大体积碾压混凝土水冷管布设有限元分析比选

大体积碾压混凝土浇筑凝结的过程中,会释放出大量的水化热,导致混凝土内部温度应力急剧上升。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,会产生温度裂缝进而影响结构的稳定性。大体积混凝土可通过内部敷设水冷管道,利用水流和坝体之间的热量置换,降低结构内部温度应力。本文通过采用计算机三维仿真模型模拟分析,对混凝土温控措施进行合理、科学的技术评估,比选出最优的水冷管道布置形式,有效预防了裂缝的产生,也可为日后黄金峡大坝碾压混凝土施工乃至秦岭地区类似工程施工提供经验。

应用基于红外热画像技术的CWSI简化算法判断作物水分状态

以不同水分处理下的冬小麦为研究对象,通过基于红外测温技术的Jackson理论模式和Jones简化模式分别计算作物水分胁迫指数(CWSI),并以理论模式计算值为参考,对Jones模式反映华北地区冬小麦水分胁迫的表现进行初步分析。结果表明,两种计算模式得出的CWSI值与不同水分处理下的冬小麦根层土壤含水量均有较好的相关性,但Jones模式可更好地指示作物缺水状态,对叶片气孔导度的变化更敏感。根据研究结果初步确定了冬小麦高产条件下的CWSI阈值。本研究显示Jones简化模型能准确反映作物水分状态,并易于实现田间多点观测,可用于准确指导农田灌溉。

判别分析法在描述叶温分布与植物水分状况关系上的应用

植物在水分胁迫条件下关闭气孔，以尽量减少水分耗散．但是气孔关闭不是整齐划一的行为，气孔的不均匀关闭会引起叶温的非均匀分布．本实验用了同精度下的生物多点温度仪、红外测温仪，对甘薯苗叶片下表面和上表面主脉周围与叶周边进行了同步温度测定，并用判别分析法对这些数据作了分析处理．结果表明：发生水分胁迫时，甘薯叶片下表面主脉周围的温度高于叶周边的温度，这两个温度的差值可以作为水分胁迫的指标：判断水分胁迫的温差阈值是0.8℃；对温度测定仪的精度要求是0.2℃．

中国粳稻地方品种孕穗期耐冷性评价及聚类分析

用原产于中国18个省的329份粳稻地方品种为材料,分析了自然低温和冷水胁迫下不同省份粳稻地方品种孕穗期耐冷性及主要农艺性状表型差异和聚类特点。结果表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份粳稻地方品种的孕穗期耐冷性状及主要农艺性状有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,天津、四川和台湾品种的结实率及冷水反应指数均较高,表现较强的孕穗期耐冷性和迟钝的冷水反应。云南品种在自然低温下表现为较强的孕穗期耐冷性(结实率),而在冷水胁迫下播种至抽穗天数和株高的冷水反应指数较高,表现为迟钝的冷水反应。从总体趋势上看,自然低温和冷水胁迫下,除个别省份外,纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性(结实率)强于纬度相对较低的南方省份品种。此外,在自然低温和冷水胁迫下,各省粳稻地方品种的聚类结果总体上与各省品种的地理位置及其耐冷性有密切的联系,而在冷水胁迫下品种的聚类结果与品种地理位置的关系比自然低温下更为密切。

