COADE CAESARII埋地管道计算原理
地源热泵地埋管长度计算
地源热泵地埋管长度计算地源热泵地埋管长度计算，这可是个技术活儿。
咱们先来聊聊地源热泵，这是一种利用地下温度差异进行能源转换的设备，既环保又节能，是现代家庭装修的热门选择。
而地埋管作为地源热泵的核心部件，其长度的计算可是关系到能效高低的重要因素。
那么，如何才能算出合适的地埋管长度呢？别着急，听我慢慢道来。
我们要了解地源热泵的工作原理。
简单来说，就是通过地下的恒定温度来提取能量，然后通过压缩机将低温热量提升到高温，再通过换热器将热量传递给室内系统，实现制冷或供暖。
所以，地埋管的长度就关系到了地下水温的分布和能效的高低。
那么，如何计算地埋管的长度呢？这里我们可以借鉴一下古人的智慧——“量入为出”。
我们需要知道地源热泵的装机容量，也就是它所能提供的能量。
这个数据通常可以在地源热泵的销售合同中找到。
有了这个数据，我们就可以大致估算出需要多少米的地埋管来满足能量需求。
接下来，我们要考虑地下水的流动情况。
地下水通常是从低处向高处流动的，所以在设计地埋管时，我们要尽量让管道处于地下水流动的最低点。
这样一来，管道内的水流速度就会加快，热量传递也会更加顺畅。
这个原则也要根据实际情况灵活调整。
我们还要考虑地形地貌的影响。
在山地或者丘陵地区，地下水流动可能会受到地形的阻碍，这时候我们就需要增加地埋管的长度，以保证能量的有效传递。
这也要在合理范围内进行，过长的地埋管不仅会增加成本，还可能影响建筑物的结构安全。
在确定了地埋管的基本参数后，我们还需要进行详细的计算。
这里我们可以引用一个成语——“因地制宜”。
具体来说，就是要根据当地的地下水文地质条件、建筑物的结构特点以及气候环境等因素，综合考虑地埋管的长度、弯曲程度以及连接方式等细节问题。
在实际操作过程中，我们还可以借助一些专业软件来进行辅助计算。
这些软件通常可以根据输入的数据自动生成地埋管的设计图纸，帮助我们更好地把握设计的精度和效果。
这些软件的使用也需要一定的专业知识和技能，所以在使用过程中一定要谨慎操作。
2010年11月CAESARII高级培训讲义-埋地管道分析(精)
CAESAR IICAESAR II埋地管道应力分析何耀良北京艾思弗计算机软件技术有限责任公司2010概述z 由于埋地管道在石油、天然气长距离输送、城镇热电联产由于埋地管道在石油天然气长距离输送城镇热电联产——区域供热领域应用广泛，出于安全性考虑，对埋地管道系统的分析设计尤为重要。
概述概述z 埋地管线实际上是管道和各种附属元件整体组合安装形成的复杂系统。
概述设计人员对当地环境土壤特性和地质情况的了解程度、所使用的分析假设，实际上决定了计算结果是否接近真实情况。
对地质情况不了解，没有恰当考虑热胀、外载荷、地质情解有恰当考虑热外载荷土壤特性可能导致严重的安全问题zz各种失效概述特殊之处埋地管线与架空管线存在较大差异：z架空管线使用支吊架支撑，导致失效的原因主要为垮塌（架空管线使用支吊架支撑导致失效的原因主要为垮塌（一次应力）及疲劳失效（柔性）；埋地管线则承受连续土壤摩擦约束作用，特别是长直管道存在自然锚固现象，其主要失效形式则是热态应力引发的轴向失稳及疲劳破坏（柔性）对热态应力而言热态应力是衡量管道轴向抗失稳能力的依据，当热态应力超标时，可能产生两类失效：z热拱轴向失稳如何分析？为避免事故的发生，我们需要对导致埋地管道失效的各种因素进行分析。
主要分为：1. 土壤约束（土壤特性，转为土壤约束模型）2. 管道柔性（管道分区，完全约束和活动段）3. 计算方法（标准规范）zzzz土壤约束zz主要体现在土壤摩擦力上；土壤的摩擦力是固有特性，与土壤以及管道表面粗糙度有关；通常人们将连续约束简化为点约束；z土壤约束但是这个点约束并非线性的土壤约束实际的土壤约束曲线为一段圆弧，这增大了模拟计算的难度，人们通常引入简化算法：z土壤约束使用简化模型——土壤约束线性化（部分线性化）z土壤刚度约束简化为线性的静摩擦力及滑动摩擦力；临界点为极限载荷土壤的弹性和塑性转化点临界点为极限载荷（土壤的弹性和塑性转化点）；极限载荷出现时所对应的土壤变形量称为屈服位移；可以通过多种方法来确定极限载荷及其屈服位移，常见的是将按照轴向摩擦力、横向进行区分。
