Simulation and model design of pipe-shell reactor for the direct synthesis of dimethyl ether from syngas

The simulation was made based on the model of pipe-shell reactor that was established by the model of global kinetics of synthesis of dimethyl ether from syngas over a bifunctional catalyst. The results of simulation showed that the selectivity for dimethyl ether （DME） and the conversion of CO were higher but the hot spot was kept below the temperature limit of the pipe-shell reactor. The suitable diameter of the pipe was φ38×2 mm, and the length of the pipe was 5.8 m. The optimal process conditions of the reactor were that the pressure was 5 MPa, the temperature of the cooling water was 240 ℃, and the temperature of the raw gas at inlet of the reactor was 220 ℃. The production of this reactor was 102800 t/y （ton per year） under these conditions.

外海钢壳沉管隧道接头防腐施工技术研究与应用

深中通道于国内首次大规模采用了钢壳混凝土形式沉管,其施工工艺、质量控制重点不同于传统钢筋混凝土沉管,在海洋环境影响下,钢壳的防腐施工是保证钢壳沉管主体耐久性的关键之一。沉管前后端因施工过程中多种影响因素限制,沉管内部对接处的前后4 m范围为沉管防腐涂层易损区域,为保障沉管的防腐性能,需于沉管内相关前置工序完成后进行二次修复补涂。较陆地厂内涂装,二次涂装面临着高温高湿以及施工频繁交叉的作业环境,针对上述条件,在厂内防腐施工基础上改进了施工工艺及施工机具的配合方式,经现场实践证明,施工质量及效率均取得良好成效。

中心城区不同高程管道侧接联通施工技术研究

在上海市中心城区施工暗挖管道及其工作井多位于市政道路上,地下管线错综复杂,常常存在不同方向管道汇流处存在高差的难题。故结合龙华污水处理厂初期雨水调蓄工程LH1.2标的7号工作井及与管道连接的工艺,提出一种不同高程管道侧接联通工艺。在有限元模拟和受力分析结果可行基础上,从施工技术角度具体分析一座占地面积小的钢壳沉井联通不同高程上的顶管管道和盾构管道的施工方法,实现不同高程管道的联通,从而创建一种中心城区应用于狭窄道路上管道联通的绿色施工技术。

SHELL气化炉导管处衬里破损新型修复技术

壳牌煤气化以其独特的粉煤气化工艺,较高的碳转化率,高效稳定的单台壳牌气化炉运行周期长等优点于本世纪初进入中国,而在实际的生产运行中发现壳牌煤气化工艺的核心设备气化炉出现了多种损坏形式,综合国内的多家用户的损坏情况分析发现,输气导管处衬钉及耐火衬里碳化硅的磨蚀脱落是一个共性问题,而修复方法及方式相对较为繁琐,且施工时间长,要求施工质量高,修复费用高等,这些问题一直困扰壳牌气化炉用户,现介绍一种新型的修复技术及应用,能够大大提高输气导管衬钉及衬里的使用周期。

Shell煤气化装置的设备及管道布置设计

Shell煤气化装置具有工艺流程复杂、自动控制要求高、气化温度和压力高、介质和管线种类繁多等特点,工程设计中设备及管道布置难度较大。笔者结合几套典型的Shell煤气化装置的工程设计实践,阐述了磨煤及干燥、煤加压及输送、煤气化、除渣湿洗、除灰、初步水处理等工序的关键设备及关键工艺管道的布置设计要点;提出了优化设备管道布置设计的建议。

激光熔化沉积制造翅片热管管壳

为了提高核电热管的散热效率,采用激光熔化沉积技术在316热管的冷凝段管壳上制造了316散热翅片。用扫描电镜(SEM)观察了热管及翅片的显微组织,用能谱仪(EDS)进行元素分析,并测试了显微硬度和散热性。结果表明,激光熔化沉积的316翅片外形精度符合要求;翅片的平均硬度为280.92 HV0.5,比不锈钢管的平均硬度(209.9HV0.5)高33.8%,且硬度均匀性好;翅片热管的低温效率提高了16.7%,高温散热效率提高了32.9%。翅片晶粒主要有2种结构:等轴晶粒,柱状或枝晶状晶粒;翅片硬度提高的主要原因是细晶强化和位错强化;基材与翅片之间、翅片每层之间结合良好,精度高,是热交换量增大的保证。

