變徑管道流場(chǎng)分析

介紹了氣力輸送中變徑管道的設(shè)計(jì)方法和主要參數(shù)(臨界速度、管徑、壓降、氣體流速、變徑位置、變徑角)的確定。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),說(shuō)明采用逐漸增大管徑的變徑管道可以有效地降低輸送管道中的氣速、壓損和能耗。

氣力輸送中變徑管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在成品油順序輸送管道中,相鄰批次油品間會(huì)產(chǎn)生混油,影響混油的因素繁多,針對(duì)其中之一的變徑管進(jìn)行了混油的數(shù)值模擬,希望能夠?yàn)榛煊偷挠?jì)算、監(jiān)測(cè)和切割處理提供依據(jù)和幫助。

第41卷2013年第4期 本 欄 目 編 輯　 陸 秋 云 通　 用 124 可變徑管道機(jī)器人系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)與研究 武　燕1，王才東2，王新杰2，牛志軍2 1 河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系　河南鄭州　451191 2 鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院　河南鄭州　450002 摘要：筆者在分析管道機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，針對(duì)管道機(jī)器人對(duì)不同管徑需求，提出了一種 雙履帶式可變徑管道機(jī)器人的總體方案。設(shè)計(jì)了機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置、直徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵部件，并設(shè) 計(jì)了機(jī)器人的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)上采用了上、下位機(jī)控制結(jié)構(gòu)，通過(guò)手動(dòng)和自動(dòng)2種控制模式， 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人無(wú)級(jí)調(diào)速、前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎和圖像信息采集等功能。研究結(jié)果為可變徑管道機(jī)器人的實(shí) 用化開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：管道機(jī)器人；變管徑；穿纜；控制系統(tǒng) 中圖分類(lèi)號(hào)：tp242　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a　　　文章編號(hào)：1001-3954

針對(duì)管道沿線(xiàn)落差較大或變徑時(shí),水力瞬變對(duì)冷熱原油順序輸送混油比例存在影響的問(wèn)題,基于順序輸送混油理論,建立了冷熱原油順序輸送混油控制方程。借助fluent軟件對(duì)冷熱原油途經(jīng)變徑管道水力瞬變過(guò)程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析了輸送順序和流速對(duì)混油濃度的影響。研究表明:當(dāng)冷熱原油順序流經(jīng)漸縮管道時(shí),混油長(zhǎng)度增長(zhǎng)較快,當(dāng)冷熱原油流經(jīng)突擴(kuò)管道時(shí),混油長(zhǎng)度增長(zhǎng)速率降低。無(wú)論漸縮管道還是突擴(kuò)管道,與前行俄羅斯油后行大慶油的輸送方式相比,采用前行大慶油后行俄羅斯油的輸送方式形成的混油段都較長(zhǎng),且突擴(kuò)管段連接處和上游軸向各截面的平均混油比例波動(dòng)較大。

面粉廠氣力輸送中,常常出現(xiàn)能耗高、磨損快、物料品質(zhì)降級(jí)的問(wèn)題,都是由于管道內(nèi)空氣輸送速度過(guò)快所致。把輸送管道設(shè)計(jì)成變徑管道,使氣流速度穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi),以提高輸送效率。變徑管道的設(shè)計(jì)必須遵循有關(guān)原理,并通過(guò)計(jì)算確定主要參數(shù)如:臨界速度、管徑、壓降、氣流速度、變徑位置、變徑角等。

正常輸油管道必須定期使用清管器對(duì)管壁的結(jié)蠟進(jìn)行清理。部分輸油管道中因?yàn)榇嬖谧儚?使本來(lái)很普通的清管工作成了一個(gè)難題,嚴(yán)重影響管道輸送能力,甚至造成管道報(bào)廢。急需研制出一種可以適應(yīng)存在變徑管道清管作業(yè)的特殊清管器皮碗。

介紹了旋壓變徑管機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)與使用情況,較好地解決了水冷壁管由60×6.5縮至51×6的變徑問(wèn)題,改變了由鍛壓短管接頭后與直管焊接的生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品質(zhì)量得以保證,并大大縮短了生產(chǎn)周期。

