大管径供热直埋管道加强焊制三通的有限元分析

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wudidewohaha
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
集中供热作为提高能源利用率,降低燃料污染排放物的供热方式,逐步取代了效率低,污染大的分散供热方式。集中供热管道直埋敷设因其热损失小、使用寿命长和造价低等优势成为集中供热管道最主要的敷设方式。不断扩大的供热规模不仅使直埋供热管道的管径越来越大(达到DN1600),而且在已实施供热区域内的直埋管道上开孔引出分支管线以应对新增负荷的扩网工程也与日俱增。因此,和压制三通一样,焊制三通是供热直埋管道中必不可少的重要构件之一。焊制三通与压制三通相比更是直埋管道最薄弱的构件之一。因此,焊制三通对直埋供热管道的安全运行至关重要。焊制三通不连续的几何结构和复杂的载荷作用会使直埋焊制三通相贯线处出现极大的应力集中,为提高直埋焊制三通的疲劳寿命,有必要对焊制三通进行加强。然而,目前国内外对直埋供热管道焊制三通的加强方式及其应力变化规律研究较少,工程实际中缺乏对直埋焊制三通加强方法的理论依据。因此,本文利用有限元软件对处于锚固段、过渡段的供热直埋管道焊制三通的加强方式及其应力变化规律进行了研究,主要工作如下:(1)介绍了直埋供热管网安全运行的重要性以及直埋焊制三通对于供热管道安全运行的重要意义;阐述了目前国内外学者关于焊制三通以及焊制三通加强的研究成果,了解了焊制三通的研究脉络;简要说明了本文对于直埋焊制三通加强的研究方法及研究内容。(2)介绍供热直埋管道焊制三通所受的载荷以及研究管道的理论基础应力分类法和强度理论。(3)对焊制三通进行了简要的介绍,阐述了焊制三通的加强理论并通过对比选择有限元法作为本文的研究方法,介绍了常用的直埋焊制三通加强方式,提出了本文研究的直埋焊制三通加强方式马鞍加强和综合加强。(4)对论文所使用的研究方法有限元法以及分析软件ANSYS进行了简要介绍,详细的介绍了供热直埋焊制三通加强的有限元模型的建立,包括模型材料属性定义、单元类型说明、模型网格划分、网格独立性检验和载荷的施加。(5)对供热主管处于锚固段的直埋焊制三通的两种加强方式——马鞍加强和综合加强进行了有限元分析。马鞍加强和综合加强均能有效降低直埋焊制三通的应力水平,马鞍加强最多能使其应力值降低26.4%,综合加强最多能使其应力值降低37.7%。马鞍加强对于开孔率较小的直埋焊制三通加强效果更好,增加马鞍加强的厚度能提高其加强效果;综合加强效果优于马鞍加强。(6)对于主管处于过渡段的直埋焊制三通,分别分析了加强后的直埋焊制三通应力分布规律随主管位移量的变化,发现焊制三通的应力最大值点随主管位移量的增加由三通腹部内壁处转移至三通腹部肩部之间的外壁处。对比两种加强方式,主管位移量相同的情况下,综合加强效果明显优于马鞍加强。(7)总结了本文的主要研究结论,并对本课题今后的研究方向提出了建议,进行了展望。
其他文献
多环芳烃(PAHs)尤其含有4个及以上苯环的高环多环芳烃(HMW-PAHs),随苯环个数增加,致癌、致畸和致突变能力愈加突出,从而造成了更大环境风险。微生物降解PAHs的机制主要为代谢
供水管网是城市赖以生存和发展的重要基础设施,承担着为城市输送生活和生产用水的总要任务。合理的分配管网流量、维持管网安全、高效地运行都需要对供水管网进行科学的诊断
随着汽车、高铁、建筑等行业对轻量化材料的持续需求,聚合物微孔发泡材料近年来引起了人们广泛的关注。聚合物微孔发泡材料是一种可以保持自身必要机械性能的前提下实现聚合物材料轻量化的一种新型材料,其性能主要取决于聚合物基体材料的性质以及自身的泡孔结构。聚碳酸酯(PC)是一种性能均衡且优异的通用工程塑料,拥有出色的热稳定性、尺寸稳定性以及机械强度,在照明、汽车、玻璃等行业中被大量使用。本文以超临界二氧化碳(
从20世纪60年代开始,随着半导体技术的迅速发展,让人们掌握了控制电子传输的手段。通过控制掺杂,可以调节半导体的电子带隙,电子的流动特性较容易被操控。半导体的发现给人们
方钢管鸟嘴式焊接具有造型美观、横向受荷面小、节点刚度大、结构承载力高等优点,在桥梁、房屋、海洋等结构中具有较好的应用前景,但在循环荷载作用下的疲劳性能尚不明确,相
随着教育与科技的融合,我国的教育事业不断创新发展,学生对知识的学习已经不局限在课堂,为了促进教育内容、教学手段和方法更加现代化,许多高校推行了翻转课堂的新型教学模式
间位芳纶纤维(PMIA)纸具有高强力、柔性、阻燃性和耐腐蚀性,广泛应用于电子电器绝缘部件和航空航天工业。本文提出利用低温氧等离子体处理和化学镀银技术相结合的方法,以绝缘
对于水中有机物污染的问题,常规的处理方法有:生物法、化学氧化法、吸附法等。在这些处理技术中,光催化技术具有高效、低能耗、操作简便、反应条件温和、应用范围广、可重复
电解水是低成本、无污染、产量丰富的制取氢能源的有效方法。电解水过程包括电解水析氢和电解水析氧两个反应过程。其中,电化学析氧反应(OER)涉及4电子(4e-)传输,动力学缓慢,是电解水制备氢能源的决速步骤。而钴硫化合物(Co-S)中的钴(Co)元素因其3d轨道电子排布的一个低自旋电子接近于e02g的填充状态,而有利于OER催化反应的电子传输,经常被应用于OER电催化反应。但Co-S化合物作为电催剂用
随着社会生产力的发展及人民生活水平的提高,纺织品的意义已从防寒保暖拓展到健康环保等功能,植物染料以其生态、绿色、环境友好等优良特性再次受到人们的关注和推崇,广泛应