【摘 要】
:
我国城镇集中供热在减少能源消耗和改善环境的大背景下已有长足的发展,供热管道直埋敷设方式凭借其施工成本低、周期短、使用寿命长、管网维护量小等优点已逐渐成为集中供热管网敷设的首选方式。随着我国城镇区域集中供热的规模不断扩大,管道设计压力与设计温度不断提升,大口径直埋供热管道的广泛应用,对直埋供热管网的安全可靠运行提出更高要求。三通是直埋供热管网中普遍使用的分流部件,由于其结构的不连续性,在供热管网运行
论文部分内容阅读
我国城镇集中供热在减少能源消耗和改善环境的大背景下已有长足的发展,供热管道直埋敷设方式凭借其施工成本低、周期短、使用寿命长、管网维护量小等优点已逐渐成为集中供热管网敷设的首选方式。随着我国城镇区域集中供热的规模不断扩大,管道设计压力与设计温度不断提升,大口径直埋供热管道的广泛应用,对直埋供热管网的安全可靠运行提出更高要求。三通是直埋供热管网中普遍使用的分流部件,由于其结构的不连续性,在供热管网运行时三通相贯区会产生极大的应力集中,这使得三通成为整个直埋供热管网的薄弱环节,对管网的安全运行造成隐患。本论文针对压制三通容易出现应力过大的问题,提出一种新型三通加强结构,旨在从根本上降低压制三通相贯区的应力值,提高供热管网敷设的安全性。首先明晰直埋供热管道所受荷载、应力分类方法、材料强度理论和管道失效形式,指出压制三通主要由于循环塑性变形和低循环疲劳而失效;然后建立新型三通加强结构和普通压制三通结构的数理模型,通过有限元数值模拟对比两种结构的应力最大值和应力分布,探究温度荷载和内压荷载作用下的应力特性;最后采用参数化变量设计,系统研究外套管尺寸参数、肋片参数、荷载参数等对新型三通加强结构应力特性的影响。本论文的主要研究内容和成果如下:(1)对比新型三通加强结构和普通压制三通的应力最大值,发现新型三通加强结构能够有效降低压制三通处的应力最大值,与普通压制三通相比最高可使应力最大值下降52.16%。并且压制三通主管管径越小,支主管管径比越小,应力最大值的降低效果越好。(2)通过分析新型三通加强结构和普通压制三通的应力分布特点,揭示新型三通加强结构对压制三通加强的原理,即利用应力集中的原理,将原先集中在三通腹部的应力聚集到肋片区域,再通过肋片结构将应力传递到外套管上,最后由外套管将应力扩散分布开来,达到降低压制三通处的应力集中程度从而对压制三通进行保护的效果。(3)开展温度荷载和内压荷载分别对新型三通加强结构作用的研究,结果表明:仅施加温度荷载时,应力作用集中在三通腹部区域,且应力最大值占原荷载条件下的90%左右;仅施加内压荷载时,应力作用主要集中在三通肩部区域,且应力最大值占比很小。因此,温度荷载对新型三通加强结构的应力情况起主导作用,而内压荷载是较为次要的因素。(4)新型三通加强结构外套管壁厚的增加可以有效降低压制三通、外套管和肋片的应力最大值。而外套管开孔主管长度的增加不会引起压制三通、外套管和肋片的应力最大值变化,工程中可以尽量减小外套管开孔主管的长度以减少耗材投资。(5)新型三通加强结构肋片宽度的增加可以降低压制三通和外套管的应力最大值,使肋片的应力最大值先减小后增大,并使肋片的应力集中区域发生变化。肋片高度的增加可以降低压制三通、外套管和肋片的应力最大值,并使肋片和外套管的应力集中区域发生变化。肋片角度的增加可以降低外套管和肋片的应力最大值,而对压制三通的应力最大值影响不大,并使压制三通、外套管和肋片的应力集中区域发生变化。(6)温度荷载和内压荷载的增加会使新型三通加强结构各结构的应力最大值基本呈线性增加,而由于两种荷载对新型三通加强结构的作用程度不同,温度荷载的增加会使结构应力最大值明显增加,内压荷载的影响却不明显。
其他文献
随着社会经济的发展和城市建设的需要,结构形式复杂、跨度大的建筑物逐渐增多。这些建筑物在服役期内的健康状态引起了广泛的关注。现场实测可以获得结构的实时监测数据,通过分析风速、加速度响应等数据可以评估结构的健康状态。本文基于太原南站健康监测平台,获得了良态强风及非平稳风的风时程数据和多工况激励下的加速度响应,分别对上述内容展开研究。基于太原南站两个测点采集到的的风时程数据,研究了春夏两季太原南站风场良