異徑管變徑管規(guī)格表 異徑管變徑管規(guī)格表本文由聊城市振興鋼管有限公司編輯整理發(fā)布，為您提供定制型號(hào)齊全的40cr鋼管，40cr合金管，40cr無(wú)縫鋼 管，40cr精密無(wú)縫管，40cr圓鋼。規(guī)格型號(hào)：①10mm①121mm2mm-18m! 用于縮小管徑的部位，其它規(guī)格按用戶(hù)要求提供代號(hào)：r-大管管徑-小管直徑單位：mm 規(guī)格ddtl規(guī)格ddtl規(guī)格ddtl規(guī)格ddtl r-32-25421102.5r-100-801082003.2r-300-2003254507r-500-4005296309.8 32902.58916032193154.94265008.8 r-40-25481102.5r-125-701332253.5

介紹了氣力輸送中變徑管道的設(shè)計(jì)方法和主要參數(shù)(臨界速度、管徑、壓降、氣體流速、變徑位置、變徑角)的確定。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),說(shuō)明采用逐漸增大管徑的變徑管道可以有效地降低輸送管道中的氣速、壓損和能耗。

介紹了氣力輸送中變徑管道的設(shè)計(jì)方法和主要參數(shù)(臨界速度、管徑、壓降、氣體流速、變徑位置、變桿角)的確定。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),說(shuō)明采用逐漸增大管徑的變徑管道可以有效地降低輸送管道中的氣速、壓損和能耗。

利用有限元軟件pro/e對(duì)失效的異徑管進(jìn)行了靜力學(xué)分析,得到了異徑管應(yīng)力分布圖,找到了異徑管失效的原因。在此基礎(chǔ)上對(duì)異徑管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),并運(yùn)用pro/mechanica軟件對(duì)異徑管進(jìn)行了強(qiáng)度校核,結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)改進(jìn)后異徑管的強(qiáng)度能夠滿(mǎn)足使用要求。

針對(duì)濃相氣力輸送中由于氣流速度過(guò)高所引起的管道磨損和物料品質(zhì)降級(jí)等問(wèn)題,提出了一種變徑管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法.基于變徑管道與同徑管道壓力損失相同的變徑原理,推導(dǎo)了變徑管道設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算公式,給出了變徑管道的弗勞德數(shù)法和臨界速度法兩種變徑定位方法及管段結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇依據(jù),并討論了變徑彎管漸擴(kuò)漸縮和垂直下流管漸縮的特殊變徑原理.實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明,采用變徑管道設(shè)計(jì)方法可以將管道終端的氣流速度由26.40m/s降低到7.28m/s,系統(tǒng)的輸送壓力由0.65mpa降低到0.36mpa,系統(tǒng)的輸送性能提高,能耗降低.

闡述了變徑管內(nèi)高壓成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),介紹了其預(yù)成形技術(shù),成形基本原理,管材性能要求,并對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。對(duì)其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)行了分析,內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車(chē)輕量化方面有著廣泛的應(yīng)用。

為了研究變徑管內(nèi)高壓成形過(guò)程中工藝參數(shù)和管坯幾何尺寸對(duì)壁厚分布的影響,通過(guò)力學(xué)分析和全量本構(gòu)方程,推導(dǎo)出變徑管內(nèi)高壓成形厚度分界圓的解析公式.該公式反映了摩擦系數(shù)、膨脹系數(shù)、管端軸向應(yīng)力與內(nèi)壓之比、送料區(qū)相對(duì)長(zhǎng)度、管坯相對(duì)壁厚、零件過(guò)渡錐角等參數(shù)與厚度分界圓相對(duì)位置之間的定量關(guān)系,并與數(shù)值模擬規(guī)律一致.研究表明:隨著摩擦系數(shù)、管端軸向應(yīng)力與內(nèi)壓之比、送料區(qū)相對(duì)長(zhǎng)度的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來(lái)越近,即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來(lái)越大的;而隨著管坯相對(duì)壁厚的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來(lái)越遠(yuǎn),即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來(lái)越小的.

