Numerical study on the flow features of U-beam inertial separator

Detailed parametric study of three-dimensional gas-particle multiphase flow characteristics in Ubeam tube bundle ntertial separators was conducted by numerical simulation.The carrier phase was treated in the Eulerian frame,the particles were tracked in the Lagrangian frame,and particle-wall collision was considered.Simulation carried out at different inflow rate and mass loading ratios revealed the pressure losses in the separators,velocity field of the gas phase,and the trajectories of particles.The study results revealed the multiphase flow-dynamic features of the separators,and the relationship between separator pressure losses and different inlet velocity.The numerical simulation can provde basis both for optimal disign of mpacting-inertial separator used in circulating fluidized bed boiler;and for study of gas-particle multiphase circumfluence flow.

U-Beam惯性分离器的三维数值模拟

为降低CFB(循环流化床)锅炉引风机电耗,用商业软件研究了U-Beam惯性分离器的三维流场和气固分离性能。模拟结果对比后选择了Reynolds-Stress模型。研究发现:U-Beam顶部存在抑制颗粒分离的顶棚效应;U-Beam底部存在底部效应强化颗粒分离;U-Beam气固分离器存在确定的运行风速,使得分离器压力系数最小;大部分粉尘颗粒在前2排U-Beam分离下来。模拟结果揭示了UBeam惯性分离器分离效率低的原因是U-Beam内具有较强的湍流波动。

横向静载作用下轨道交通预应力混凝土U型梁裂缝开展研究

为探究轨道交通预应力混凝土U型梁结构在腹板横向受力情况下的裂缝开展状况,通过回顾总结其裂缝开展成因,并以实际工程中的某标准梁段为例,进行了横向静载破坏试验,分析了U型梁结构在横向受力下的应变、挠度变化规律以及裂缝发育和损伤状况。研究结果表明,在横向对称荷载作用下,随着加载级的增大,U型梁展现出良好的整体性能和横向抗裂性能;该梁的裂缝损伤首先出现在腹板和底板处,随后逐步扩展到底板与腹板的连接部位;在破坏加载级下,腹板与翼缘发生破坏性裂缝损伤和明显的外扩变形;在高于规范撞击力建议值2倍的横向静载作用范围内,试验梁能够保持弹性工作状态,验证了采用美国ACI规范中对于列车脱轨撞击力的建议值进行U型梁横向抗撞设计的合理性。该研究成果可为轨道交通预应力混凝土U型梁的力学性能研究和结构优化设计提供更多参考。

深厚冲积层薄基岩条件下沿空留巷支护技术研究

为解决某矿16041工作面原支护方案沿空留巷变形大、破坏严重难题,提出了顶板采用“16#槽钢梁+注浆锚索”、采空区侧采用“36U型钢+注浆锚杆”不对称耦合支护优化方案,基于理论分析研究围岩结构破坏形式,通过单元荷载法计算了留巷顶板与采空区侧围岩应力,最后开展工业性应用,验证优化后方案的合理性。研究表明:优化后支护方案顶板和采空区侧计算单元面荷载分别为351.85 kPa和206.53 kPa;注浆锚索和注浆锚杆承载力分别为263.89 kN和199.08 kN,均小于注浆锚索(锚杆)极限承载力。根据对留巷数据监测,最大顶板下沉量为35.6 mm,较原支护方案减小了1.40倍;采空区侧最大移近量为29.6 mm,与较原支护方案减小了4.13倍;最大注浆锚索承载力为253 kN,与理论计算值误差为4.1%;最大注浆锚杆承载力为174 kN,与理论计算值误差为12.6%。位移量与支护承载力均在工程允许范围内,优化后方案支护效果良好。

某地铁U型梁结构辐射噪声分析预测及其降噪研究

城市轨道交通成为人们出行的主要交通方式,轨道交通噪声产生的问题有待解决。文章以某城市地铁线路为研究对象,现场实测列车经过时产生的振动和噪声,主要分析U型梁振动产生的低频结构辐射噪声并建立声学预测模型。在分析实测数据同时对减振降噪措施效果进行了分析,由于结构辐射噪声主要在低频段,故振动分析频段为4~200 Hz,结构辐射噪声分析频段为20~200 Hz。结果表明,梁体振动与辐射噪声有很强的关联性,变化规律基本一致;安装钢轨波导消振吸声器前后,底板振级和辐射声压级都降低5~8 dB左右,有明显减振降噪作用;U型梁结构振动的辐射噪声在梁体周围的传播有很强的指向性,梁体正上方与正下方声压级最大,但腹板外侧声压级相对较小。