古建筑木结构是古代人民和建筑匠人们智慧的结晶,是宝贵的文化遗产。然而木材经历几百年甚至上千年的服役,不免会产生裂纹、变形和材性劣化等损伤,不利于结构的稳定性,因此对木结构的力学性能研究和修缮加固具有重大意义。本文依据宋《营造法式》的记载,利用Abaqus软件建立五等材单跨木构架有限元模型,并通过改变木材材性参数的方式模拟榫卯节点和柱脚的材性劣化,通过拟静力往复加载和简谐波加载分析木构架的力学性能,
在当今经济全球化、高速发展,城镇化进程的大趋势下,城市的基础设施规模发生着翻天覆地的变化,地上的空间使用达到了最大化,地下空间的利用开发逐渐受到了各方的重视,如何在有限的土地资源下达到利用的最大最优化,是各国各地面临的最新挑战。而在地下空间的开发过程中,深基坑工程是技术性强、复杂程度高的领域之一,在基坑工程的勘察、设计、施工中存在着很多技术难题去解决,特别是在基坑开挖过程中遇到的与地下水有关的工程
格构式钢柱以其较好的经济效益和安装简单的优点,被广泛应用于工业厂房排架柱、构筑物支撑柱、塔吊等主要承重部位。在使用过程中,难免遭受到外物撞击,轻则引起建筑结构损伤,重则导致建筑物整体倒塌,造成人员伤亡,带来不可挽回的损失。所以,对格构式钢柱受侧向撞击后的动力响应以及剩余承载力研究尤为必要。本文主要研究内容:以总长度为1440mm的格构式钢柱为研究对象,应用有限元软件ABAQUS程序建立模型,对格构
土壤高温储热作为太阳能跨季节储存技术的一种高效、实用的方式,逐渐得到了广泛的关注。我国土壤高温储热技术还处于起步阶段,研究高温度梯度作用下的土壤热湿迁移特征和机制是推广和发展这一技术的关键。鉴于此,本文首先对不同类型和不同初始含水率的土壤导热系数进行了实验和模型研究,构建了一个与土壤饱和度有关的土壤导热系数计算模型;而后以中砂为介质进行了低温(35℃)、中温(53℃)和高温(65℃)储热条件下的土
防水锤空气阀作为一种构造简单、造价低,安装维修方便的水锤防护装置,广泛应用于长距离供水工程中。但由于空气阀选型不合理,安装位置不当以及其内部结构等原因,造成阀体破损、失效甚至对供水系统产生危害的事故屡有发生。现阶段,防水锤空气阀无统一的设计生产标准,且内部结构复杂,形式多样。即使是同种规格的空气阀,其进排气特性也多有不同,使得水锤防护效果有明显差异,依靠经验选型已不能满足工程的安全性及经济性要求。
近年来,大跨、高耸和重载已经成为现代工程结构的发展方向,组合结构由于能很好地适应其发展需要,在工程中得到了广泛应用。钢骨-钢管混凝土柱作为一种新型组合柱,由于其优良的承载能力和抗震性能,具有广阔的发展前景。结构在正常工作的过程中不可避免会遭受撞击等偶然荷载。为保障结构在全寿命周期内的安全性,需要考虑撞击荷载对结构的影响。以往对钢管-钢骨混凝土构件主要集中在静力作用下力学性能及抗震性能的研究,对其抗
近年来伴随着大型开采设备的发展,许多煤矿、铝矾土矿、石灰石矿等采用了露天开采的形式,致使整座山体倒置,形成一座座高堆积的欠固结山体。新能源的开发利用和电网的建设,需要架设大量的架空输电线路,而输电线路塔基的建设位于堆积欠固结土区的情况时有发生。欠固结土体沉降产生的变形导致建(构)筑物不均匀沉降甚至失稳,对经济、安全产生很大的影响。为探求堆积欠固结土区的基础沉降规律,本文选取阳泉地区具有代表性的欠固
为满足人们对于不同功能的要求,转换结构在高层建筑中的应用越来越多,形式也越来越多样化。目前应用最为广泛的梁式转换结构虽然具有传力明确、结构形式简单等优点,但在使用过程中也暴露出了诸多弊端,例如截面过大影响空间使用净高、转换梁刚度过大容易形成“强梁弱柱”的不利构造以及梁自重大造成转换层质量过大等等。斜柱转换结构的出现在一定程度上弥补了上述缺陷与不足,斜柱的设置提升了转换结构转换梁抗剪承载力,有效地减
板式换热器是一种经典的高效换热设备,由于其具有换热效率高、结构紧凑等优点,在城市集中供热领域得到了广泛的应用。在集中供热运行工况中,一次网供回水温差为50℃左右,二次网为25℃左右,一次侧与二次侧之间供回水温差差别较大,导致板片两侧的流量、进出口压降均产生较大差异,传统的板式换热器两侧完全对称的结构设计对于此类非对称工况无法充分发挥传热性能。为此,国内外学者研发出具有两种宽窄不同流道的非对称板式换