中低压缸连通管数值模拟与导流叶片可靠性分析
《2024年水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》范文

《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言在许多工业应用中,如石油、天然气和化学工业中,气液两相流是非常常见的流动状态。
对水平管内气液两相流的流型进行深入的研究对于提升设备的效率和可靠性具有重要意义。
本论文通过数值模拟和实验研究的方法,探讨了水平管内气液两相流的流型特征及其变化规律。
二、文献综述在过去的几十年里,许多学者对气液两相流进行了广泛的研究。
这些研究主要关注流型的分类、流型转换的机理以及流型对流动特性的影响等方面。
随着计算流体动力学(CFD)技术的发展,数值模拟已成为研究气液两相流的重要手段。
同时,实验研究也是验证数值模拟结果和深化理解流动机理的重要途径。
三、数值模拟1. 模型建立本部分首先建立了水平管内气液两相流的物理模型和数学模型。
物理模型包括管道的几何尺寸、流体性质等因素。
数学模型则基于质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律,并考虑了气液两相的相互作用。
2. 数值方法采用计算流体动力学(CFD)方法对模型进行求解。
通过设置适当的边界条件和初始条件,得到气液两相流的流动状态。
此外,还采用了多相流模型和湍流模型等,以更准确地描述气液两相的流动特性。
3. 结果分析通过数值模拟,得到了水平管内气液两相流的流型图、流速分布、压力分布等结果。
分析这些结果,可以深入了解流型的转变过程和流动特性。
四、实验研究1. 实验装置设计了一套用于气液两相流实验的装置,包括水平管道、气体供应系统、液体供应系统、测量系统等。
通过调节气体和液体的流量,可以模拟不同工况下的气液两相流。
2. 实验方法在实验过程中,通过观察和记录流动现象,获取了流型、流速、压力等数据。
同时,还采用了高速摄像等技术,对流动过程进行可视化分析。
3. 结果分析将实验结果与数值模拟结果进行对比,验证了数值模拟的准确性。
同时,还分析了不同因素(如管道直径、流体性质等)对气液两相流流型的影响。
五、结论与展望通过数值模拟和实验研究,得到了以下结论:1. 水平管内气液两相流的流型受多种因素影响,包括管道直径、流体性质、流速等。
基于深度学习的排水管道缺陷自动检测与分类

第46卷第12期2020年给水排水WATER &- WASTEWATER ENGINEERING Vol. 46 No. 12 2020 .计算机技术.基于深度学习的排水管道缺陷自动检测与分类王鸣霄1范娟娟1周磊1汪俊2李大伟2謝乾2(1南京市测绘勘察研究院股份有限公司,南京210019; 2南京航空航天大学,南京210016)摘要传统排水管道检测方法采用手动设计的特征,不能全面地显示这些缺陷,检测效率低且 容易出错。
为此,采用深度学习的方法研究排水道图像缺陷的特征表示,进而提出了 一种基于两级 分层深度卷积神经网络的排水道缺陷自动识别与分类系统。
使用一个超过40 000张排水道管道图 像的训练集对网络模型进行训练。
结果表明,该方法对6类管道缺陷的分类准确率超过90%,与传 统方法相比大幅提高了分类精度。
同时该系统现已成功应用于实际生产,验证了其在实际应用中的 鲁棒性和可行性。
关键词缺陷检测图像分类卷积神经网络深度学习排水管道中图分类号:T U992 文献标识码:A文章编号:1002 —8471(2020)12 —0106 —06DOI:10. 13789/ki.w w el964. 2020. 12. 020Automatic detection and classification of sewer defects via deep learningWang Mingxiao1,Fan Juanjuan1,Zhou Lei1,Wang Jun2,I」Dawei2,Xie Qiarr (J.Nanjing Institute Surveying^Mapping &Geotechnical Investigation Co. ,Ltd. ,Nanjing210019 ^ China; 2. Nanjing University o f Aeronautics and Astronautics,Nanjing210016 ,China)Abstract:Video and image sources are frequently applied in the area of defect inspection in industrial community.For the recognition and classification of sewer defects,a significant number of videos and images of sewers are collected.These data are then checked by human and some