caesarⅡ分析管道安装存在的问题
工作研究·动叶可调式轴流风机喘振机理及预防策略探究
部进行扩散。 2.1.2 增加叶片的叶栅稠度 一定程度上，提升叶栅稠度对于喘振的预防具有积极的作用，
由于叶片的宽度相对较宽，能够实现相同的气流转向角需要的拱度 相对偏小，附面层不会容易出现分离的情况，使得轴流风机的静压 性能曲线峰点不断向着小流量方向进行移动。
2.1.3 风机进口入安装导流装置 在轴流式风机的进口位置安装导流装置能够有效将紊乱的气流 流动进行稳流处理，使得逆流流动发生折向，并与主气流进行充分 的混合，这样可以在很大地程度上降低轴流风机的失稳失速区域。 相关的实践经验表明，轴流风机进口处安装导流装置能够使得运行 状态变得更加稳定。 2.1.4 风机并列操作的科学化 如果单台轴流风机的负荷不能满足机组需求负荷时，需要启动 两台风机进行同时工作，此时需要对两台风机的操作方式进行科学 规划。一般情况下，轴流风机运行之前需要关闭叶片和出口挡板， 待风机运行转速达到要求区间后，对叶片和挡板进行缓慢开启。启 动风机过程中，需要适当地降低另外正常运行风机的叶片开度，此 过程中，叶片关小和开大的幅度需要保持一致，保证风量相同的条 件下，使得两台风机的负荷实现同步，使得风机的并列操作变得更 加科学合理。 2.2 喘振发生的预警 在轴流风机的安装角度确定的条件下，通过对风机的性能曲线 的绘制，可以对喘振线进行分析。在性能曲线上设定合适的区间作 为缓冲区，在风机运行状态达到缓冲区的边界时进行预警，使得风 机运行免受喘振伤害。 为了能够更加准确地对轴流风机的边界线进行模型的建立，假 定目前的叶栅角度为 β，此条件下的风机运行最小风量数值可以表 示为：
MSV 侧端点受力
–35521
227065
–19708
–29688
CAESARII基础知识
CAESARII-管道应力分析软件（系列培训教材）管道应力分析基础知识北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司2003年1月15日管道应力分析基础知识1．管道应力分析的原则管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支撑或端点附加位移造成应力问题。
2．管道应力分析的主要内容管道应力分析分为静力分析和动力分析。
静力分析包括：1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏；2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏；3）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行；4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏动力分析包括：l）管道自振频率分析——防止管道系统共振；2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力；3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振；4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值3．管道上可能承受的荷载1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；2）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力；3）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支撑沉降等；4）风荷载；5）地震荷载；6）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击：7）两相流脉动荷载；8）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；9）机械振动荷载：如回转设备的振动。