水温和饥饿对鮸鱼肝脏抗氧化酶的影响

为了探讨不同水温和饥饿条件下鮸鱼抗氧化酶的变化规律,采用实验生态法分析了实验条件下鮸鱼(体质量234.46±52.85 g)肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力及其与体质量的相关分析。结果表明:饥饿导致实验鱼体质量下降,其中水温越高体质量下降越明显:30℃组下降(29.44±7.42)g,显著大于22℃组(9.06±1.47)g和13℃组(4.23±0.93)g。相同水温条件下,随着饥饿时间的延长,鮸鱼肝脏中SOD和CAT活力均出现明显变化,并且不同水温条件下变化各不相同:13℃组中,SOD和CAT活力均呈现先上升后下降的走势,在饥饿2 d时酶活力达到最高值;22℃组中,SOD和CAT从始至终均呈现逐渐下降的趋势;而在30℃高温组中,SOD与CAT活力变化趋势不完全一致,SOD活力变化较小,呈现轻微的先上升后下降趋势,同样是饥饿2 d时达到最大值,CAT活力总体表现为下降的趋势。同一饥饿时长不同温度处理组中,实验鱼肝脏中SOD和CAT活力同样存在显著差异(P<0.05):除了13℃组在鱼体饥饿2 d时CAT活力0.044±0.006 U/mgprot高于22℃组0.038±0.006 U/mgprot之外,SOD和CAT活力均是22℃组最高,30℃的高温组最低。本研究结果为鮸鱼的高效健康养殖提供技术参考。

气化炉烧嘴烧损的失效分析及延长使用寿命建议

介绍了四喷嘴水煤浆烧嘴的基本结构,以一台典型烧损的气化烧嘴为对象,结合金相分析、扫描电镜+能谱分析、计算流体力学等技术手段,对烧嘴烧损的原因进行了详细剖析,发现烧嘴头部端面最高温度超过527℃,最高应力超过1 461 MPa,远远超过材料的极限,因此认为超温和超应力是烧嘴烧损的直接原因。在此基础上,有针对性地提出了提高金属材料等级、增加防护涂层以及合理设计冷却水通道等建议。

燃煤电厂锅炉辐射受热面温度及热应力分析

建立了超临界锅炉膜式水冷壁有限元数学模型,结合炉膛分区热力计算的相关理论,求得管内对流换热系数和管外炉侧平均热流密度。应用ANSYS WORKBENCH软件,模拟得出各区段水冷壁截面温度及热应力分布。结果表明:各区段温度及热应力的分布规律基本相同,最高温度集中在鳍片向火侧的顶点附近;最大热应力集中在管内向火侧的壁面附近;针对区段4研究了管壁厚度变化、鳍片厚度变化、鳍片长度变化,得出结论:温度和热应力具有同等的变化属性,随着管壁厚度和鳍片长度的变化呈正比变化趋势;随着鳍片厚度的变化呈反比趋势。

水工结构研究及面对的挑战

总结50年来中国水利水电科学研究院在水工结构专业领域开展的工作,取得的主要成果:一是建立了水工混凝土温度应力和温度控制较完整的理论体系;二是在国内外首先实现了拱坝体形优化;三是建立了岩体渗流研究较完整的理论体系;四是最早开展非线性有限元研究,提出了相应的设计方法和计算方法;五是建立了大坝安全监测资料管理分析系统。随着我国正在新建一批300多m特高坝所带来的世界性的挑战,必须加大对高坝抗震安全的研究。

箱梁大体积混凝土冬季施工水化热效应研究

针对连续箱梁0#、1#块大体积混凝土因浇筑时水化热温度应力导致的早期开裂现象,基于遵循能量守恒定律的热传导基本理论,利用有限元软件MidasFEA的水化热分析模块,分析了在墩顶3m厚横隔板内有冷却水管作用时,冬季大体积混凝土箱梁"二次浇筑"的早期水化热温度场和应力场.计算表明,水化热引起第一次浇筑混凝土横隔板的棱角处及接近上下层交界面附近的早期温度应力是不容忽视的.根据研究结论,提出了一些控制水化热温度效应的合理建议,可供同类工程参考.

