储罐内浮盘受力变形的流固耦合数值模拟

为提高浮盘在储罐中的安全性,通过ANSYS Workbench中的ICEM CFD、FLUENT平台,根据三明治夹芯板理论来等效浮盘的蜂窝板结构,同时使用流固耦合的方法研究浮盘在卡盘工况下,液体密度不同、防转装置处于不同位置以及蜂窝的正六边形边长对浮盘受力变形的影响。结果表明:浮盘表面的压力与浮盘的变形量随着液体密度的增大而增加;在一定的范围内,浮盘的总变形量随着防转装置距离浮盘边缘距离的增大呈现先增大再减少的状态;当蜂窝正六边形边长从5 mm增加到40 mm时,浮盘的变形量逐渐增大,在防转装置距离浮盘边缘2.25 m时,浮盘在四周约束的变形量大于在防转装置卡顿下的变形量,大约相差2 cm。可见,通过改变防转装置的位置以及缩小浮盘蜂窝正六边形的边长可以减小浮盘的变形。

成品油内浮顶储罐浮盘选型的分析与探讨

对目前部分成品油内浮顶储罐为符合国家环保要求而进行的浮盘改造问题进行了分析和探讨。对单盘式钢制内浮盘、双盘式钢制内浮顶、整体加强模块式不锈钢内浮顶、不锈钢蜂巢内浮顶、玻璃钢内浮顶的结构形式进行了简要介绍,就《GB 50074-2014石油库设计规范》和规范修订送审稿、《GB 50160-2018石油化工企业设计防火标准》以及内浮顶储罐挥发性有机物(VOC_(s))治理环保技术要求中有关浮盘的规定内容进行了解读,从施工风险、工期、投资造价、运行维修以及建设手续方面对钢制浮盘和不锈钢浮盘进行了对比,提出了选型建议,为相关企业浮盘改造提供了参考。

板式贮箱排空过程的在轨实验和仿真研究

板式推进剂贮箱的排空性能决定了推进剂的利用率,同时排空过程推进剂质心的变化会影响贮箱乃至卫星质心的稳定,因而是值得关注的.文章提出了一种球形全管理板式贮箱的设计,包含4片导流板、4片小蓄液片和一个中心柱.在中国空间站上开展了贮箱模型的流体输运和排空实验,并建立贮箱的非结构网格模型,开展匹配空间站排空实验的仿真分析,通过实验和仿真的液体流动速度对比验证了网格模型和仿真方法的准确性.基于该网格模型,开展微重力下排空过程仿真、微重力下稳态气泡形貌仿真和机动加速度下排空过程仿真,展现了气泡形貌受板式结构尤其是中心柱的影响在单侧气泡和环形气泡间的转变,发现在排空过程中推进剂质心的跳变,揭示微重力下贮箱形成环形气泡的条件,机动加速度下的排空仿真显示该贮箱模型排空率高达99.95%,验证了该型流体管理装置的排空性能.文章的实验和仿真研究验证该型板式贮箱具有良好的流体管理性能,对于含有中心柱的全管理板式贮箱的流体界面与气液分离性能研究也具有重要的借鉴价值,这些成果和发现对空间流体管理、板式贮箱设计和卫星姿轨控策略的制定具有重要参考意义.

基于CFD的斜板沉淀池沉淀特性分析

采用欧拉-拉格朗日方法研究了普通斜板沉淀池内水流的流态,利用单向耦合的离散项模型(DPM),计算了普通斜板沉淀池在不同工况条件下颗粒沉积特性及池内流动特性。针对普通斜板沉淀池沉淀效果差,颗粒容易再次上浮,设计了一种改良V型斜板沉淀池,并且结合标准k-ε模型,利用PISO算法,通过北京云超算中心计算了不同颗粒粒径下改良V型斜板沉淀池内颗粒运动的轨迹。结果表明:使用改良V型斜板后,颗粒物的沉降性路径减小,但是涡流强度增加,此时能量耗散更快,有利于固液分离;粒径大的颗粒也更容易沉淀。

基于三圆轨迹规划的MARKⅢ型LNG薄膜舱波纹板机器人焊接

MARKⅢ型LNG薄膜舱波纹板的焊接质量是LNG船建造成功与否的关键之一。为了实现MARKⅢ型LNG薄膜舱1.2mm厚304L不锈钢波纹板的机器人焊接,研究了基于“三圆”连接构思的波纹板机器人焊接的轨迹规划模型,通过模型计算了沿波纹板轨迹焊接过程中的焊枪位置和焊枪姿态坐标,并对模型和计算的结果进行了仿真验证;在此基础上,进行了不锈钢波纹板机器人搭接焊的脉冲等离子弧焊的工艺优化研究。结果表明:本文建立的波纹板机器人焊接的“三圆”轨迹规划模型以及基于该模型计算的焊枪位姿坐标准确;基于模型和计算,结合优化后的脉冲等离子弧焊工艺参数,实现了焊缝成形良好的MARKⅢ型LNG薄膜舱1.2mm厚304L不锈钢波纹板搭接的机器人焊接,焊缝成形达到了法国GTT公司标准文件中提供的成形尺寸标准。

