可变径管道漏磁检测有限元仿真与实验研究

为了更好地支持压力管道检验,降低事故率,本文基于漏磁检测原理,利用有限元分析软件建立了管道外漏磁检测模型,对管道漏磁检测进行了仿真计算,得到了缺陷处漏磁场特征曲线,模拟了圆柱形缺陷对管道外壁漏磁场的影响,得出了不同参数缺陷对漏磁场的影响规律,并且基于理论和有限元计算结果试制了可变径管道外漏磁检测仪的样机,利用该检测仪对壁厚为8mm的带有人工缺陷的管道进行扫描检测,研究不同参数缺陷对漏磁场信号的影响规律。结果表明,所得结果与有限元仿真的结果吻合良好,且缺陷检测精度及效果满足要求,另外,检测装置对内外壁缺陷检测同样可行有效,适合特种设备（压力管道）检测的工程应用。     

基于有限元的重载自动扶梯桁架及梯级的安全性能分析

为确保公共交通领域自动扶梯在轻量化设计的同时具有良好的安全性能,运用有限元方法计算了自动扶梯桁架和梯级结构强度和刚度性能,研究了满载荷条件下重载自动扶梯结构强度特性。在梯级的强度分析中考虑了实际运行情况中不同于国家规范和标准规定的载荷形式,分析了极端载荷条件下自动扶梯梯级的强度性能,基于计算结果分析了重载自动扶梯主要承重部件的强度薄弱环节。研究表明,重载扶梯桁架的最大变形处位于桁架中部,应力较大区域是桁架两端与支撑结构相连的部位,梯级的薄弱部位是主轮附近的支撑结构,梯级在偏载工况下应力最大值升高,安全系数降低。该分析方法和计算结果可为自动扶梯的结构设计和检验检测提供参考。     

压缩天然气瓶组安全间距数值模拟研究

天然气气瓶组的安全间距是压缩天然气加气站内的主要安全参数之一.基于CFD软件的物质传输与反应模块建立了高压天然气的泄漏扩散数值模型.应用模型对天然气气瓶组的泄漏扩散进行了研究,并考察了不同泄漏孔径(0.01 m、0.02 m、0.05 m)对泄漏扩散所形成危险区域传输距离的影响.依据数值结果确定了天然气气瓶组的安全间距.研究结果表明: 该泄漏扩散模型能直观实时的显示不同时刻天然气泄漏扩散在模拟区域中的传输距离与浓度分布,因此可用于高压天然气泄漏扩散事故的分析和储存装置安全间距的确定.相关研究结论可以为高压天然气泄漏扩散事故的处理提供依据,为天然气加气站的设计以及高压天然气场合安全间距的确定提供参考.     

快开门式压力容器余压开门爆炸数值仿真研究

据统计,快开门式压力容器爆炸事故约占压力容器事故总数的三分之一,且带压开门是引起爆炸的主要原因,因此针对其安全开展相关研究具有重要的意义。基于此,该文建立了快开门式压力容器余压爆炸数值计算模型,并进行了数值计算。计算结果(包括压力分布、速度分布、温度分布等)能直观显示快开门式压力容器爆炸过程。数值结果与试验结果进行了对比,结果表明,该模型具有较高精度,可以有效的预测快开门式压力容器的开门余压爆炸。     

硫化罐齿块啮合强度校核及使用缺陷分析

针对硫化罐齿块在使用过程中出现裂纹等使用缺陷甚至导致失效的问题,采用有限元方法,对一台硫化罐的齿块啮合强度进行了校核和 应力分析,基于各个危险截面的应力水平计算结果对该设备快开门结构强度进行了评价。并结合该设备在定期检验过程中发现的缺陷形式,对 缺陷产生原因进行了分析,结果表明在满足啮合强度计算的条件下,该设备的齿块在非危险截面的齿块根部出现了疲劳裂纹,该缺陷的产生和 扩展与制造环节和设备使用过程中的疲劳有关。基于分析结果提出在役硫化罐定期检验的关键位置和检验周期,为该类容器的制造和定期检验 提供参考。     

隧道内氨气泄漏扩散分布特征数值模拟

为分析运输过程中液氨罐车在隧道内泄漏的危险性,利用Fire Dynamics Simulator(FDS)软件模拟氨气在隧道内的扩散过程,发展了隧道内氨气泄漏扩散体积分数分布特征经验公式。采用大涡模拟处理湍流流动,以便兼顾计算精度和计算效率。考虑储罐车发生泄漏后停止不动,液氨在泄漏瞬间转变为气体,模拟在连续点源泄漏情况下的氨气射流及扩散过程。结果表明,高体积分数危险区域主要集中在隧道顶棚附近,更高截面的体积分数处于爆炸极限的区域更长。泄漏源与洞口之间的隧道中段区域的体积分数梯度相对两端较小,此中段区域也是人员安全高度截面最高氨气体积分数发生位置。最大泄漏量情况下氨气在沿纵向扩散过程中平均运动速率保持在0.63~1.06 m/s,扩散速率随纵向距离增加而降低。顶棚氨气体积分数升高程度随纵向距离增加呈幂函数降低,体积分数沿纵向衰减规律适用于其他泄漏量的情况。后期工作可考虑开展缩尺试验,并同时考虑通风条件等因素对氨气泄漏扩散的影响研究。发展的氨气在隧道内泄漏扩散的体积分数分布经验公式可为氨气事故后果评价、应急处置等工作提供参考。     

燃料车内氢气泄漏扩散数值模拟研究

基于FULUENT软件的物质传输与反应模块,建立了燃料车内氢气泄漏扩散的数值计算模型.应用模型对储气瓶不同位置的泄漏扩散进行了数值计算,得到了氢气在车内泄漏扩散后的危险区域分布情况.结果表明:氢气瓶上方挡板位置是氢气泄漏扩散后的高浓度区域,泄漏后的氢气在该处容易发生积聚.研究结论可以为车内预警用氢气监测传感器的放置以及氢燃料车的安全设计提供参考.     

泄漏方向对制冷压缩机吸排气管道氨气扩散的影响

为研究氨制冷压缩机高压排气口管道和低压吸气管道在长期运行中存在的冷媒泄漏问题,以某氨制冷机房为研究对象,采用计算流体力学(CFD)进行小孔持续泄漏模拟计算,研究了垂直向上、水平背风和水平迎风方向泄漏时氨气的扩散特性,以及泄漏方向对报警器安装位置和易燃易爆区域的影响。研究结果表明:高压排气管道的泄漏方向为垂直向上和水平背风时,氨气扩散面积更大;低压吸气管道的泄漏方向为水平迎风时,氨气扩散区域远大于其他两种情形;点1,2和4处的氨气浓度增长速度快,浓度水平高,更有适合布置警报器;无论是高压管道还是低压管道泄漏,沿水平迎风方向泄漏时,危险性都更高。