【摘 要】
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随着城市经济的飞速发展,居民生活水平得到显著提高,这使得供热需求量日益攀升。我国是能源消耗大国,长期以来落后的能源利用技术和不合理的能源消费结构加剧了能源危机。针
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随着城市经济的飞速发展,居民生活水平得到显著提高,这使得供热需求量日益攀升。我国是能源消耗大国,长期以来落后的能源利用技术和不合理的能源消费结构加剧了能源危机。针对以上问题,城市集中供热方式无疑是缓解能源压力、减少环境污染的优选方案。城市集中供热方式作为目前城市环境保护、经济发展以及文化建设的重要标志之一,直埋敷设方式不但以占地小、周期短、维护简单、投资小且寿命长等优点完全符合城市建设的需要,而且能有效地降低城市集中供热初期投资和节约能源。故对直埋供热技术进行深入研究具有深远的意义。本文首先对DN300供热直埋长直管道和焊制等径三通管道稳定性进行了实验研究;其次在实验基础上建立符合实验规律的供热直埋长直管道和焊制等径三通有限元实体模型;最后利用ANSYS有限元分析软件对不同管径供热直埋长直管道和焊制等径三通管道,在不同温度、不同压力以及不同力-位移载荷作用的各种工况下进行了有限元模拟分析。通过实验和有限元模拟分析得出的主要结论有:当压力相同时,温度越高,整个供热直埋管道的应力最大值和总形变最大值越大;当温度相同时,压力越大,整个管道的应力最大值越大,而总形变最大值越小;从驻点到两端,应力越来越小,总形变越来越大。对供热直埋长直管段加设焊制等径三通只会改变焊接处局部的稳定性,故可以只对等径三通局部进行有限元模拟分析;锚固段焊制等径三通的应力主要集中在三通开孔处和腹部,总形变最大值则主要集中主管两端;活动段焊制等径三通的应力分布形状非常不规则,在三通开孔处、腹部、肩部以及臂长上均有应力集中现象,总形变的最大值则主要集中在三通肩部。基于以上科研结论,可在设计初期通过有限元模拟分析以及测试,确定应力与形变最大位置,并在敷设时采取相应的加固保护措施,能够进一步延长供热直埋管道的使用寿命。
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