防波板对液氢罐式集装箱罐体结构强度的影响

针对液氢罐式集装箱在公路运输条件下,运载车辆加速、转弯、刹车时会导致内部液体大幅晃动,给罐体结构带来冲击,造成失效等问题,基于液氢罐式集装箱的防波板设置,建立了罐体和内部流体域全尺寸分析模型,分析了防波板、充装率及防波板数量对罐体薄弱位置应力的影响规律。结果表明:未设置防波板时,液体晃动会导致结构的应力水平提高20%;设置防波板可减小液体晃动程度,大幅降低流体冲击压力,最大可降低50%以上;设置防波板可降低由于液体晃动引起的应力增幅,其中3个薄弱位置最高可降低31.9%,52.8%和34.2%,有利于提高结构薄弱位置的使用寿命,并且在罐内均匀设置2块防波板时,对于降低罐体结构应力的效果最佳,是工程设计的优选形式。

大型球罐板块冲压成形仿真分析及数据库建立

基于ABAQUS有限元仿真软件,对3000m^(2)大型球罐板块冲压成形工艺进行了研究,结合实验验证,分析了板块成形质量的影响因素,基于冲压力参数设置需求,研究不同工况的板块使用不同压力进行冲压时的变形量,得出不同工况的板块被不同压力冲压时的变形规律基本一致,板块变形量随冲压力的增大而增大,且板料的初始变形越大,相同冲压力变形越小,变形越困难。基于仿真工艺参数及变形等结果,建立了球壳板冲压工艺数据库,对提高球罐板块的冲压效率及工艺参数优选具有指导意义。

储罐双层底板的结构优化及有限元分析

近年来石油泄漏事故时有发生,引起泄漏的最主要原因之一,就是储罐的底板腐蚀。目前的大型储罐底板多为单层,容易被腐蚀产生缺陷而导致泄漏,为此本文提出了一种基于单层底板的双层底板结构。采用有限元软件,对单层底板储罐和双层底板储罐进行了受力分析,结果表明,在相同的约束条件下,双层底板储罐的受力性能良好,受到的最大等效应力相比单层底板储罐减小了31.6%。具有不同底板结构的2台储罐,其最大等效应力均出现在罐底边缘板与第一层壁板组对安装的大角焊缝位置,其中,双层底板储罐的最大等效应力,产生在大角焊缝的壁板一侧,单层底板储罐的最大等效应力,产生在大角焊缝的底板一侧。

升降速率对内浮盘运行稳定性影响的实验探究

浮盘是覆盖在罐内储存介质上并随液面升降的盘状物结构,可以极大地减少罐内储存介质的挥发损耗,降低储罐发生火灾的风险。储罐不同收发油作业工况所引起的浮盘升降速度的变化会对浮盘运行的稳定性产生较大影响。文章通过利用两座工业尺寸储罐(容积300 m3,内径6500 mm)以及全浸液式浮盘,探究了不同升降速度条件下浮盘倾角的变化规律。实验发现在浮盘升降过程中,与储罐进出液口处于平行方向位置上浮盘的倾角较大,处于垂直方向位置处则几乎没有倾角,最大倾角出现在浮盘启停时。此外,浮盘升降过程中倾角的平均值与最大值的绝对值均与浮盘的升降速度呈现正相关关系。

带偏心直隔板立式储罐的结构设计分析

针对某装置储罐案例,运用有限元进行建模,对最危险工况进行了结构分析,提出了一种加强筋带垫板的加强结构,并在某新建装置中实施,并对此类型式储罐的设计提供了有效的思路和参考。

外浮顶油罐浮盘上浮高度对油气扩散的影响

外浮顶油罐的浮盘上浮高度对浮盘上方的油气扩散过程及大气环境污染研究至关重要。以1台20000 m^(3)外浮顶油罐为研究对象,基于计算流体力学理论,采用数值模拟方法,分析了在环境风场作用下外浮顶油罐浮盘上浮高度分别为低液位(5 m)、中液位(10 m)和高液位(15 m)时油罐内壁和浮盘表面的油气浓度分布及油气扩散特性,通过实验验证了模拟结果的准确性。结果表明,随着浮盘上浮高度的增加,油罐内壁油气浓度逐渐下降,浮盘表面油气浓度先降低后升高,油气浓度聚集区域在迎风面与背风面之间扩散转移。同时,随着浮盘上浮高度的增加,环境风场的径向输运对油气扩散的影响增强,导致浮盘表面压差增大并形成不同数量、不同形状的油气扩散通道。