traditional methods to recognize and classify the sewer defects,which is inefficient and error-prone.Previously developed features are unable to comprehensively represent such defects.In this paper, an automatic extraction of feature representation for sewer defects via deep learning is studied.Moreover,a complete automatic system for classifying sewer defects is proposed built on a 2-level hierarchical deep convolutional neural network,which shows high performance with respect to classi-fication accuracy over 90%. The proposed network is trained on a novel datavset with over 40 000 sewer images.The system has been successfully applied in the practical production,confirming its robustness and feasibility to real-world applications.Keywords:Defect detection;Image classification;Convolutional neural network;Deep learning;Drainage pipeline0引言排水管道缺陷检测是城市地下基础设施维护的基金项目:南京市测绘勘察研究院股份有限公司科研项目(2018RD06)。
《2024年水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》范文

《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言随着能源、化工等领域的不断发展,水平管内气液两相流的研究变得日益重要。
在许多工业过程中,如石油开采、管道输送、冷却系统等,都需要对气液两相流进行深入的研究。
气液两相流的流型对管道的输送效率、安全性能以及系统设计都有重要的影响。
因此,本文对水平管内气液两相流的流型进行了数值模拟与实验研究,以期为相关领域的实际应用提供理论依据和参考。
二、流型分类与数值模拟方法水平管内气液两相流的流型主要分为泡状流、弹状流、泡状-弹状混合流、环状流等。
这些流型具有不同的流动特性和相互转换的规律。
为了更好地研究这些流型的特性,本文采用了数值模拟的方法。
数值模拟主要采用计算流体动力学(CFD)方法,通过建立数学模型,对不同流型下的气液两相流进行模拟。
在模拟过程中,考虑了流体物性、管道尺寸、流动速度等因素对流型的影响。
同时,采用适当的湍流模型和两相流模型,对气液两相的相互作用和流动特性进行描述。
三、实验研究方法与结果分析为了验证数值模拟结果的准确性,本文还进行了实验研究。
实验采用水平管道装置,通过改变气液流量、管道尺寸等参数,观察并记录不同流型下的流动特性。
实验结果表明,随着气液流量的增加,流型逐渐由泡状流向环状流转变。
在泡状流中,气泡分散在连续的液相中;在弹状流中,较大的气泡或气团交替出现在连续的液相中;而在环状流中,气体核心包裹着液体在管道中流动。
这些流型的转换规律与数值模拟结果基本一致。
此外,实验还发现,管道尺寸对流型也有显著影响。
当管道直径增大时,更易形成环状流;而当管道直径较小时,更易形成泡状或弹状流。
这为实际工程应用中管道设计和优化提供了重要的参考依据。
四、数值模拟与实验结果对比分析将数值模拟结果与实验结果进行对比分析,可以发现两者在流型转换规律和流动特性方面具有较好的一致性。
这表明本文采用的数值模拟方法具有较高的准确性和可靠性,可以为实际工程应用提供有效的预测和指导。
自由活塞压缩管ALE方法数值模拟

摘要 当前国际上实现 高焓气体流动 的实验手段之一是 自由活塞驱动类脉冲设备 ,包括 自由活塞激波风洞和 自 由活塞膨胀管.采用 自由活塞压缩管作为激波 风洞 和膨胀 管的驱 动段 时,其驱动能力在很 大程度上 决定 了该类 设备的性能.本文采用计算流体力学 中任意拉格 朗 日一欧拉方法 (arbitraryLagrangianEulerian)数值模拟 了压缩 管内部的 自由活塞运 动和 气体流动特 征.采用 移动 网格 技术来适应 活塞运动边 界,耦 合求解 网格运动和气体流 学 动 过 程 ,并 通 过 双 时 间 步 长 方 法 进 行 流 体 运 动 的 时 间 积 分 .为 了满 足 几 何 守 恒 律 (geometr ic conservation law), 对移动网格 的法 向矢量和表面面积计算进行 了修 正.不 同时刻 的活塞位置试验测量结果及欧拉方法 预测 结果 , 以及基于简单波 理论获得 的运动活塞底部气 体压 力、活塞速度与活塞位 置都与 当前 的 ALE方法十分一致.该工 作为下一步数值模拟 自由活塞激波风洞和 自由活塞膨胀管中包 括压缩管 、激波管和 喷管等不 同部位的耦合流动 提 供 了基 础 . 关键词 计算流体力学 ,自由活塞压缩管,ALE方法 ,移动网格,双时间步长
