁夏华电灵武公司向银川市长距离大温差集中供热项目为例,为了保证长输供热管道的安全性,以长输供热工程对供热管道的要求为出发点,选取长输供热工程中直埋供热管道的材质和壁厚。结果显示:工作管管径小于DN800时,管道材质选用Q235B;工作管管径大于等于DN800时,管道材质选用Q355B材质的工作管。研究表明,该方案能够满足工程管网运行的安全性且成本较低。