大体积混凝土温度及应力场仿真分析

基于混凝土绝热温升数据,对平海湾风电基础承台大体积混凝土在施工过程中的温度应力场进行全程仿真计算。通过对比分析有、无冷却水管条件下承台混凝土结构的温度应力场,说明布置冷却水管效果显著,能有效降低承台混凝土内部最高温度及内、外表温差,以仿真分析结果指导基础承台混凝土的设计与施工,能有效防止混凝土开裂,提高施工质量。

高温气冷堆主蒸汽管道双端断裂危害性分析方法

高能管道双端断裂危害性分析是核电站常规岛安全设计的关键内容。本文在总结核电站常用管道双端断裂危害性分析方法的基础上,针对高温气冷堆核电站的特点提出:高温气冷堆主蒸汽管道双端断裂破裂点选取可采用应力分析法;喷射力计算可采用简化算法和热工水力学算法;射流形态计算应根据ANSI/ANS—58.2—1988中的计算方法,计算出在不受限破裂和受限的有限分离破裂2种情况下的射流形状;管道动态响应分析可采用有限元模拟算法进行分析;高温气冷堆主蒸汽管道发生双端断裂后的超压、水淹效应应根据具体工程布置情况进行分析。该方法为主蒸汽管道防甩约束件的设计提供了依据。

600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁热应力分析

为研究超临界循环流化床锅炉水冷壁的变形问题,在实炉测量某600 MW超临界循环流化床锅炉炉膛水冷壁壁温分布的基础上,采用数值模拟方法对距离布风板30m高度处4.6m×2m区域的水冷壁管进行了热应力分析。结果表明:80%负荷工况下,距离布风板30m高度处区域的水冷壁管沿炉膛高度方向的温度变化率较大,热应力分布极不均匀;计算区域的水冷壁管整体向下膨胀,由于存在膨胀偏差,水冷壁向火侧向炉内凸起变形,最大变形量约1.14mm;对于整个水冷壁管屏而言,存在的变形量叠加会加剧水冷壁磨损,甚至造成爆管事故。

亚低温下干旱胁迫对番茄幼苗叶片水分及活性氧代谢的影响

【目的】探讨亚低温下干旱胁迫对番茄幼苗叶片水分状况以及活性氧代谢系统的影响,为日光温室冬春季水分的科学管理提供参考。【方法】以＂金鹏1号＂番茄为材料,利用植物气候箱,采用盆栽试验,以常温（昼/夜温度25℃/18℃）下正常水分（田间持水量的75%-85%）处理为对照,研究了常温下干旱胁迫（田间持水量的55%-65%,以下简称干旱胁迫）处理及亚低温（昼/夜温度15℃/8℃）下正常水分（以下简称亚低温）处理和干旱胁迫（以下简称亚低温干旱胁迫）处理的番茄幼苗叶片中水分含量、渗透调节物质、活性氧物质、抗氧化酶活性及AsA-GSH循环物质的变化。【结果】亚低温处理下番茄叶片水分含量减少,亚低温干旱处理不会进一步加剧水分的减少,但影响番茄叶片水分的恢复。干旱胁迫下渗透调节物质以脯氨酸为主,亚低温胁迫下以可溶性糖为主,亚低温干旱胁迫下两者含量均最高。亚低温干旱胁迫比单一胁迫处理叶片MDA含量高、细胞膜相对透性大。不同处理的活性氧产生及清除机制不同,亚低温处理下活性氧积累主要为超氧阴离子,活性氧清除以SOD及CAT为主;干旱胁迫下则主要为过氧化氢,活性氧清除以SOD及POD为主;亚低温干旱胁迫下,活性氧积累最多,SOD和CAT活性最高。与对照相比,在亚低温干旱胁迫下,AsA-GSH循环中APX活性、GR活性、AsA含量和GSSG含量均最高。【结论】设施栽培番茄叶片对亚低温胁迫比干旱胁迫更敏感,科学灌水可减少亚低温对番茄幼苗造成的伤害。

珙县电厂取水泵房水下混凝土拱围堰温度应力仿真分析

针对珙县电厂取水泵房围堰工程地形狭窄、大型机械设备进入困难、水下施工干扰大等问题,提出了断面紧凑、抗冲性好、施工速度快的水下混凝土拱围堰施工方法,并采用有限元分析法对围堰温度场、应力场进行了仿真分析。分析结果表明拱围堰的温度、应力均满足要求;为避免堰体应力集中现象以利于结构安全,需选择合理的施工间歇期和分层水下浇筑方法。混凝土拱围堰在珙县电厂取水泵房的成功应用,可为同类工程提供借鉴。

