柔性压力管道脱扣断裂甩击行为数值仿真研究

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gengboy
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
柔性压力管道作为一种重要的流体输送工具,具有适用性强、安装快捷等特点,广泛应用于多种工程领域。随着柔性压力管道耐压等级与额定流量不断增大,当流体在弯曲的柔性压力管道内部流动时,由于强烈的耦合效应,管道易发生振动,并因长时间的耦合振动导致管道连接处发生脱扣断裂现象。由于管道结构刚度低,可变性强,当柔性压力管道发生脱扣断裂现象时,在管道流体的冲击作用下,会发生剧烈的的甩击运动,对管道周围的人和器材造成伤害,形成重大安全隐患。
  本文针对柔性压力管道在脱扣断裂后发生的流固耦合甩击运动行为进行了数值模拟仿真研究。从流体力学和固体力学的基本方程出发,得到了柔性压力管道系统中流体和固体之间的耦合动力学理论,并利用ANSYSWorkbench平台对柔性压力管道脱扣后的甩击运动行为进行流固耦合动力学数值模拟计算,分析了柔性压力管道发生脱扣断裂后的甩击运动行为特点,总结了不同因素对柔性管道甩击运动的影响规律,得到了以下结论:
  (1)柔性压力管道发生脱扣甩击时其运动具有很强的不确定性,变形位移和甩击速度空间分布没有明显规律。管道靠近脱扣处的自由段形变位移和甩击速度最大,对人员和设备危险性高,而靠近安全箍处的固定段等效应力最大,应变能高,材料容易发生疲劳破坏,造成二次危害。
  (2)流体的流速和性质对柔性压力管道甩击运动行为有显著的影响。流体的流速和粘度都与管道最大变形位移、最大甩击速度等参数的高次方呈正相关,而流体密度则与其呈线性正相关。
  (3)柔性压力管道的布设方式对甩击运动的影响是多方面的。在因素相对不变的条件下,柔性压力管道越长,弯曲半径越大,则管道的甩击运动越剧烈。而约束件的位置点对柔性压力管道的甩击运动影响较复杂,不同的约束点会引起管道自由段长度和弯曲半径的变化,约束点的影响需要综合这两个因素来考量。
  基于上述的研究,本文针对柔性压力管道运行过程中发生的脱扣断裂甩击危害提出了合理的防范措施及管理建议,为工程应用中柔性压力管道的设计选择和安装提供依据。
其他文献
研究背景和目的高血压是人类常见慢性病,其发病率逐年上升,严重威胁人类健康。交感神经活动亢进是高血压病的主要特征之一,并且与脑卒中和心力衰竭等疾病的发展预后密切相关。头端延髓腹外侧区(rostral ventrolateral medulla,RVLM)是调控交感神经活动和血压的关键中枢区域,RVLM所含的前交感神经元不仅接受孤束核和室旁核等其它心血管中枢的纤维传入,还发出纤维与脊髓交感节前神经元发
学位
世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布了2020年全球最新癌症负担数据。数据显示,乳腺癌新发病例高达226万,超过肺癌的220万,乳腺癌取代肺癌,成为全球第一大癌,同时女性乳腺癌死亡率高达15.5%,也是女性癌症患者死亡率最高的恶性肿瘤。三阴乳腺癌(TNBC)是乳腺癌中的一个特殊类型,占比约为12.7%。TNBC组织病理学分级多为III级以上,恶性程度高,较其他乳腺癌亚型更具侵袭性。同时TN
石房蛤毒素(Saxitoxin, STX)是目前已知毒性最强的海洋生物毒素之一,致死率极高。研究者们1932年开始对STX进行研究,但目前并无针对STX有效的防治措施。常见的检测方法存在重现性差、操作繁琐且成本高、耗时长等问题。一种既具有高亲和力及特异性优点,又容易大量化学合成,且易于修饰和固定在载体表面的新型分子识别元件——核酸适配体的出现,给石房蛤毒素的检测及防治带来新的契机。核酸适配体在分析
一、mTOR信号通路通过自噬途径调节寨卡病毒复制  1.背景  寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)属于蚊媒传播病原体,感染机体能引起寨卡病毒病,多表现为发热,皮疹,关节痛等轻微症状。2016年,ZIKV在美洲、东南亚等地区再次爆发流行,感染患者出现新生儿小头畸形、格林-巴利综合征(Guillain-Barrésyndrome,GBS)等严重神经系统并发症,引起全世界关注。ZIKV属于黄病毒
学位
青藏高原作为独特的地理单元,是全球最为复杂的地域之一,也是对全球变化最为敏感的区域之一。植物的繁殖特征作为物种生存、定居和种群扩张的重要特征,全球气候变化背景下该特征受环境影响较大。探究其繁殖策略及资源分配在异质性环境的差异有助于深入理解和预测植物种群未来动态变化,本文以陇蜀杜鹃(Rhododendron przewalskii)为研究对象,比较分析其花部特征的时空动态及生物量分配特征,初步分析了
学位
学位
滤筒式除尘器因为其粉尘捕集效率高、运行阻力小、使用成本低、设备占地面积小等优点,在制药、食品加工、冶金等多种行业的除尘工艺中得到大规模的应用。滤筒清灰效果的好坏关系到整个除尘系统能否高效稳定的工作。作为目前过滤式除尘器应用最为常见的清灰方式,袋式除尘器的清灰研究较为常见,也被众多学者接受,而对滤筒的清灰研究主要借鉴的是对滤袋的研究,未考虑到由于滤筒和滤袋的材料结构不同而导致的差异,对滤筒的清灰研究
学位
燃煤电站产生的脱硫废水,其水质复杂,痕量元素种类较多,盐分浓度较高。随着环保标准的日益严格,目前已有的传统处理方法难以满足排放要求;烟道蒸发是一种具有良好应用前景的脱硫废水近零排放处理技术,该技术的关键是要保证脱硫废水液滴在高温烟道内完全蒸发,因此,本文针对脱硫废水在高温烟道气中的蒸发特性进行研究。  首先,基于传热传质理论和液滴内部温度分布的抛物线模型,建立了单个纯水液滴在高温烟道气中蒸发的理论
国内外沸腾制粒机普遍采用滤袋加滤筒的二级过滤式除尘设计,其中初级为制粒机顶部的机械振打式滤袋除尘器。虽然这是制药行业内采用的主流方式,但明显存在运维成本高、压力波动大、流化工况不稳定等问题,国内此类装备设计制造企业有较为强烈的改造需求,并做出过各种不同的尝试。本文提出沸腾制粒机除尘器“袋改旋”设计理念,将高效轴流旋风分离技术引入沸腾制粒机中用于替代初级的袋式除尘器,实现设备的结构改进和技术创新。围
在页岩气革命的大环境下,促进针对页岩油气储藏的大力开采,推进我国非常规油气开发,可以有效缓解我国能源安全风险。超临界二氧化碳喷射压裂作为一项新兴的储层改造技术,是目前针对页岩气等非常规油气开发的热点。层理面为胶结强度较低的地层薄弱面,往往会先于页岩基质体破坏,对压裂施工效果具有重要的影响。考虑到天然页岩岩石基质的离散性较高,不利于进行页岩压裂过程中的单因素分析,本文通过人造工艺制备了具有特定层理参