市政工程调蓄池壁板配筋精细化设计

市政工程调蓄池的外壁板结构设计要点与常规设计的要点不同。在常规设计中,根据相关规范要求,顶板开洞处仅采取构造措施对其进行孔洞加强,并未考虑顶板开洞对壁板配筋造成的影响。本文以实际工程为例,从模拟调蓄池实际边界条件、探究合理计算模式等方面进行分析,为调蓄池壁板结构精细化设计提供建议和参考。

油罐浮盘落底防护系统设计及仿真分析

大型浮顶油罐广泛用于石油化工行业,其浮盘落底运行行为因存在安全风险而被严厉禁止,导致油罐的容积利用率下降。为了提高油罐容积利用率,针对现有浮盘落底运行期间产生易燃易爆气相空间问题,设计了一种浮盘落底安全防护系统。通过对浮顶结构进行改造设计,利用发油阶段注氮惰化技术和收油阶段的油气混合物回收技术,保障了浮盘落底安全运行,最终实现提高油罐利用率11%的目的。此外,为检验防护系统的性能,对危险工况下的油罐进行了流体场仿真分析。结果表明:危险工况下管网系统最大压力为1.24×10^(-3)MPa,未超过液压安全阀阈值1.30×10^(-3)MPa及管网系统材料的强度极限,说明浮盘落底防护系统在危险工况下具备良好的泄压保护性能,系统结构设计合理。

铁路罐车罐体防护装置研究

装运各类液体危险货物的铁路罐车,在车辆运用过程中,罐体有可能存在被碰撞导致破损而引起介质泄漏的情况,因此,罐体安全防护是有必要的。文章梳理了国外有关标准对罐体防护的规定以及我国铁路罐车罐体防护情况,结合某出口柴油罐车罐体防护装置的研制,对罐体安全防护装置进行了研究分析,为提高我国同类铁路罐车安全可靠性提供了发展思路。

基于LSTM的储罐底板缺陷识别

储罐底板因腐蚀穿孔或疲劳裂纹引起的泄漏是常压储罐的主要失效形式。储罐底板的检测通常采用电磁技术,利用永磁体磁化钢板产生的漏磁效应进行缺陷检测,但这种检测方法无法区分钢板中的裂纹缺陷与腐蚀缺陷,给后期处理带来不便。以包含裂纹缺陷及腐蚀缺陷的磁检测信号作为数据源,建立基于LSTM(长短期记忆)的一维时序神经网络模型,实现储罐底板缺陷分类识别。结果表明:基于LSTM的神经网络模型,可以快速实现储罐底板缺陷的分类识别,对钢板裂纹缺陷的识别准确率为96%,对钢板腐蚀缺陷的识别准确率为92%。

空压机组高位油箱容积计算方法及应用

机组高位油箱的设置对于紧急情况下实现机组顺利完成惰走,保证机组安全停机具有重要意义。通过计算卧式油箱不同液面高度容积,确定溢流管口高度。通过计算确定孔板孔径,满足充油、惰走的油量和时间要求。这些计算完成了高位油箱子系统的主要参数设计,为相关研究提供了一定的参考。

CPR1000型核电机组换料水箱底板焊缝修复实践

介绍了某CPR1000型核电机组换料水箱的结构,底板缺陷处理方案、处理过程及结果;对缺陷产生原因进行了分析;针对核电机组出现的此类问题,提出了改进建议。

布水器结构参数对拼装式方形蓄热水箱热分层性能影响的实验研究

本研究提出了一种用于改善拼装式方形蓄热水箱内部热分层效果的方形布水器,对比了有无布水器对蓄热水箱热分层的影响。实验研究了布水器的3种结构参数(平板尺寸、平板间距、挡板安装形式)对蓄热水箱热分层的影响。结果表明:布水器入口方式能有效改善水箱内热分层效果;平板当量直径与水箱当量直径比为0.15、平板间距与水箱高度比为0.05的布水器表现出更好的分流效果,挡板安装形式对水箱热分层的影响不大。

预拌流态固化土在软土地基肥槽回填中的应用

软土地基基坑支护普遍采用围护桩+混凝土内支撑的支护形式,而为了保证基坑受力稳定,深基坑工程存在拆撑和换撑的施工工序,最终导致基坑肥槽周围存在密集换撑板带。同时肥槽空间宽度狭窄也常导致肥槽出现回填施工难度大、施工质量问题多、施工进度慢等问题。本研究通过常见肥槽回填材料方案对比分析,结合实际工程的场地道路条件和支护结构特点,提出预拌流态固化土回填施工方案,不仅保证了项目顺利施工,还取得良好的经济效益。

水池底板在弹性地基条件下的内力研究

在给水排水结构设计中,为满足处理工艺的要求,部分水池的尺寸较大,因此在确保安全的前提下,还需要同时满足经济性和构件尺寸的合理性。通过采用均布地基反力模型和弹性地基模型对假定算例进行对比分析,验证了在较大尺寸水池设计中采用弹性地基模型进行计算的必要性。该研究成果可为市政给水排水结构工程中水池结构的设计提供一定的参考,以便在以后的工程实际中采用合理的计算方法。