时间:2023-05-02 11:49:06来源:搜狐
今天带来对于压力和重力综合作用下的气体管流「管道建模」,关于对于压力和重力综合作用下的气体管流「管道建模」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
气体管道设计是一项复杂的内容,因为管道在实际中需要承受许多外力的作用,如气体作用在管端的推力、风雪载荷、土壤压力、热胀冷缩引起的热应力、振动载荷和地震灾害等,这些外力作用,会对管道的使用和寿命产生很大的影响。
除了上述的外力作用,管道在应用中还会受到很多因素的影响:
1.为了保证管道的强度和刚度,需要设置各种支(吊)架,如活动支架、固定支架、导向支架和弹簧支架等;
2.为了排除凝结水,蒸汽和其他含水的气体管道应有一定的坡度,一般不小于千分之二。对于利用重力流动的地下排水管道,坡度不小于千分之五;
3.蒸汽或其他含水的气体管道在最低点设置排水管或疏水阀;
4.给水或其他液体管道在最高点设有排气装置,排除积存在管道内的空气或其他气体,以防止气阻造成运行失常;
5.在温度变化较大的管道和需要有自由位移的常温管道上,需要设置膨胀节,使管道的伸缩得到补偿而消除附加应力的影响;
6.对于蒸汽管道、高温管道、低温管道以及有防烫、防冻要求的管道,需要用保温材料包覆在管道外面,防止管内热(冷)量的损失或产生冻结。
为了综合考虑气体管道建设的影响因素和外力作用,建立符合行业规范的气体管道模型,我们需要采用专门的管道设计软件AutoPIPE来进行管道设计和建模。
AutoPIPE是专用于管道应力分析的高级综合软件工具。其直观的建模环境和高级分析功能有助于提高工作效率,改进质量控制效果。
下面,我们一起来看下软件的具体功能:
1.元件属性库
AutoPIPE包括全面的元件属性库,包括管段、大小头、三通、阀门、法兰等管件库,型钢截面库以及各种约束条件的管道支吊架库(固定支架、导向支架、弹簧吊架等)。此外,还包括根据温度和许用应力数据的基于ASME/ANSI, JIS, DIN,GB等标准的材质库。
2.弹簧吊架设计
AutoPIPE可分析计算一种或多种操作条件下的弹簧吊架,程序可根据结果直接自动选择厂商数据库中的弹簧(现有国内华东和西北电力院的标准)。
3.附属钢结构模型
AutoPIPE提供了内置的钢结构框架分析,用户可将结构支撑考虑为管道系统的一个部分进行分析。AutoPIPE内置有STAAD的型钢库,用户也可自定义型钢库。对于钢结构框架,在程序中和管道模型一样采用直观的可视化图形用户界面,用户可直观对模型和荷载条件进行定义。
4.非线性分析选项
AutoPIPE提供了包括导向支架的摩擦和缝隙,双线性弹簧吊及埋地管线等多种非线性分析的选项。用户可在支撑点指定摩擦和缝隙的参数,从而进行真实情况的边界条件模拟。AutoPIPE的独特性还在于提供指定非线性荷载次序,如,用户可指定风载、地震等在自重条件下立即进行分析,也可指定在热载下进行分析。这样,用户就可精确的分析计算非线性荷载在不同工况下的影响。
5.局部应力计算
AutoPIPE提供和WinNOZL软件的接口来对设备管嘴连接处的局部应力进行分析,可选用WRC107、WRC297、BS5500、API650等不同标准进行分析。而且,对于加强板等的计算,是AutoPIPE独有的特性,且适用于各种形状的设备。从AutoPIPE中直接导出管道系统的荷载特性进行局部应力计算,不仅大大节省时间,而且避免了人工错误。
6.有限元分析理论
AutoPIPE是采用内置的有限元分析机理来解决静力和动力条件下管道及其附属结构的应力分析的程序,但用户却并不需要有复杂的有限元理论基础。
7.动力分析
动力分析包括模态分析和自然频率分析,反应波谱分析,衰减谐波分析以及时程分析等。AutoPIPE还内置了流体的瞬时冲击合成分析。利用管网脉动分析软件PULS,用户可计算流体脉动的荷载并将其输入到AutoPIPE中进行管道应力的动力分析。
8.校核标准
AutoPIPE包含下列通用国际标准:
ASME B31.1, B31.3, B31.4, B31.8Canadian CAN/CSA – Z66British Standards BS 806 and BS 7159 (GRP Piping CodeJapanese MITI 501, Class 3 piping, Japanese General Fire Protection code, andJapanese KHK Seismic Levels 1 & 29.高级特性
AutoPIPE提供了诸多独特的高级特性,具体有如浪载、埋地分析、管道和管廊的相互作用、局部应力分析、时程分析、流体冲击瞬时合成、非线性摩擦、安全阀、FRP/GRP管道以及夹套管分析等。
10.质量认证
AutoPIPE通过了严格的安全认证审查,如10CFR50 App. B,ASME NQA-1,ANSI N45.2等,而且AutoPIPE 是通过核安全认证的管道应力分析软件。
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