4．管道应力分析的目的1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；2）为了使与管系相连的设备的管道荷载在制造商或国际规范（如NEMA SM-23、API-610、API-6 17等）规定的许用范围内；3）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASME Vlll的允许范围内；4）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；5）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；6）为了优化管系设计。
CAESAR Ⅱ在烟风管道应力计算中的应用
防溺水安全活动计划防溺水安全活动计划（精选6篇）时间的脚步是无声的，它在不经意间流逝，很快就要开展新的工作了，我们要好好计划今后的学习，制定一份计划了。
那么你真正懂得怎么制定计划吗？以下是小编收集整理的防溺水安全活动计划（精选6篇），欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
防溺水安全活动计划1幼儿园的小朋友安全意识非常淡薄，预防溺水教育形势非常严峻，为了切实做好我园幼儿防溺水安全教育工作，减少乃至避免溺水事故的发生，我园特制定本计划。
一、指导思想坚持“以人为本”、“生命至上”的原则，充分发挥幼儿园的教育和管理职能，减少乃至避免溺水事故的发生，为创建平安幼儿园，构建和谐社会作出应有的努力。
二、活动目标通过预防溺水教育宣传，进一步增强幼儿及家长的安全意识，进一步完善幼儿园预防溺水教育的各项制度，提高幼儿园安全管理水平，减少乃至避免溺水事故的发生，保证幼儿园的教育教学工作健康有序的开展。
三、组织建设领导小组：组长：副组长：成员：各班班主任四、具体措施1、利用宣传栏和张贴标语的形式，营造防溺水宣传的氛围。
2、利用每天5分钟安全教育的机会，宣传防溺水教育。
用附近、身边的例子告诉幼儿：生命只有一次，如果死了，就见不到妈妈，不能和小朋友玩了。
3、每班召开一次主题班会，在班主任的引导下，了解附近的危险地带、池塘、小河，掉下去是非常危险的。
讨论如何能避免溺水现象的发生：没有父母的陪同下，不能到河边去玩。
有人落水，不能去拉，要大声呼救。
4、召开家长会，以及利用家长接送幼儿时间，向家长宣传防溺水知识，让家长配合幼儿园做好防溺水安全管理工作。
5、让家长和幼儿都参与到防溺水活动中来，互相提醒，互相监督发现有幼儿到河边玩水，马上制止并通知监护人或幼儿园。
安全工作是幼儿园的头等大事，希望全体教职工以“防溺水安全宣传日”为契机，积极行动起来，高度重视对幼儿的安全教育，认真开展好“珍爱生命，预防溺水”教育活动。
在广泛宣传教育的基础上，班主任要积极做好幼儿离园时与家长的交接工作，避免出现幼儿管理上的空档。
管道应力分析软件CAESARⅡ应用探讨
管道应力分析软件CAESARⅡ应用探讨摘要：CAESARⅡ管道应力分析软件为设计人员提供了一个高效、经济和快捷的分析工具，使设计者能够洞悉管线运行中各处的应力和位移状况，减轻设计的复杂程度，缩短设计周期，确保工程的设计质量，被石化、燃气、电力设计单位所使用。
笔者根据几年应力分析的经验及具体实例，对管道应力分析的一些实践进行了总结。
关键词：CAESARⅡ软件管道应力计算模型一、CAESARⅡ简介CAESARⅡ是由美国COADE工程软件公司研制的一款专门对管道应力分析的软件，与中国长沙优易软件开发有限公司开发的AutoPSA7.0各有优劣，CAESARⅡ采用了以有限元分析为基础的专用CFD求解器Ployflow，它能通过使用简单梁为最基本单元建立管系模型，并在此基础上定义系统中的载荷，计算生成系统中的位移、荷载、应力表示结果。
二、管道应力分析的目的管道应力分析的目的主要是：a）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；b）为了使与管系相连的设备的管道荷载在制造商或国际规范（如NEMASM-23、API-610、APl-617等）规定的许用范围内；c）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASMEVlll的允许范围内；d）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；e）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；f）为了优化管系设计。
