但是实际上，在运用直接代数解法时还需解决其带来的一些技术问题与相应的处理。首先是Stiffness问题即病态、刚性、坏条件或具有差别大的Lipsihitz问题。在液压系统特别是元件仿真中，多数场合会遇到病态问题。因此在模块式建模法的直接代数解法中，为了建立稳定的数值计算方法，着眼点是在保证精度的前提下，尽可能扩大稳定区域，使步长选择尽可能大，以达到仿真时间短，巨稳定、可靠、精度足够高的目的。......
2025-09-29
LNG管路设计中的冷收缩问题及解决方法
【摘要】：对于LNG管路,需要慎重考虑由于低温引起的收缩问题,必要条件下,应进行适当的热力和结构方面的试验。在LNG温度条件下,不锈钢的收缩率约为千分之三,对于304L材质的管路,在工作温度为-162℃时,100m长的管路大约收缩300mm。两个固定点之间,由于冷收缩产生的应力,可能远远超过材料的屈服点。常规的设计是在35m左右的间隔距离,安装一个膨胀节,以补偿不锈钢管路的收缩。
对于LNG管路,需要慎重考虑由于低温引起的收缩问题,必要条件下,应进行适当的热力和结构方面的试验。通过试验,了解所使用的材料和结构型式在设计工况条件下的收缩情况。在LNG温度条件下,不锈钢的收缩率约为千分之三,对于304L材质的管路,在工作温度为-162℃时,100m长的管路大约收缩300mm。
LNG管路和其他低温液体输送管路一样,管路的收缩及补偿是一个需要细心考虑的重要问题。两个固定点之间,由于冷收缩产生的应力,可能远远超过材料的屈服点。因此,在管路系统设计时,必须考虑采用有效的措施来补偿。通常可采用金属波纹管、管环式补偿,以及采用膨胀率小的管道材料等方法解决。
1.金属波纹管补偿
采用金属波纹管(亦称膨胀节)是补偿低温液体输送冷收缩的常用方法。常规的设计是在35m左右的间隔距离,安装一个膨胀节,以补偿不锈钢管路的收缩。需要注意的是:所采用的波纹管的内径应当与管道相同,并有相同的承压能力。此外,波纹管的形状和变形,还会引发一些隔热结构方面的问题,需要和隔热结构一起考虑。
2.管环式补偿
管式补偿与弯管补偿的原理是一样的,广泛地应用于低温工业,可靠性很高。可是它的结构、隔热和支撑结构比较复杂,投资也很高。(https://www.chuimin.cn)
3.采用膨胀率小的管材
殷钢是一种线膨胀系数非常低的材料,在低温下的收缩率也非常小。在一般的低温条件下,所产生的热应力对管道没有什么危害。随着合金纯度的提高和焊接技术的发展,殷钢受到大家的关注。但现场焊接技术、质量的控制的有关规范需要进一步的完善,材料的成本过高仍然限制了工程的实际应用。对于直线的管段,可不采取任何补偿措施,在某种意义上也可减少管路的成本。殷钢和奥氏体不锈钢的有关特性比较见表5-8。
表5-8 殷钢和奥氏体不锈钢的材料特性
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