螺旋管的案例
螺旋管簧的可靠性魯棒設計
螺旋管簧的可靠性魯棒設計
螺旋管簧的可靠性魯棒設計
張義民, 賀向東, 劉巧伶
(吉林大學南嶺校區機械科學與工程學院,吉林長春130025)
摘要:在可靠性優化設計理論與可靠性靈敏度分析方法的基礎上,討論了螺旋管
簧的可靠性魯棒設計問題,提出了可靠性魯棒設計的數值計算方法. 把可靠性靈
敏度溶入可靠性優化設計模型之中,將可靠性魯棒設計歸結為滿足可靠性要求
的多目標優化問題.
關鍵詞: 螺旋管簧;可靠性優化;可靠性靈敏度;魯棒設計
螺旋管的橢圓型缺陷應力腐蝕仿真 ￥1000
本案例建立了一帶有橢圓形缺陷的螺旋管模型，如圖1所示，基于COMSOL軟件的固體力學模塊和二次電流分布模塊模擬仿真了螺旋管在10年腐蝕期間下的應力分布和腐蝕厚度，仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
應力分布
腐蝕厚度
圖2 仿真結果
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
螺旋管簧的可靠性魯棒設計
螺旋管簧的可靠性魯棒設計
螺旋管流動沸騰冷卻與空氣冷卻相結合的鋰離子電池熱管理
這種冷卻方法是通過纏繞在電池上的半螺旋管進行流動沸騰冷卻和通過電池中的氣流進行空氣冷卻的冷卻方法相結合的。使用控制體積技術進行數值模擬，用于模擬流動沸騰區域的模型是歐拉-歐拉多相模型。研究結果表明，所提出的組合冷卻方法有助于更好的電池組熱管理。由于恒定溫度下的汽化潛熱，螺旋管內發生流動沸騰有助于去除大量熱量，并且電池與沸騰流體接觸的部分的電池溫度幾乎保持恒定。沸騰流體質量通量的增加和入口空氣速度降低了電池組內電池的最高溫度。此外，通過減小沸騰流體的入口過冷度，降低了電池的溫度，并且電池組中不同排的電池之間的溫差受空氣入口速度的影響較小。研究成果以“Combination of flow boiling cooling by taking advantage of helical pipes and air cooling for thermal management of lithium-ion batteries”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
展開 
螺旋管簧的可靠性優化設計
螺旋管簧的可靠性優化設計
內螺旋排水管道施工要點
一、管材
建筑排水內螺旋管道包括塑料內螺旋管和鋼塑復合加強型內螺旋管。
塑料內螺旋管分為硬聚氯乙烯普通型內螺旋管和硬聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯塑料加強型內螺旋管。
鋼塑復合加強型內螺旋管采用鑄鐵管件，鑄鐵材質管件應符合現行國家標準 《排水用柔性接口鑄鐵件及附件》GB 12772 的有關規定。
塑料加強型內螺旋管應分別采用相應材質的管件。
二、使用部位
內螺旋管應用于排水立管。
內螺旋排水管不得用于排水橫支管、排水橫干管、排出管等排水橫管；不宜用于伸頂通氣管、專用通氣立管、器具通氣管、環形通氣管、輔助通氣管等通氣管道。
三、管件
普通型內螺旋排水系統排水橫支管與排水立管的連接應采用旋轉進水型管件件。
加強型內螺旋排水系統排水橫支管與排水立管的連接應采用加強型旋流器特殊管件。
塑料的加強型旋流器材質應與加強型內螺旋管材材質一致， 鋼塑復合加強型內螺旋管應配置加強型旋流器，其材質應選用鑄鐵材質。
四、連接
內螺旋管上下段連接 ，螺旋應上下銜接；內螺旋管與旋流器時，螺旋肋與導流葉片應上下銜接。
建筑排水塑料管的連接應符合現行行業標準《建筑排水塑料管道工程技術規程》CJJ/T 29 的有關規定。
建筑排水復合管的連接應符合現行行業標準《建筑排水復合管道工程技術規程 》CJJ/T 165 的有關規定。
柔性接口排水鑄鐵管連接應符合現行行業標準《建筑排水金屬管道工程技術規程》CJJ127的規定。
展開 「CFD案例-Fluent」16 截面漸變螺旋管中的流體流動
本案例演示了橫截面漸變螺旋管中的流體流動。首先在DM中創建幾何模型，然后進入Mesh對幾何模型進行網格劃分及邊界區域命名，接著利用Fluent進行求解，最后在CFD-POST進行后處理。案例基于3D、穩態計算。