第 48卷 第 2 期 2016 年 3 月
力
学 报
Chinese Journal of Theoretical and Applied M echanics
、b l|48,N O.2 M at.,2016
自由活塞压 缩管 ALE方 法数值模 拟
李海 燕 z) 李 志辉 吕治国 罗万清 常 雨
has been per formed by means of an arbitrary Lagrangian Eulerian approach(ALE).Moving mesh strategy was used for
小容积流量工况下汽轮机级内流场的数值分析

汽 流动进 行 了测 量 研 究 ; 綦 蕾 等 对 处 于 湿 蒸
汽 区 的末 级流 场进 行 了数值 模 拟 分 析 , 都取 得 了 满 意 的结 果 。相对 于费 用 较 大 的试 验研 究 , 数 值
模 拟显 现出 了很大 的优势 。计 算 模 型
成很 大 的漩 涡 , 这不仅 容易 引起 叶片 的失速颤振 , 降低 运行 的效率 , 甚 至还会 导致严 重 的事故 。
目前 开展 汽轮机 小容积 流量 工况下 的流动 研
附近进 行 网格加密 , 网格 总数 约 1 8 0万余 。
究, 主要集 中在 汽轮机 的末几 级 , 采用 的手段有 试 验研 究 和 数 值 模 拟 。蔡 小 舒 等 利 用研 制 的 测 量装 置对 3 0 0 M W 直 接 空冷 汽 轮机 低 压末 级 湿 蒸
轮 机末级 叶片 在小容 积流量 工况 下 的脱 流现 象 已 形 成共识 。但 由于小 流 量 工况 下 , 上 游 流场 对 下 游 流场 的影 响很 大 , 攻 角 的变 化也 会 使 高压 缸 内 各 级 出现分离 流动 , 造成 流动 的不均匀 和漩 涡 , 引
计算 过 程 中 , 取转 速 为 3 O 0 0 r / mi n 。通 过 提 高 出 口背压 的数 值 达 到减 小 流量 的 目的 , 定 义计 算模 型 出 口压力 与入 口压力 之 比为压 比。笔者计 算了 1 0种 工况 , 其 中压 比为 0 . 8 6 8 、 0 . 9 3 4 、 0 . 9 5 3 时 比较典 型 , 因此笔 者 主 要针 对 这 3种 情 况 进行 分 析 。计算 时采 用标 准 k - o湍 流模型 。控制 容 积 界 面处 的物性 参数 应 用 二 阶迎 风 差分 格 式 获得 , 流 体压力 一速 度耦合 采用 S I MP L E C算 法 , 进 口给
深水导管架ECA断裂及疲劳评估研究

DOI :10.3969/j.issn.1001-2206.2023.06.005深水导管架ECA 断裂及疲劳评估研究王鹏,宋昆晟,李朋,刘伟中国石油集团海洋工程(青岛)有限公司,山东青岛266555摘要:与常规导管架相比,深水导管架的节点形式和受力更为复杂。
在进行ECA 分析时,除断裂评估外还需进行疲劳分析,以保证深水导管架节点焊缝的抗断裂性能与疲劳寿命同时满足要求,方能免除焊后热处理。
以陆丰12-3WHP 导管架为例进行了深水导管架断裂及疲劳等ECA 研究。
通过对其在位状态进行评估分析,选取典型的疲劳评估节点和断裂评估节点,进行极限载荷和疲劳载荷谱提取。
参照BS 7910:2019标准,通过断裂力学分析方法,针对给定的初始缺陷尺寸和位置,给出了在疲劳载荷作用下扩展后的最终裂纹尺寸以及临界条件下不同位置的裂纹尺寸,并与无损检测验收准则相比较,确定了免除焊后热处理的可行性,为深水导管架免除焊后热处理提供了新的依据和借鉴。
关键词:深水导管架;焊后热处理;工程临界评估;疲劳;初始缺陷Study on ECA fracture and fatigue assessment of deep-water jacketWANG Peng,SONG Kunsheng,LI Peng,LIU WeiCNPC Offshore Engineering (Qingdao)Co.,Ltd.,Qingdao 266555,ChinaAbstract:Compared with the normal jacket,the joint form and stress of a deep-water jacket are more complicated.Both the fracture assessment and fatigue analysis during engineering critical assessment (ECA)are required to ensure that the fracture resistance and fatigue life of the joint weld of the deep-water jacket can meet the requirements at the same time,so as to eliminate the postweld heat treatment (PWHT).This article takes the LF12-3WHP jacket as an example to carry out an ECA study of the fracture and fatigue of the deep-water jacket.Firstly,the typical fatigue assessment joints and fracture assessment joints are selected to extract the ultimate load and fatigue load spectrum by evaluating and analyzing its in-place status.Then,the final crack size after expansion under the action of fatigue load and the crack size at different positions under critical conditions can be obtained by fracture mechanics analysis based on the given initial defect size and position as per BS 7910:2019Standard.Then,compared with nondestructive testing (NDT)acceptance criteria,the feasibility of eliminating PWHT is confirmed,which provides a new basis and reference for eliminating PWHT for deep-water jackets.Keywords:deep-water jacket;PWHT;ECA;fatigue;initial defect与常规导管架相比,深水导管架具有更为复杂的结构形式,且所处的工作环境更为恶劣,在服役过程中焊缝连接处会存在严重的应力集中,可能会导致节点脆性断裂。
环路热管用吸液芯的研究进展及探讨

李志威,孙健,王罗坚,杜海权(景德镇陶瓷大学,景德镇333403)对主流的几种环路热管吸液芯的研究进展进行了阐述,在当前研究基础之上,从吸液芯的孔隙结构、孔隙率、渗透率等方面出发讨论了Al2O3多孔陶瓷作为环路热管吸液芯的可行性,并对其今后的研究方向进行了展望。
吸液芯;Al2O3多孔陶瓷1前言环路热管(Loop Heat Pipe,LHP)是一种利用工质相变传递热量的高效被动散热装置,在高热流密度电子器件散热和航天器热控及陶瓷窑炉的余热利用等领域有广阔的应用前景,通常由蒸发器、冷凝器、气液管线和补偿腔五个部分组成,并且补偿腔是和蒸发器耦合在一起的[1,2]。
吸液芯作为LHP的核心元件,其具有的毛细力为系统的运行提供驱动力,同时也为工质的相变提供了空间。
因此,LHP的性能与吸液芯有着密切的联系,引起了许多专家和学者的关注与研究[3-5]。
聚合物芯[6]、金属网芯[7]、金属粉末烧结芯[8-9]及陶瓷芯[10]等多种吸液芯运用于LHP中的研究也是络绎不绝。
本文对环路热管吸液芯几种主要类型的研究进展进行了详细的阐述,并对多孔陶瓷作为吸液芯的可行性进行了讨论。
2吸液芯的研究进展吸液芯通过自身的孔隙结构为整个环路热管系统提供动力,图1所示为比较多见的几种吸液芯结构示意图。
从图中可以看出,洗液芯的结构大致可分为沟槽式吸液芯、网状式吸液芯以及粉末烧结式吸液芯三种。
,男,江西赣州人,1997年生,硕士研究生,主要从事强化传热及其高科技应用,Email:*****************;,男,1973年生,博士,教授。
Email:****************。
本项目由景德镇陶瓷大学研究生创新资金资助(JYC202001)s Reserved.三种结构各有优劣,沟槽式的结构使得冷却介质在其中的流动阻力不大也增加了吸液芯的渗透率但同时槽式结构削弱了吸液芯的抗重力能力。
唐恒等通过表面化学处理结合犁切-挤压的方法制备了一种新型沟槽吸液芯,并比较了是否进行吸液芯表面化学处理对吸液芯性能的影响,实验结果表明经行表面处理对于提升吸液芯的毛细压力是有利的,并且表面化学处理溶液Cu Cl 2的浓度在一定范围内,浸泡时间和溶液浓度对毛细压力是有一定影响的[14]。
涡轮流量计内部流动的数值模拟

关 键 词 :气体涡轮流量计 ; 数值模拟 ; 压损
中 图分 类 号 : H l 1 T S4 .