三、管道应力分析的主要内容以某国产乙烯装置的一小段管线为例。
从高压蒸汽总管到重燃料油汽提塔的蒸汽进口，中间经过一系列的阀门，其中阀组因业主要求只能放在水平管上，不能放在立管上。
配管工程师给出应力条件图，用CAESARⅡ建立模型（见图1）。
图1最初的模型经过计算一次应力和二次应力均超标，高温高压管道的一次应力如果超出许用应力，一般需设置合理的支架，与配管工程师协商在阀组之间和支管中间位置加上两个支架（见图2），应力计算结果见表1，表中CASE6（SUS）是安装状态，由重力和压力构成，另外还包括集中载荷和均布载荷；CASE7（EXP）和CASE8（EXP）是纯冷态或纯热态，这是一种膨胀工况，用于检测标准中需要的膨胀应力。
CAESARII未公开的秘诀
CAESARII 未公开的秘决Dave Diehl二个月之前我提到了一个CAESARII 的埋地管道模型。
我定义了土壤的数据和管截面卡入“埋地系统”的数据。
有一次列表“模型转换完成”时我发现一个输入错误并且在视窗的按钮中点击“OK ”或者“取消”按钮时，我点击“在视窗右上角的关闭（X ）按钮。
约束没有加上并且控制返回到“地下管道生成器”，可是我惊奇的发现当时的模型有额外的土壤模型节点。
我立刻想起了一个从前用户提出的要求……。
土壤沿着管道提供连续支承。
CAESARII 没有连续支承的模型。
为此，CAESARII 在建立模型时沿管线用加入一系列规则的支承点来替代。
然而，有二种土壤的效应要考虑：土壤的摩擦，该载荷是沿管道轴向的以及土壤的掩埋，该载荷是沿管道周向的（见图1）。
埋地管道的计算者存入二个条件，即使用管道支承占上的土壤密度提供轴向的和横向的土壤条件。
一个好的埋地土壤模型（方向中或在三通等处的变化接近如果轴向土壤模型只有不多的支承时，也要求很多的支承点。
CAESARII 是用1区和3区分别提供相应条件。
根据基础理论1区支承空间由四节点（三个单元）等效这一区的全长即L b =0.65 K tr 是土壤的转换刚度。
3区的节点约束空间是简单的为100*002区节点为空间自1区终点取1.5倍1区长度处开始并线性增长至50*00在3区至终端划二个相等的长度。
另外，CAESARII 在整个弯管上加入1个或多个节点将弯管割断为二个或多个相等长度的管段――与沿弯管建立“靠近/中间/远处”节点通常的等效方法相类似。
单元最终节点编号为N ，按如下关系义：NN< <4.23弯管半径 我们收到一些用户的要求，他们对沿弯管设备设置约束的数量不满意。
这个问题是在一个承受/基础模型中为了消除沿着节点一弯曲的弯曲，弯曲的约束的数量不可能是足够的。
还有CAESARII 是通过一系列的支承点来模拟连续的支承；如果它们不能足够的近似，开发出了非真实的弯曲力矩模型（见图2）。
CAESAR II常规管道计算规范 版
CAESAR II常规管道计算标准及CLPX配合应用说明：该规范应用于CUC内部对于除300MW以上机组四大管道计算外的其他所有压力管道。
计算工况中水压试验工况按实际情况考虑，但是不考虑风载，地震载荷，汽锤载荷等随机复杂工况。
——王纯 2009-8-10 一． CAESAR II config 文件设置1．SIF’s and STRESSESDefault Code:B31.1 （改为电力标准，默认为31.3化工标准）Occasional Load Factor: 20（省院根据年运行偶然工况经验设置）Add F/A in Stresses: YES（是否在纵向应力中加入F/A，即考虑轴向力引起的纵向应力的效果）其余全部用Default （其中，直管不考虑压力硬化）2．FRP Properties全部采用Default，3．Detabase DefinitionsUnites file name: MM.FIL （国际单位制）Default Spring Hanger Name: Chinapower(china) （国标弹簧号）其余全部采用Default4．Miscellaneous全部采用Default5．Computer ControlInclude Spring stiffness in Hanger OPE travel: YES （考虑弹簧刚度）说明：如果应用这个选项，计算选弹位移的时候会考虑弹簧刚度的影响。