一
案例模型及參數
幾何模型如圖所示。
用于井下電子設備的混合熱管理系統
圖9 (a)不同螺旋管間距下電子器件隨時間的溫度變化；(b)不同螺旋管間距下電子器件與PCM的溫差；(c)不同螺旋管間距隨時間的相變體積分數；(d)不同螺旋管間距下PCM的蓄熱量。
圖10 (a)不同加熱功率下電子器件隨時間的升溫情況；(b)不同加熱功率下電子器件與PCM隨時間的溫差。
圖11 (a)不同環境溫度下電子器件隨時間的升溫情況；(b)表示不同環境溫度下電子器件與PCM隨時間的溫差。
END
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展開 壞泡泡——螺旋槳梢渦空泡的數值模擬
在完成上述兩次加密之后，形成螺旋槳梢渦模擬的初始網格劃分，網格剖面如下圖所示。
▲ 網格剖面示意圖
初始網格計算結果
以進速系數
J
= 0.71，空化數
σ
= 1.763工況為例，采用上述網格進行螺旋槳空泡流數值模擬，計算得到的螺旋槳梢渦和空泡形態分別如下圖所示。
▲ 計算結果：（a）梢渦；（b）空泡形態
結果所示，螺旋槳梢渦和轂渦均被較好地捕捉，梢渦呈光滑的螺旋管形狀向后延展一定的距離，在發展至環形加密區末端后消失，說明環形加密區網格尺寸可有效捕捉螺旋槳的梢渦形態。
同時可見，螺旋槳發生了明顯的空泡現象，但空泡主要集中槳葉表面，即片狀空泡，梢渦空泡卻不明顯。但根據試驗結果，當前工況下，螺旋槳已產生非常明顯的梢渦空泡，預報結果與試驗結果差別較明顯。
這說明環形加密區的網格尺寸雖可以有效模擬出螺旋槳的梢渦流動，但卻無法實現梢渦空泡流動的模擬。因此，需對螺旋槳梢渦處的網格進行再次加密。
網格二次加密
為盡量避免網格浪費，應選擇盡可能貼合梢渦形狀的幾何形狀進行網格加密。螺旋管加密是梢渦空泡加密中較常使用的方法。
由以上結果可見，螺旋槳梢渦在向下游發展的過程中，所呈現的并不是簡單的等徑螺旋管形狀，而是隨著向后發展，其旋轉直徑呈現出不斷縮小的趨勢。
因此，本研究通過修改螺旋管中心線公式，建立螺旋線旋轉半徑與前進距離之間的關系。
展開 壓榨機螺旋耐磨焊絲哪個好？壓榨機螺旋堆焊焊絲推薦
螺旋壓榨機是攔污格柵的配套設備，它是由進料斗、壓榨機螺旋、螺旋管、排渣管和驅動裝置組成。格柵撈取的柵渣或過濾后濾渣從進料斗進入螺旋管，在壓榨機螺旋的作用下被擠壓、脫水。壓榨機螺旋的使用壽命，是一個非常現實和棘手的問題。其工作過程中不但受到強大的扭矩作用，并且螺旋的表面亦受到物料巨大的摩擦和擠壓力，易發生磨損失效。北京固本科技有限公司根據壓榨機螺旋磨損原理，選用kb890耐磨焊絲在壓榨機螺旋表面堆焊耐磨層，來增強其耐磨性。延長螺旋壓榨機使用壽命。
1、KB890壓榨機螺旋耐磨焊絲
規格：1.2/1.6mm
包裝：15公斤/盤
硬度：59-64 HRC
說明：KB890耐磨焊絲，高鉻型耐磨焊絲，添加碳化鎢合金。堆焊后表面硬度高、耐磨性好。該焊絲相當于高鉻鑄鐵型堆焊材料的價格，接近碳化鎢堆焊材料的焊接效果。
2、壓榨機螺旋焊接參數推薦
焊絲直徑1.2mm，焊接電流160~220A、焊接電壓22~25V。
焊絲直徑1.6mm，焊接電流220~280A、焊接電壓22~28V。
保護氣體為純二氧化碳或純氬氣、保護氣體量20L/min、焊絲伸出長度15~20mm、焊接速度35cm/min、電流類型為直流反接。
此焊接參數僅適用于北京固本科技有限公司KB890壓榨機螺旋耐磨堆焊藥芯焊絲。使用其他焊接材料時，僅供參考。
展開 天津大學封偉教授課題組《Matter》：4D打印仿生觸覺應變自主軟體機器人
如圖1所示，當放置于160℃的熱臺上時，打印的矩形樣品變形為螺旋管狀，并在加熱板上自動開始滾動。調整樣品的大小可以改變機器人的滾動速度。而滾動的方向由螺旋管的曲率方向控制，可以輕松改變。
圖1. 4D打印軟體機器人自主變形及滾動過程。
圖2. 機器人自主滾動及爬坡過程。