針對(duì)成品油管道沿線(xiàn)落差較大且出現(xiàn)翻越點(diǎn)時(shí),管路變徑對(duì)成品油順序輸送混油比例產(chǎn)生影響的問(wèn)題,應(yīng)用cfd軟件多相流模型,以汽油和柴油作為交替輸送對(duì)象,建立順序輸送混油控制方程,分別對(duì)變徑位置在彎管前和彎管后兩種情況進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到了混油量分布云圖,分析了不同輸送順序?qū)煊腕w積分?jǐn)?shù)的影響。結(jié)果表明,彎管前變徑時(shí),后行柴油和后行汽油的混油段長(zhǎng)度大致相等,后行柴油楔入到前行汽油中的量較多;彎管后變徑時(shí),后行柴油的混油段較長(zhǎng),沿軸向各截面的平均體積分?jǐn)?shù)不均勻。因此,成品油管道通過(guò)翻越點(diǎn)時(shí),選取變徑位置在彎管前,并多采用前行柴油后行汽油的輸送方式有助于減少混油量。

滾珠旋壓成型工藝是一種連續(xù)局部塑性成型工藝,以其加工精度高,表面質(zhì)量好的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于變徑管的生產(chǎn)中。通過(guò)研究滾珠旋壓工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品精度及表面質(zhì)量的影響,確定適用于小規(guī)格厚壁鈦合金變徑管成型的參數(shù)選擇原則。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,分析了成型過(guò)程中一些缺陷的成因,并給出改進(jìn)依據(jù)。

為確保均勻坡下多孔變徑管道的壓力均衡，本文從分析等比降點(diǎn)存在條件入手，揭示了各變徑管段的管徑和變徑點(diǎn)位置與管坡、出水孔設(shè)計(jì)流量之間的內(nèi)在聯(lián)系，提出簡(jiǎn)便易行的解析方法。設(shè)計(jì)效果令人滿(mǎn)意：壓力偏差低，均勻度高，便于定型設(shè)計(jì)。

等水頭損失法設(shè)計(jì)變徑管道王金如（河北省水科所）管道變徑是長(zhǎng)期困撓人們進(jìn)行水力設(shè)計(jì)的一個(gè)突出難題。問(wèn)題在于各管段管徑及其長(zhǎng)度會(huì)有多種組合，設(shè)計(jì)難度大。早些時(shí)候，澳大利亞人以最大允許壓力偏差為約束條件，將水頭線(xiàn)和地形坡降線(xiàn)繪制成圖，采用多元圖解法分配各變...

把微灌多孔管道設(shè)計(jì)成壓力均衡的變徑管道，已是眾人所望。但至今尚無(wú)較好的設(shè)計(jì)方法可循，設(shè)計(jì)的任意性和盲目性很大。本文通過(guò)分析多孔管道在變徑條件下的基本水力特征，尋求并制定了均勻坡度下變徑管道的水力設(shè)計(jì)模型和設(shè)計(jì)方法。同時(shí)對(duì)復(fù)雜地形的管坡線(xiàn)進(jìn)行概化，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略。

為確保均勻坡下多孔變徑管道的壓力均衡,本文從分析等比降點(diǎn)存在條件入手,揭示了各變管段的管徑和變徑點(diǎn)位置與管坡,出水孔流量之間的內(nèi)在聯(lián)系,提出簡(jiǎn)便易行的解析方法,設(shè)計(jì)效果令人滿(mǎn)意,壓力偏差低,均勻度高,便于定型設(shè)計(jì)。

在長(zhǎng)距離管道輸油系統(tǒng)中,若各泵站提供的壓能之和小于輸油管道在規(guī)定的輸量q下所需消耗的壓能,那么,為保持輸油管道能量的供應(yīng)與消耗之間的平衡,管道輸油系統(tǒng)勢(shì)必要在比規(guī)定的輸量q小的輸量下運(yùn)行。若要使管道輸油系統(tǒng)保持規(guī)定的輸量q不變,就需要采取某種措施以增加泵站所供給的壓能或減少管道上所消耗的壓能。常用的方法是輔設(shè)一定長(zhǎng)度的副管或變徑管來(lái)減少管路上的摩阻,從而降低管道中的壓能消耗。在計(jì)算長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)中所應(yīng)輔設(shè)的副管或變徑管的長(zhǎng)度時(shí),一般都未考慮單根主管與副管或變徑管內(nèi)油品流態(tài)的