文 献标 志 码 : B
文 章 编 号 : 0 7 72 (0 1 0 — 0 0 0 10 — 34 2 1 )4 0 6 - 3
N u rc lSi u a i n o n e n lFl w n Tu b n o me ia m l to fI tr a o i r i e Fl wm ee tr
第 4 7卷
第 4期
石
油
化
工 自 动
化
Vo . 7 I4 ,No 4 .
Aug t us ,201 1
21 0 1年 8月
A UT OM AT I ON N I PETRO— CH EM I L I DUSTR Y CA N
涡轮 流量计 内部 流动 的数值模 拟
林 景 殿 苏 中地 肖云 巩 张 凯 杜 正 韩 , , , , ,
(.浙 江苍 南 仪 表 厂 , 江 苍 南 1 浙 3 50 ;.中 国计 10 8
摘 要 :为 了深入研究涡轮流量计的工作原理 , 以改善其 精度 , 通过计算流体力学 的方法对 10mi 口径的气体涡轮 流量 0 l l
计 进行 了数 值模 拟 , 出 了气 体 涡 轮 流 量计 的速 度 场 、 力 场 、 给 压 速度 矢 量 场及 其 压 损 。研 究 了不 同 流量 下 的 压损 值 , 通 过 实验 并 进 行 了 比较 , 果 表 明 数值 仿 真 与 实验 结 果 基 本 吻合 。 结
的影 响 。
涡轮 流量 计 的工作 原 理 :当流 体 流过 涡 轮 流 量 计时 , 流 体的 作用下 , 轮受力 产生 旋转。 在 叶 叶轮 的转 速 与 管 道 平 均 流 速 成 正 比 , 轮 转 动 叶 后, 周期 性 地 改 变 磁 电 转 换 器 的 磁 阻 值 , 测 线 检 圈 中 的磁 通 随 之 产 生 周 期 性 变 化 和 周 期 性 的感
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
( abnT ri o p n i td H ri 5 0 6, hn ) H ri ubn C m ayLmi , abn1 0 4 C ia e e
Ab t a t T e p p rsmua e y e o u d a e o o sr c : h a e i lt sa t p fg i e v n f mmu iai g p p ewe n i tr da e p e s r n o p e s r c n c t i e b t e ne me it r s u e a d lw r s u e n
波 动 的来 源 之 一 。
2 定 常结果分 析
图 3是定 常计算 收敛过程 。从 图可见 , 残差存 在周期 变
收 稿 日期 :0 90 -8 20 -52
a c r i st e p r d c t s e t n h e o i i a i me, n l s s te p e s r h n e n t e g i e v n rf e h o g h r n i n e u s o t i s a a y e h r s u e c a g s o h d a e p o l s t r u h t e ta se tr s h , b an u i
c l d r t u r a tt t o g tt a h o a rn i n h r ce si. T r c e r n i n o i lt n, yi e swi n me c ls i meh d, e h t e f w h s ta se tc a a tr t n h i ac t l i c o p o e d ta se tf w s l mu ai o