如圖2所示，當加熱板水平時，樣品以約48 cm/min的速度朝其自身曲率方向滾動。當熱板右側被提起時，我們觀察到，盡管玻璃管已經落下，樣品仍沿著斜坡向上滾動。可以看到，管狀機器人的整個驅動過程是自動的，無需改變環境因素。相比之下，由于缺乏自主性，大多數報告的軟體機器人無法脫離主動控制。因此，這種機器人的一個重要特征就是自主驅動，使機器人能夠在脫離人工控制的情況下完成任務。得益于材料和結構的柔軟性，管狀機器人的無約束運動很容易被改變，如圖3A所示。較長樣本的滾動速度比較短樣本快，如圖3B展示了一場“短跑比賽”，其中10 cm長樣品的最大滾動速度可以達到48 cm/min，并可以從后面輕松地追趕上7 cm長的樣品。由于樣品顯示出一定的黏彈特性和相當大的滾動驅動力，當樣品以一定角度放置在傾斜的加熱板上時，樣品依然可以向上滾動（圖3D）。樣品的滾動速度隨著角度的增加而降低，并且樣品繼續保持在斜坡上，直到速度降低到0，然后掉落。如圖3E所示，由于驅動力較大，較長的樣品可以以較大的角度爬坡。這種攀爬能力使軟機器人能夠適應復雜的地形。
圖3. 4D打印軟體機器人的滾動運動特征。
機器感知是人工智能領域的一個重要方向。具有視覺、聽覺、觸覺和其他感知能力的機器人可以模擬和模仿人類行為。
展開 
如何在CAESES中，10步創建一個參數化蝸殼
進/出口幾何造型
第五步：過渡段
從蝸殼螺旋段到進出口段的過渡段，我們可以直接使用簡單的橋接曲面（Fillet surface）去光順連接，或者我們可以定義兩者直接連接線的形式，并使用“Meta Surface”來生成曲面，這樣在形狀變化方面能提供更詳細的控制。
創建一個平滑過渡曲面
第六步：創建偏移曲面
到目前為止的步驟都并不復雜，可能在幾分鐘內就能夠創建所有的內容。但接下來為了構建蝸舌模型，我們需要做一些準備工作。我們需要為蝸舌曲面預留空間，首先我們需要將過渡段曲面及螺旋管蝸殼的一部分向外偏移（通過offset surface創建）。
為相交曲面創建偏移曲面
第七步：曲面裁剪
在曲面偏移之后，我們將過渡段及螺旋管的初始曲面與偏移曲面相互裁剪，從而構建出一段間隙。我們可以使用CAESES里的“subsurface”的功能來去除裁減掉曲面（這樣裁剪后的模型依然為曲面格式，方便進一步操作），或簡單地通過Brep進行裁剪操作。如下圖所示：
為創建蝸舌而進行曲面裁剪
第八步：構建蝸舌曲面
生成蝸舌曲面是蝸殼設計過程中最有趣的部分，在這里我們可以通過多種方式對蝸舌模型進行詳細控制。在這里，與蝸殼橫截面類似，您可以將蝸舌的橫截面定義為參數化的模板，并采用“Meta Surface”或帶有衍生信息和軌道曲線的“Lofted Surface”來創建光滑的曲面。
展開 文獻速覽第3期-動力電池熱管理
螺旋管流動沸騰冷卻與空氣冷卻相結合的鋰離子電池熱管理[J].
儲能雜志。
總結：團隊采用組合冷卻方法進行鋰離子電池的熱管理。這種冷卻方法是通過纏繞在電池上的半螺旋管進行流動沸騰冷卻和通過電池中的氣流進行空氣冷卻的冷卻方法相結合的。使用控制體積技術進行數值模擬，用于模擬流動沸騰區域的模型是歐拉-歐拉多相模型。獲得的結果表明，所提出的組合冷卻方法有助于更好的電池組熱管理。由于恒定溫度下的汽化潛熱，螺旋管內發生流動沸騰有助于去除大量熱量，并且電池與沸騰流體接觸的部分的電池溫度幾乎保持恒定。沸騰流體質量通量的增加和入口空氣速度降低了電池組內電池的最高溫度。此外，通過減小沸騰流體的入口過冷度，降低了電池的溫度，并且電池組中不同排的電池之間的溫差受空氣入口速度的影響較小。
抽象的： 在這項研究中，采用組合冷卻方法進行鋰離子電池的熱管理。這種冷卻方法是通過纏繞在電池上的半螺旋管進行流動沸騰冷卻和通過電池中的氣流進行空氣冷卻的冷卻方法相結合的。使用控制體積技術進行數值模擬，用于模擬流動沸騰區域的模型是歐拉-歐拉多相模型。獲得的結果表明，所提出的組合冷卻方法有助于更好的電池組熱管理。由于恒定溫度下的汽化潛熱，螺旋管內發生流動沸騰有助于去除大量熱量，并且電池與沸騰流體接觸的部分的電池溫度幾乎保持恒定。沸騰流體的質量通量和入口空氣速度的增加降低了電池組內電池上的最高溫度。此外，通過減小沸騰流體的入口過冷度，降低了電池的溫度，并且電池組中不同排的電池之間的溫差受空氣入口速度的影響較小。
09
王彥東，劉群，鄧奇，等。
一種新型柔性阻燃相變材料及其電池熱管理測試[J].