铁磁性加载复合管壳电子注聚焦性能的研究

大功率行波管通常利用复合管壳提升高频系统的集成度和散热特性。宽带行波管采用复合管壳高频制造工艺时,由于加载翼片含有铁磁性材料(纯铁)使得聚焦系统的横向磁场分量变大,径向和角向磁场分量呈非均匀性,电子注聚焦困难。本文研究了周期永磁聚焦系统横向磁场产生的原因并建立理论模型,并对磁场分量和其对电子注形态的影响进行了仿真,仿真结果与理论计算结果一致。根据横向磁场分布模型对加载翼片的形状和数量进行优化仿真,结果表明9片齿形加载翼片方案可在保持慢波电路参数的同时,降低聚焦系统的横向磁场分量,改善电子注聚焦效果。

浸润性对沟槽平板微热管传热性能的影响

对于沟槽平板微热管,浸润性是影响其传热性能的重要因素。为研究沟槽平板微热管管壳内壁浸润性对传热性能的影响,文中使用机械加工的方法在管壳内壁打磨出沟槽,以甲醇为工质,通过控制化学刻蚀时间,制备出全管壳接触角约为10°、29°、84°、87°的管壳内壁。将此结构引入沟槽平板微热管中,对其进行了传热性能实验和试样表面的表征。实验结果表明:当接触角为29°、输入功率为2.5 W时,沟槽平板微热管的传热性能最好,其传热热阻比接触角为84°的沟槽平板微热管减小了55.4%。还发现沟槽平板微热管全管内壁接触角过小,会导致绝热段工质流速减慢,从而影响传热性能。

深中通道钢壳混凝土沉管管节预制方案比选研究

结合深中通道钢壳沉管隧道工程,开展了工厂制作陆上浇筑和船坞制作浮态浇筑工艺比选。综合安全、环保、质量和工期等因素,对比分析工厂化钢壳制作和混凝土浇筑的管节预制工艺方案,提出了钢壳整体卸驳、整体移运、混凝土浇筑、管节纵移等一站式预制流水线布局方案。该研究成果支撑了钢壳混凝土沉管管节预制成功,具有决定性作用。

钢壳混凝土沉管隧道管节足尺模型浮态浇筑试验研究

以钢壳混凝土沉管隧道的管节为研究对象,开展管节足尺模型浮态浇筑试验,对自密实混凝土的工作性能指标和配合比、浇筑模型的稳定性控制、浇筑顺序及浇筑工艺参数选择等开展了详细介绍。混凝土强度测试和钢壳内自密实混凝土充盈性检测结果表明,在遮蔽水域开展钢壳混凝土结构浮态浇筑可行;自密实混凝土强度满足要求,混凝土结构致密、骨料分布均匀,所提出的自密实混凝土的性能指标合理;所提出的浇筑工艺参数可保证浇筑质量,自密实混凝土在钢壳内具有较好充盈性。

一种排气消声器的声学设计研究

主要介绍了一种排气消声器的声学设计流程,包括周边件布置、挂钩布置、消声包布置等;重点讲述了排气消声器壳体容积计算、排气管管径计算以及消声器声学内组件结构设计、主动电子阀设计、声学GT分析、NVH尾管噪声测试等开发过程。

基于凝汽器壳侧蒸汽流场的冷却管防振改进研究

冷却管束是凝汽器的关键敏感部件,因设计不足导致凝汽器在某些运行工况下发生冷却管振动、碰磨损坏,严重影响了凝汽器设备运行的可靠性。由于凝汽器壳侧蒸汽流动过程错综复杂,使得汽流冲击冷却管束产生激振难以控制,某些核电厂虽然采取了一些针对性的措施,但在后续运行中又发生了冷却管振动断裂故障,说明现有的措施存在局限性。通过对不同运行工况下凝汽器壳侧蒸汽流动不均匀性及局部流速变化分析,发现在某些冷却管束区域局部汽流速度过高,易引发冷却管束振动、碰摩故障。通过对核电凝汽器壳侧蒸汽流动的数值模拟与计算分析,可以为改进冷却管振动防范措施和优化凝汽器运行方式提供依据。

陡缓坡弧度突变不规则多曲面钢网壳施工关键技术

衢州市文化艺术中心和便民服务中心中央大堂建筑外形新颖,结构造型轻盈飘逸,刚柔并济,陡缓坡曲面弧度突变,平面外刚度弱,高空定位难度大,安全风险高,钢结构安装采用技术可行、安全可靠、经济合理的施工工艺,化繁为简、化难为易,实现大跨度空间异形钢网壳精准高效安装。

