熱流體融雪系統(tǒng)管道結(jié)構(gòu)設(shè)計及綜合應(yīng)力分析.pdf

1、我國北方大部分地區(qū)冬季有不同程度的降雪，路面積雪結(jié)冰給道路暢通和行車安全帶來嚴(yán)重的不良影響，目前融雪劑對路面造成破壞且污染環(huán)境，而機械除雪法不夠徹底且容易傷害路面。熱力融雪除冰技術(shù)是具有主動性，環(huán)保、高效的融雪除冰技術(shù)，國內(nèi)雖然對熱流體融雪技術(shù)的融雪熱負(fù)荷及融雪速率等有比較深入的研究，但是對管道的受力情況的研究尚不完善。
　　本文針對國內(nèi)融雪情況，對熱流體融雪系統(tǒng)的原理進行了分析介紹，并對熱流體融雪系統(tǒng)中管道的選材以及對管道的排布

2、形式進行了設(shè)計，分析了影響管道應(yīng)力的三種重要影響因素：管間距、埋管深度及管徑；文章還對管道應(yīng)力進行理論分析，主要包括管道內(nèi)壓及受熱變形產(chǎn)生的應(yīng)力；最后通過有限元軟件對影響管道結(jié)構(gòu)應(yīng)力及熱-結(jié)構(gòu)應(yīng)力的三種重要因素進行模擬分析，分析時采用正交實驗設(shè)計的方法安排模擬組合情況，探究出三者對應(yīng)力的影響顯著情況，并對結(jié)構(gòu)應(yīng)力及熱-結(jié)構(gòu)應(yīng)力有顯著影響的因素進行深入分析。同時對路面在輸入簡諧響應(yīng)后管道的振動敏感區(qū)域以及在隨機振動下管道的受力情況進行了模

3、擬分析。
　　通過數(shù)據(jù)處理分析，結(jié)果表明：管間距對結(jié)構(gòu)應(yīng)力有顯著影響且在相同埋管深度和管徑下，結(jié)構(gòu)應(yīng)力與管間距是呈指數(shù)增長。管徑及管間距對熱-結(jié)構(gòu)應(yīng)力有顯著影響且在相同埋管深度和管徑下，熱-結(jié)構(gòu)應(yīng)力與管間距是呈指數(shù)增長關(guān)系；在相同埋管深度和管間距下，熱應(yīng)力與管徑是呈線性負(fù)相關(guān)。通過諧響應(yīng)分析，可知融雪系統(tǒng)中U型管道在頻率為3520Hz左右的外部激勵下有劇烈振動；通過隨機振動分析可知管道熱應(yīng)力在-3?~3?范圍內(nèi)應(yīng)力值遠(yuǎn)小于管道材料