儲能雜志。
展開 二十二種蒸發、結晶設備結構及工作原理
常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。
性能特點：
升膜蒸發器適用于蒸發量較大（即稀溶液）、熱敏性及易起泡沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出或易結垢的溶液。
四、臥式蒸發器
其與臥式殼管式冷凝器的結構基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發器和干式蒸發器兩種。臥式殼管式蒸發器廣泛使用于閉式鹽水循環系統。
性能特點：
結構緊湊，液體與傳熱表面接觸好，傳熱系數高。但是它需要充入大量制冷劑，液柱對蒸發溫度將會有一定的影響。且當鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機時，鹽水在管內有被凍結的可能。若制冷劑為氟利昂，則氟利昂內溶解的潤滑油很難返回壓縮機。此外清洗時需停止工作。
五、立管式冷水箱型蒸發器
六、螺旋管式蒸發器
立管式和螺旋管式蒸發器的共同點是制冷劑在管內蒸發，整個蒸發器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(或池、槽內)，為了保證載冷劑在箱內以一定速度循環，箱內焊有縱向隔板和裝有螺旋攪拌器。載冷劑流速一般為0.3～0.7m/s，以增強傳熱。
性能特點：
立管式和螺旋管式蒸發器只能用于開式循環系統，故載冷劑必須是非揮發性物質，常用的是鹽水和水等。如用鹽水，蒸發器管子易被氧化，且鹽水易吸潮而使濃度降低。這兩種蒸發器可以直接觀察載冷劑的流動情況，廣泛用于以氨為制冷劑的鹽水制冷系統。
七、冷卻排管
冷卻排管是用來冷卻空氣的一種蒸發器。廣泛應用于低溫冷藏庫中，制冷劑在冷卻排管內流動并蒸發，管外作為傳熱介質的被冷卻空氣作自然對流。
性能特點：
冷卻排管最大的優點是結構簡單，便于制作，對庫房內貯存的非包裝食品造成的干耗較少。
展開 螺旋鋼管幾種區分
螺旋鋼管幾種區分
按焊接手法不合可分為電弧焊管、高頻或低頻電阻焊管、氣焊管、爐焊管、邦迪管等。按焊縫外形可分為直縫焊管和螺旋鋼管。電焊鋼管用于石油鉆采和機械制造業等。
Φ219-Φ2032，壁厚5-18mm，材質Q235、Q345、X42-70級。
螺旋鋼管是指用鋼帶或鋼板彎曲變形為圓形、方形等外形后再焊接成的、表面有接縫的鋼管。
按焊接手法不合可分為電弧焊管、高頻或低頻電阻焊管、氣焊管、爐焊管、邦迪管等。
按焊縫外形可分為直縫焊管和螺旋焊管。
電焊鋼管用于石油鉆采和機械制造業等。
爐焊管可用作水煤氣管等，大口徑直縫焊管用于高壓油氣保送等；螺旋焊管用于油氣保送、管樁、橋墩等。
焊接鋼管比無縫鋼管成本低、出產效率高。
直縫焊管出產工藝簡單，出產效率高，成本低，展開較快。
螺旋焊管的強度通俗比直縫焊管高，能用較窄的坯料出產管徑較大的焊管，還可以用一樣寬度的坯料出產管徑不合的焊管。
然則與一樣長度的直縫管比較，焊縫長度添加30~100%，而且出產速度較低。
因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊螺旋縫埋弧焊鋼管將熱軋帶鋼按螺旋形彎曲成形，用埋弧自動焊進行內縫和外縫的焊接制成螺旋縫鋼管（也稱螺旋焊管、螺旋管）。
螺旋鋼管由于以下啟事它能遍及地運用于大直徑鋼管的出產中：1）只需改動成形角度，就可以用一致寬度的帶鋼出產各類口徑的鋼管；2）因為是連續彎曲成形，所以鋼管的定尺長度不受限制；3）焊縫螺旋形均勻分布在整個鋼管圓周上，所以鋼管的尺寸精度高，強度也較高；4）易于改動尺寸，適宜于小批量、多品種鋼管的出產。
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