基于泡沫混凝土和U型钢的煤矿巷道支护体系研究

针对煤矿软岩大变形巷道,提出了由钢网、锚杆、锚索、喷射混凝土、可压缩U型钢、泡沫混凝土阻尼层、裂隙岩缓冲层组成的组合支护体系。运用了数值分析和现场监测的技术手段。数值分析结果表明,泡沫混凝土能吸收围岩的大部分变形,U型钢的收缩率显著降低,U型钢的平均轴力与泡沫混凝土厚度呈二阶方程关系。在工程实践中,当泡沫混凝土厚度超过30 cm时,阻尼效应不再明显。现场监测结果表明,围岩位移及U型钢受力在组合支护体系初始阶段20 d内均呈增大趋势,但增大趋势减弱。

槽型分离器在直燃生物质电厂中的应用

生物质发电属于清洁能源。直燃生物质锅炉相较于燃煤锅炉具有诸多优势,其中包括燃烧效率高、污染物排放低以及CO2零排放等,但也存在比燃煤锅炉更多的结焦和积灰现象。为解决这些问题,提出了增加槽型分离器的方法。通过分析不同生物质燃料的燃烧特性,推导出飞灰基础属性,如挥发分含量、灰熔点和灰化度等。介绍了槽型分离器的基本原理,并建立了分离效率与槽体排数、飞灰粒径、烟气速度之间的关系模型,得出了最优安装方案。在直燃生物质机组上成功应用槽型分离器,有效缓解了烟道结焦、积灰问题。加装槽型分离器有助于优化设计和最优化运行直燃生物质机组,助力国家“双碳”目标的实现。

一种配合轨道式运梁车进行喂梁工作的导梁的研究与应用

架桥机在架设双层预制U型梁时,若采用梁上运输方案,运梁车如何在下层梁面走行至架桥机天车的提梁位置是一个施工难点。文中针对印度某地铁线路的实际工况,介绍了某导梁的结构组成和施工流程,说明了该设备在架设双层预制U型梁过程中的作用;并通过有限元软件Midas NFX计算了导梁在4种主要工况下的强度和刚度,以确保施工的安全可靠性。

一种带浮动导向装置的U型梁夹钳设计应用

介绍了一种带浮动导向装置的U形梁夹钳,该夹钳既可在U形梁的宽度方向浮动,也可在U形梁腹面的垂直方向浮动,以适应U形梁翼面的侧弯曲和腹面的弯曲需求,保证了送进定位精度和后续冲孔工序的准确进行。

地铁高架结构标准简支梁设计研究

随着国内城市轨道交通的发展,越来越多的高架线投入运营。地铁高架结构以简支梁为主,结构形式主要分为整体箱梁、U形梁、小箱梁等常用类型。选择一种合适的梁型,不仅要考虑经济性和美观性,还要考虑受力是否合理。文章以长株潭西环线一期工程(长沙轨道交通3号线南延线)为依托,分析了简支梁结构形式,优化其刚度及变形,可为后续简支梁设计提供参考。

济南某复杂综合体结构设计难点研究

济南某复杂综合体项目由两座约90m高塔楼+大底盘商业裙房+低区U形幕墙+高区拱形连桥组成,高区连体建筑采用铅芯橡胶隔震支座与塔楼相连,低区采用两端固定铰支座与塔楼相连,为大底盘多塔复杂连体结构。塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,高区拱形连桥采用钢结构空腹桁架结构体系,低区U形幕墙采用劲性索体系。针对工程特点,着重阐述了大底盘裙房不分缝可行性及低、高区弱连体的合理支座形式,提出了采用两端固定铰U形劲性索的弱连体新形式。结果表明:低区U形幕墙采用两端固定铰连接形式,高区连桥采用铅芯橡胶隔震支座连接形式均能较好地实现弱连接,保证塔楼和连桥的抗震性能。