深水油气生产中温度对油管柱变形的影响研究

在计算油管柱变形时如果忽略了管柱所处的温度场,则计算出的管柱变形量与实际变形量有很大差距。为此,根据传热学基本理论和井筒的特点,建立了深水油气井油管柱温度计算模型,并对管柱的热效应进行仿真分析,计算了不同传热材质、不同壁厚及不同内外壁环境温差条件下油管柱的内外壁温度值。结果表明,运用有限元软件对油管柱的内外壁温度进行模拟是可行的,模拟结果与热力学、传热学理论相吻合;根据数据拟合出的油管内外壁温度值变化规律公式具有正确性。

叶绿素荧光分析技术在实验教学中的应用

植物光合作用是植物生理学及相关课程的重要研究内容,而叶绿素荧光分析技术是快速、准确探测植物生理状况的重要技术手段。该文设计了综合性设计性实验项目"利用叶绿素荧光分析技术研究不同温度和水分条件对植物光合作用的影响",研究不同温度和水分胁迫对植物光合特性的影响。该实验项目的实施,能够使学生熟悉调制叶绿素荧光仪的工作原理,掌握叶绿素荧光分析技术,从而提高学生独立开展科研项目的能力以及创新意识和创新能力。

不同开挖方式下高地温引水隧洞围岩瞬态温度-应力耦合分析

为研究高地温引水隧洞围岩在温度-应力耦合作用下的瞬态应力分布特性,以新疆某高地温引水隧洞为依托,基于Mohr-Coulomb本构模型,采用有限元法分别对全断面开挖方式和分层开挖方式下的高地温引水隧洞围岩瞬态温度-应力耦合场进行模拟分析。结果表明,不同开挖方式下围岩塑性区不同,全断面开挖方式下围岩塑性区范围约为分层开挖条件下的2倍;隧洞开挖后随着时间的推移,围岩腰拱处压应力逐渐减小,高压应力区自洞壁逐渐向深处移动,围岩压应力最大值位于腰拱0. 4 m深度处;全断面开挖围岩最小主应力比分层开挖小18%。

大型倒虹吸结构温度应力仿真分析

采用有限元方法模拟分析了南水北调中线工程南沙河倒虹吸在运行期温度变化引起的混凝土温度应力,研究了倒虹吸结构不考虑温度效应、考虑四季更替导致结构温升温降时截面的正应力变化规律。结果表明温升对倒虹吸结构内侧面受力状态具有改善作用,但使外侧面受力状态变差,温降则刚好相反。根据拉应力变化特点,建议倒虹吸底板、顶板和边墙采用曲线预应力筋设置方案。

混凝土坝极端暴雨作用响应研究

近年来,各地极端天气频发,导致水库水位暴涨,水库水温变化,而水库水温的变化会产生温度应力,水位导致坝体水压增大.通过应力仿真手段对极端天气情况下的大坝受力进行计算,分析其温度场和应力场,并将其与正常情况下坝体受力进行对比分析.结果表明,坝体暴雨之后,混凝土坝体压应力和拉应力均增大,但不超出坝体混凝土材料的允许值,该结果可为极端天气下水库的运行和调度提供理论依据.

蒸汽管道用先导式减压阀阀体爆裂分析

针对某企业工业蒸汽支管上的先导式减压阀在设备调试时出现阀体爆裂失效事故,基于理化方法对阀体材质进行化学成分、硬度测试及金相和扫描电镜分析,结合现场安装及运行状况对阀门安装及运行工况进行了事故原因分析。研究结果表明:该减压阀阀体材质不符合产品标准的要求,且Si/C比、珠光体含量、抗拉强度均远小于标准要求;造成减压阀阀体爆裂的主要原因是安装应力、温差应力和管道水锤。