0 前
言
在大型蒸汽轮机组 中 , 中压蒸 汽通常经 过 中低压 连通管
被分 配到两个低压缸 中, 并且蒸汽在 连通管 中流动 至少 要经
历 两次9 。 0 角折转 。为 了减 少 流动损 失 , 常在 每个 弯 角处 通 增加 一组 由许 多叶片组成 的导流叶片环 , 汽流平稳地 改变 使 方 向。普 朗特在研究弯角流 动时也指 出 , 流叶片可 以减少 导 防止 了尖 角处 的分离… 。 当流体通过弯 管时 , 流动方 向的改
图 4显示 了连通管 内整体 的速度矢 量及流线 。很 明显 , 在导 流叶片环 2下游 由于 类似 蒸汽 绕流 凸 台的流 动而形 成 了较大尺度 的旋涡 , 大尺度 旋 涡运 动不稳 定 , 此 因此 也将 导
致连通管 内流动的非定常性 。在 亚音流动状 态 , 此处 的不稳 定旋涡运动将 影响上游流动状态 , 这也是 导流 叶片 1 上压力
第5 2卷 第 4期
21 0 0年 8月
汽
轮
机
技
术
Vo . 2 No 4 J5 . Au . 0 0 g2 1
T BI E UR NE T CHN0 OGY L
中低 压 缸 连 通 管 数 值 模 拟 与 导 流 叶 片 可靠 性 分 析
谭 宗立
( 尔滨汽轮机厂有限责任公 司, 尔滨 10 4 ) 哈 哈 50 6
关键词 : 中低 压 缸 ; 通 管 ; 流 叶 片 ; 连 导 非定 常 ; 靠 性 可
分 类号 : 22 4  ̄ 3 .
文献 标识码 : A
文章编号 :0 15 8 (0 0 0 -2 70 10 -8 4 2 1 )40 4 -3
N m r a Sm lt no o u ia n ieB t en It me i eP esr u ei l i uai f mm nct gPp e e ne da rsue c o C i w r t
摘要 : 中低压缸连通 管内某典型导流 叶片形 式进行 了定 常计 算 , 对 从而 得 出连 通管 内 的流动具 有非定 常特性 。为 进行非定 常计算 , 确定 了非 定常的周期 , 非定常结果分析 了导流叶片上压力周 期性变化 , 一步分析 了影 响叶片 从 进 可靠性 的主要因素是非定常性 引起 的共振 。
变就会 引发离心涡 流现象 , 会造 成 流体 内产生 湍流 , 还 这种 变化不仅仅会 产生噪声 、 振动 、 失稳 , 重时甚 至导致 叶片断 严
裂 一 。
本文针对 图 1 种典型 的导 流叶片 的连 通管设计 , 这 通过 数值模拟 来分析连通 管 内的非 定常 特性 以及 影 响导流 叶片 可靠性 的因素 。
ta smpte cv rt ni tem jrat nrl b i f ud ae ht y a t i ao ao f o o i it o ievn . h i b i sh cr e a ly g
K e wor s: P・ y d I LP y i c lnde s; o m unia i pe; i ane;r se r cm c tng pi gu de v t an int; ei biiy r la lt
图 1 9 。 头 内导 流 叶片 设 置 _ 0弯 2 J
化, 这说 明了连通 管 内的流 动具 有周 期非 定常性 , 为此对 流 场进行定 常分析确定周期性 的原因。
1 几何模 型
图 2是 中低压连通 管模 型 , 2 b 中 3个位置所 用导流 图 () 叶片形式相 同 。叶片 厚度 为 6 m, m 叶片 两 端直 接 连 接于 管 壁, 各有 2 0只 叶片 。