多层直埋热力管道热—应力耦合数值模拟研究

发布时间：2020-07-18 01:49

【摘要】：直埋热力管道跟传统方式铺设的热力管道比起来有着很多无法替代的优点,其中典型的优点有占地少、施工快、便于维护、使用寿命长等等。因此直埋管道在近年发展势头十分良好。但是,目前相关的研究和技术规程并没有完全跟上直埋管道的发展步伐。因此,对直埋热力管道的研究是十分必要的。本文以《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》作为规范,对大连科华热力管道有限公司生产的某型直埋热力管道在多种不同的工况下进行相关的分析。首先分析管道的空气层厚度与空气层导热系数之间的关系,这一步通过理论分析和数值分析两种方法来实现。通过空气层流场分析的结果,得出了需要考虑空气的对流传热时的空气层厚度,结合相关理论可以得出空气层厚度和其导热系数之间的关系,对空气层等效热导率的计算和选取做出了指导。之后根据空气层厚度来确定其等效热导率,并考虑其他材料的导热系数,分别对三种温度工况下的不同管道横截面方案利用有限元模拟的方式得到不同方案在不同工况下的温度场,然后分析了不同方案温度场的规律以及形成这种规律的原因。最后选择保温效果最好的方案,将此方案的内层管道和外层管道的温度加载到“L”型自然补偿管道模型和“Z”型自然补偿管道模型,同时对管道施加内压力,覆土压力等载荷,然后对他们分别进行内层工作钢管的应力分析。本文分别分析了不同工况下,不同自然补偿类型的管道在不同受载情况下的应力情况,并对此进行了结果分析以及对管道的铺设和补偿给出了建议。本文对多种工况下的结果进行了分析,得出了不同保温层设置方法对管道保温效果的影响以及不同自然补偿类型的管道弯头受力情况,对如何选择直埋铺设管道的补偿类型有一定的指导作用。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU995.3

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本文编号：2760232