熱流體融雪系統(tǒng)管道結構設計及綜合應力分析.pdf

1、我國北方大部分地區(qū)冬季有不同程度的降雪，路面積雪結冰給道路暢通和行車安全帶來嚴重的不良影響，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。熱力融雪除冰技術是具有主動性，環(huán)保、高效的融雪除冰技術，國內雖然對熱流體融雪技術的融雪熱負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、形式進行了設計，分析了影響管道應力的三種重要影響因素：管間距、埋管深度及管徑；文章還對管道應力進行理論分析，主要包括管道內壓及受熱變形產生的應力；最后通過有限元軟件對影響管道結構應力及熱-結構應力的三種重要因素進行模擬分析，分析時采用正交實驗設計的方法安排模擬組合情況，探究出三者對應力的影響顯著情況，并對結構應力及熱-結構應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，結果表明：管間距對結構應力有顯著影響且在相同埋管深度和管徑下，結構應力與管間距是呈指數(shù)增長。管徑及管間距對熱-結構應力有顯著影響且在相同埋管深度和管徑下，熱-結構應力與管間距是呈指數(shù)增長關系；在相同埋管深度和管間距下，熱應力與管徑是呈線性負相關。通過諧響應分析，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力在-3?~3?范圍內應力值遠小于管道材料