这样，那弹簧冷态工况下的荷载将和软件报告中弹簧表内的冷、热载相稳合其余全部采用Default （其中，弯头不考虑压力硬化）6．Geometry DirectivesZ-Axis vertical: On （改为Z轴向上，《应规》2006要求）其余全部采用Default二． 输入文件建议设置1.起点坐标输入实际坐标，并校核最终点的空间坐标起点坐标设置：(Edit——Global)输入起始点在项目轴网的绝对坐标XYZ。
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COADE CAESARII埋地管道计算原理：
CII将土壤的约束转化为双线形约束，我们首先计算出管道沿轴向Fax，横向Ftr的最大单位长度摩擦力，考虑管道推土壤的位移的效果，按经验值，管道在推动土壤的位移如果超过埋深和管径之和的0.015长度，土壤开始失效。
我们将该值称为屈服位移Yd。
我们用该单位长度的轴向和横向最大磨擦力除以该屈服位移，我们得到管道轴向和横向的最大刚度。
我们依据管道完全锚固段（zone3），过渡段（zone2）和横向变形区（zone1）段的不同将管道重新分段，然后，按节点临近的长度取出管道的长度，按长度乘以上面计算的单位长度刚度计算该节点的刚度（我们将一段管道的轴向，横向刚度当量成一个节点的轴向，横向刚度）。
软件自动添加新的土壤约束后，用户可以重新调整和修改模型，调整约束，添加锚固墩。
我们首先计算出各个节点的位移，用该位移乘以对应该节点的刚度，我们就计算出该点的轴向，横向力，这些点的轴向力的叠加就可计算出相应锚固墩点的推力。
轴向单位长度最大摩擦力计算如下：该计算考虑了管道上面的土壤，介质重量，管道重量引发的管道上面和下面的摩擦力的总和：
轴向单位长度最大摩擦力计算如下：该计算考虑到回填的作用效果。
计算结果见计算书。
土壤的屈服位移为：屈服位移一般取埋深的0.015（屈服位移系数）计算结果见计算书。
由上面的值我们计算得出单位长度的刚度：计算结果见计算书。
Node 120 的轴向刚度是Kx2=Kax×L（该段长度）=3000mm*13.1N/cm/mm=39300N/cm
CII软件计算结果Kx2 刚度35790 N/cm
其他节点140，150，160的刚度同样方法计算得出。
软件是如何计算处节点120，140，150，160点的轴向摩擦力的哪？
我们用刚度乘以位移得到该点的轴向摩擦力：Kx2*该点位移＝35790×2.797mm/10= 10011N
Node 120 的衡向刚度是Kz2=Ktr×L（该段长度）=3000mm*498N/cm/mm=39300N/cm
CII软件计算结果Kx2 刚度411879 N/cm
问题的关键在于CAESARII的计算是考虑了方方面面的真实效果计算出来的。
这种计算比较准确真实。
我们为此也反复和外方联系落实软件的准确性和可靠性，我们得到的答案是肯定的。
目前，针对国内《城镇直埋供热管道工程技术规程》的计算方法，结果和我们的出入比较大。
主要的原因是：
✓是国内认为管道全段都具有相等的摩擦力，其实靠近锚固墩附近点是静止的，没有位移，摩擦力离锚固墩越远，摩擦力越大。
✓是没有考虑土壤屈服位移的影响，认为土壤的作用是一贯的。
其实，土壤是有屈服极限的，如果位移超过该值，土壤发生塑性变形，摩擦力也会发生变化。
如何处理该问题？到底相信那个计算结果，CAESARII软件是国际软件，经过许多软件认证和比较。
我们是充分相信其正确性的。
至于国内规范的计算结果，我们认为他是相对保守的。
如果用户希望我们的计算结果和手工的计算结果接近，CII十分容易达到该效果。
1．用户可以改变土壤的摩擦系数，通过加大摩擦系数。
2．改变屈服位移系数，通过降低该数值，增大土壤的刚度
至于用户到底相信谁的问题，有待实践检验。