海堤护岸U型板桩装配式冠梁施工技术

翠亨新区滨河整治项目位于中山市翠亨新区马鞍北岛,主要建设内容包括海堤加固、河涌整治和滨水景观工程等。由于位于洪奇沥水道入海口处,受涨(退)潮影响大,水体为半咸半淡,沿岸堤防常年受海水的冲刷与侵蚀,施工环境较差,且受潮汐水位变化影响,致使施工难度增大,海堤护岸U型板桩施工被列为本项目重难点关键工序,该项目通过技术创新和应用成功解决了施工难题,对类似工程有一定借鉴作用。

外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁负弯矩区有效翼缘宽度分析

外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁作为一种新型组合梁,其负弯矩区有效翼缘宽度被研究得甚少。为了探索该种新型组合梁负弯矩区有效翼缘宽度的影响因素,在本课题组负弯矩区受弯性能试验研究的基础上,采用有限元软件ABAQUS分析了有效翼缘宽度的变化规律,并针对跨中截面详细研究了荷载类型、宽跨比(b_(f)/L_(0))和高厚比(h/h_(f))对弹性和弹塑性阶段有效翼缘宽度的影响规律。研究结果表明:不同荷载类型下,均布荷载作用下的有效翼缘宽度大于非均布荷载作用下的有效翼缘宽度;当b_(f)/L_(0)<0.40时,有效翼缘宽度系数β近似等于1.00且不随宽跨比变化,当0.40≤b_(f)/L_(0)≤1.00时,β随宽跨比的增大而近似线性减小,弹塑性阶段的β略大于弹性阶段的β,且减小率小于后者;高厚比对有效翼缘宽度的影响可以忽略。基于有限元分析结果,提出了有效翼缘宽度的简化计算公式,并与《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中的公式进行了对比。对比结果表明:相较于《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)的计算结果,本文公式的计算结果与有限元计算结果吻合得更好;规范计算结果与另外2种方法的计算结果差别较大,偏于保守。

波纹钢板组合框架节点抗震性能试验研究

基于波纹钢-钢管混凝土组合柱与U形外包波纹钢-混凝土组合梁,以“强节点弱构件”的设计原则提出了一种施工便捷、传力明确的节点连接方式。对中节点试件进行了低周往复加载下的拟静力试验,分析了节点的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、延性、梁端塑性铰区以及节点核心区关键部位钢材的应变变化,通过有限元软件对节点进行模拟,并与试验进行对比发现二者吻合较好。研究表明:试件最终破坏的位置为梁端理想塑性铰区,节点核心区域未发生明显破坏,实现了塑性铰的外移;试件滞回曲线饱满,等效黏滞阻尼系数为0.206,延性系数为3.67,说明试件具有较好的耗能能力以及延性。节点域钢材各位置应变分布均匀,传力效果良好,节点核心区未屈服,梁下翼缘塑性铰区应变达到屈服应变,节点工作性能良好,能有效传递弯矩以及剪力。

带U形连接件的加强式梁柱弱轴端板连接节点抗震性能研究

对带U形连接件的肋板加强式钢梁-H形钢柱弱轴端板连接节点的抗震性能开展数值研究。在验证有限元模型准确性的基础上,分析了U形连接件厚度、加强肋板长度、加强肋板高度和梁端端板厚度对该节点破坏模式、抗弯承载力及抗震性能的影响。结果表明:该节点属于典型的梁柱半刚性连接节点,具有较好的转动能力;在H形钢柱弱轴设置U形连接件可使其与柱腹板和翼缘形成箱形节点域,增大节点域体积和抗剪切变形能力,提高节点抗弯承载力。U形连接件厚度取为0.83tf~1.16tf(tf为柱翼缘厚度)时,梁端形成塑性铰并先于U形连接件发生破坏;设置端板加强肋板可使梁端塑性铰远离节点区,避免钢梁与端板连接处焊缝应力集中,满足“强节点、弱构件”的抗震设防目标。同时提出了梁端端板厚度和加强肋板构造的建议取值,可供工程设计参考。