端头水平冷冻加固条件下矩形顶管弃壳接收施工关键技术

以广州白云国际机场某交通疏解配套人行隧道工程施工为例,重点分析了工程所处现状环境及施工难点,采用顶管接收洞门水平冷冻法加固技术、无接收条件下矩形顶管弃壳施工技术、矩形顶管隧道帷幕注浆加固技术、生态暗挖施工关键技术等组合创新技术,解决了在复杂地质、管线错综复杂、无接收场地等敏感环境条件下矩形顶管施工安全到达设计规定的接收位置,并顺利与原地铁车站贯通的难题。该施工技术安全性高,可有效隔绝地下水,减少洞口沉降坍塌,对周围环境影响小、污染性小,可为同类工程提供借鉴。

锰铜阻尼合金在管道壳壁振动缓解中的应用

通过试验研究锰铜阻尼合金板对管道壳壁宽频振动的缓解作用。采用锤击法进行模态试验,研究局部安装阻尼合金及不同安装方式对管道模态参数的影响。采用窄带正弦扫频的激振方法,开展安装阻尼合金前后管道壳壁振动响应和横向振动响应变化情况的验证试验。试验结果表明,局部全面积粘贴阻尼合金能显著提高管道的结构阻尼比,对管道壳壁共振和横向共振均具有显著的减振作用;而上下边缘焊接阻尼合金对壳壁共振的减振效果较为有限。该结果为管道宽频振动的局部缓解提供了可行方法,具有显著工程意义。

筛管孔眼附近的应力集中问题及孔眼分布

在石油工程中,筛管是完井和防砂必不可少的设备。就其力学模型而言,筛管中的基管为一含有大量圆孔的圆柱薄壳。由于孔眼附近的应力集中,基管经常在井下被挤毁,造成巨大的经济损失。因此,研究基管孔眼附近的应力集中问题,对于设计筛管孔眼布局结构和提高筛管的强度具有重要的理论和实际意义。文中提出一种分析基管孔眼附近应力集中问题的理论方法,首先将基管展开为含N个圆孔的平面,然后根据孔眼排布的周期性选一胞元(为含有复式孔的多连通区域),再应用数学弹性力学理论分析胞元内的应力,获得孔与孔之间互不影响时的最佳孔间距,最后通过折减系数法获得相应圆柱壳孔眼附近应力集中的近似解。作为考证,应用有限元法计算同样条件下的多孔壳体应力集中问题,所获结果与理论解十分吻合。

环壳液压胀形过程的研究

本文针对现有弯头制造中存在的问题，提出了用环壳液压胀形工艺制造弯头的方法，分析了环壳的应力特点及塑性变形规律，通过实验，研究了环壳胀形过程位移及应变变化规律。研究表明，用液压成形法制造弯头是可行的，为大型弯头的制作提供了一种新工艺。

支管外力矩作用下带径向接管的圆柱壳的局部应力分析

带径向接管的圆柱壳是压力容器与管道工业中广泛使用的部件 ,除内压外 ,各种外力矩通过管节点作用于主壳上 ,在壳体中引起很高的应力集中 ,是大量灾害性事故的原发部位。寻求其理论解既有重要的工程应用需求 ,又具有理论的难度。作者提出了一种圆柱壳受支管外力矩作用的薄壳理论解 ,文中作了简要介绍 ,其适用范围扩大到大开孔率 ρ0 ≤ 0 8。本文所提出的理论解计算结果与实验和数值解能很好地符合 ,在小开孔率情况下与WRCBulletin 2 97的结果一致。根据本文的理论解给出了开孔率 0 .

管壳单元和管单元摩托车车架模态分析与实测研究

为了解A150摩托车的动特性参数,分别建立了该车车架的管壳单元和壳单元两种有限元模型并进行了模态分析,得到了该车架小于400Hz的11阶固有频率。采用自行研发的模态试验测试分析系统,对车架的固有频率进行了实测。结果表明:对于管壳单元和管单元两种车架模型,计算固有频率与实测值的平均误差为分别为1.22%和0.89%,均方差分别为8.70%和3.62%,误差值在可接受范围内,说明所建有限元模型的正确性。对比管壳单元模型和管单元模型,前者精度相对较低,运算量小,适合对车架优化的定性分析;后者精度相对较高,适合对车架优化的定量分析。

曲线顶管的三维力学模型理论分析与应用

大口径急曲线顶管施工技术已经在上海地区得到成功的应用,但曲线顶管施工对周围土体稳定性影响和管体结构受力、位移的空间变化有待深入研究和探讨。本文试图从经典弹性力学基本原理出发,利用壳体理论和温克尔假设建立曲线顶管与土体相互作用的三维力学模型,以模拟曲线顶管在软土地层中的施工力学性态。给出了曲线顶管纵向和法向位移的理论解,并进而给出了结构的内力和地层抗力。与具体工程实测位移比较表明,位移的理论解和实测值有相当的一致性,本文的理论结果是合理的。