方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点抗震性能试验研究

为研究方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点的抗震性能,对4个节点试件进行低周反复加载试验,试验参数为内隔板形式和梁柱交界面处有无加强连接。分析各试件的破坏模式、滞回性能、延性、耗能等指标,并给出加劲板的设计建议。结果表明:4个节点试件的破坏模式均为梁端受弯破坏,滞回曲线呈反S形、有明显的捏缩现象;试件的位移延性系数μ为2.3~3.1,弹性层间位移角θy为1/68~1/53,弹塑性层间位移角θu为1/28~1/19,等效黏滞阻尼系数ζeq为0.12~0.16,变形能力较好,并具备一定耗能能力;改变内隔板形式对试件的承载能力影响较小,但相较于传统内隔板节点试件,分离式内隔板弱轴节点试件的耗能能力有所降低;加强梁柱交界面处的连接可减缓刚度退化速度、显著提高节点的承载能力和耗能能力。

平底钢岔管体型设计与受力特性分析--以西藏德罗水电站为例

对称平底钢岔管各管节的管底在同一高程,钢管检修时,水体能自流排放,方便检修,但使用常规的解析方法对平底钢岔管进行体型设计较为困难,出图效率也较低。提出在CATIA中建立对称平底钢岔管的标准模板,以适应不同尺寸钢岔管的三维设计,并以德罗水电站中钢岔管为例,采用ANSYS程序对月牙肋钢岔管、平底月牙肋钢岔管及平底三梁钢岔管的受力特性进行分析。结果表明:3种形式的钢岔管均能满足受力要求,其中月牙肋岔管受力最优,但排水不便;平底钢岔管采用三梁进行加强后,加强梁与岔管管壁应力得到显著改善;平底钢岔管既能方便排水检修,也能满足受力要求,可在工程中推广应用。

循环荷载作用下预应力混凝土U型梁纵向裂缝试验研究

为了研究预应力钢筋混凝土U型梁行车道板处纵向裂缝对结构安全的影响,选择实际工程项目中标准梁段的一个节段进行循环加载试验.通过对试验梁节段进行1000万次的循环加载,分析了预应力混凝土U型梁行车道板纵向裂缝的发展及变化规律,并通过一定重复荷载作用后的静力试验研究了裂缝发展对结构安全的影响.结果表明,在整个循环加载过程中,结构位移、混凝土和钢筋的应变及行车道板的纵向裂缝均随着荷载循环次数的增加而增加,且前300万次循环加载变化较大,后期逐渐趋于平稳;钢筋的应力幅值较低,不会产生疲劳破坏;U型梁行车道板的寿命主要受纵向裂缝控制.

抗剪连接件对U形钢-混组合梁性能影响研究进展

U形钢-混凝土组合梁具有承载力高、变形能力强、延性好、节约模板、抗扭刚度大等优点,在建筑和桥梁工程中具有广阔的应用前景﹒U形钢与混凝土板间剪力连接件的设置对组合梁的性能发挥至关重要﹒本文在回顾U形钢-混凝土组合梁已有研究的基础上,归纳了剪力连接件类型及其对U形钢-混凝土组合梁协同工作性能2个方面影响的研究进展和成果,并分析了当前不同类型剪力连接件的协同工作性能研究存在的不足、连接件的形式有待进一步改善等问题.

外包U形钢组合梁与双钢板组合墙连接节点抗震性能试验研究

为了研究不同连接方法对外包U形钢组合梁与双钢板组合墙连接节点性能的影响,设计、制作了3组6个节点试件,完成了梁端加载拟静力试验,分析了试件的破坏形式、荷载、位移、应变等.结果表明,试件破坏位置均为梁端,组合墙无损伤.正向加载时,钢板开裂引起承载力与延性降低,延性系数为1.56~2.12;负向加载则不受此影响,延性系数为2.55~2.79.6个试件的强度退化系数最小值为0.7.正向与负向加载时,分别有94%和97%的组合梁钢腹板达到屈服强度.采用截面塑性方法计算承载力时,试验值与理论值之比为0.88~1.08.设计的6个节点均可有效连接组合梁与组合墙,且采用U形连接板后破坏位置外移,可以更好地保护墙体.