管道力學實驗裝置設計

A. 實驗方案設計

一、 實驗內容

考慮不同庫水升降條件下,「浸泡—風干」循環作用對岩石試樣實驗, 對每一期試樣進行單軸或三軸實驗, 得出在不同水位升降條件下對岩體力學參數的影響規律, 及在不同「浸泡—風干」循環期次作用下力學參數劣化規律。

二、 試驗岩樣

試驗所用砂岩取自三峽庫區秭歸沙鎮溪鎮白水河滑坡, 為侏羅繫上沙溪廟組砂岩。在同一個岩層開出較大片的岩塊, 並在現場切割成小塊運回試驗室鑽心取樣。 根據《工程岩體試驗方法標准》(GB/T50266—99)、 《水利水電工程岩石試驗規程》(SL264—2001)以及國際岩石力學學會推薦標准, 同時滿足RMT-150C岩石力學試驗系統三軸試驗岩樣規格要求, 經過細心切磨製成尺寸為Φ50mm×100mm圓柱形試件。 試樣的精度嚴格滿足規范要求: 高度、 直徑偏差≤±0.3mm, 試件兩端面不平整度≤±0.05mm(圖5-1)。

岩石礦物鑒定結果為絹雲母中粒石英砂岩(圖5-2), 孔隙式鈣質膠結結構, 基質具微細鱗片變晶結構的中粒砂狀結構。 岩石由石英、 長石、 岩屑、 雲母等組成。 碎屑組分有燧石岩屑, 次角-次圓狀, 粒徑0.3mm, 佔10%; 石英碎屑, 次角-次圓狀, 均勻分布,粒徑0.3～0.5mm, 佔80%; 基質組分為絹雲母, 佔10%。

圖5-9 有壓岩石溶解儀的結構圖

圖5-10 水壓力室俯視圖

圖5-11 控制箱

YRK-1岩石溶解試驗儀為本試驗開發的一種模擬庫水壓及庫水升降條件下岩石溶解試驗儀, 下面將對該儀器進行詳細的介紹。

(1)一種模擬庫水壓力條件的儀器的研製

本實驗儀器為一種模擬庫水壓力狀態下水-岩作用的實驗裝置, 模擬蓄水後庫岸岩(土)體所受水壓力環境, 通過考慮不同水壓力及水位升降條件下的岩石-水作用的浸泡實驗, 研究庫水條件下的水-岩作用及力學損傷特徵。 為了達到上述目的, 本儀器製作由岩石溶解室(壓力室), 動、 靜水模擬控制系統, 壓力控制系統, 壓力感測帶等組成。

水壓力室: 主要由底座、 圓柱形水壓力室和蓋板組成, 底板與蓋板之間分布有八根加固螺栓, 通過密封墊圈將圓柱形水壓力室固定在底座和蓋板之間。水壓力室採用不銹鋼和有機玻璃製作, 以便承受較大壓力。

壓力控制系統: 由內部壓力傳導系統和外部壓力控制系統組成。在水壓力室底部安裝一個壓力感測帶與外部壓力控制系統相接, 該壓力感測帶與外部壓力控制系統相連; 外部壓力控制系統由供壓裝置和高精度壓力表以及壓力傳導管道組成, 通過高精度壓力表將15MP壓力轉變為0～1.4MP(量程范圍)的壓力傳遞到壓力感測帶(穩壓狀態), 通過壓力感測帶將壓力傳遞給水, 進而控制水壓力室中的水壓, 滿足實驗要求達到的壓力狀態。

動、 靜水模擬控制系統: 該系統由穩壓電源、 直流電機、 葉輪組成。 直流電機安裝在水壓力室的底板下部, 通過轉軸與水壓力室內部的葉輪相連。 可以模擬在動水狀態下岩石的溶解特徵, 也可以模擬在靜水狀態下岩石的溶解特徵; 同時, 通過控制直流電機轉速進一步模擬在不同動水狀態下岩石的溶解特徵。 與壓力控制系統組合可以進一步模擬在水庫庫水壓力狀態下(具有一定的流速情況下)的水-岩作用。 同時在水壓力室下部設置水樣採集口, 通過水樣分析研究岩石溶解特徵。

(2)岩石溶解儀操作步驟

a. 壓力室放置試樣。 首先將制備好的岩樣放入水壓力室內, 分層直立或橫卧擺放;蓋上蓋板並將加固螺栓擰緊, 固定好。

b. 壓力室充水。 通過進水管向水壓力室內注水, 注水期間將放氣螺絲打開, 將水壓力室內空氣排除, 直至水漫出注水管後, 封閉進水管, 擰緊放氣螺絲。

c. 控制壓力室水壓力。 連接外部壓力控制系統與內部壓力控制系統, 確認連接完成後, 將總控箱中的氣源壓力調節閥全部放開(擰至最松位置), 放氣閥放到「開」的位置。 緩慢旋轉氣源壓力調節閥, 按照實驗要求調節壓力, 並通過外部壓力系統通過壓力傳到裝置將壓力傳遞給水, 保證水-岩作用是在一定庫水條件下進行。

d. 取出試樣。 完成一個實驗周期之後(實驗流程要求), 獲取試樣之前, 首先關閉總氣源(氮氣瓶), 按照試驗流程調節閥慢慢將氣源壓力減小, 打開放氣閥以及放氣螺絲,使殘余氣體放出。 開放水樣採集口, 獲取足夠水樣供分析。 取出岩樣做相應分析。

(3)岩石溶解試驗儀的特點

該儀器製作的優點是: 結構簡單、 易操作、安全可靠, 可以模擬庫區岩體所處不同水壓力環境, 根據需要保持或調節水壓力狀態模擬庫水位升降; 設置動、 靜水模擬控制系統, 以模擬庫水擾動; 設置取水管道, 以便分析離子濃度的變化。

該儀器可以模擬在庫水升降條件及水壓力狀態下岩石所處的水環境, 為研究庫水條件下水-岩作用機理及力學特性而提供一套室內實驗平台。

B. 小明設計了一個如圖所示的實驗裝置（起水管長度不超過2m），他可以通過直桿P向上提起活塞S，活塞下面原來

開始時活塞S位於缸的底部，活塞S下邊空氣壓強等於大氣壓，管內與槽內水面內相平．活塞向上提起，S下邊空氣容體積膨脹，壓強減小，水槽中的水在大氣壓的作用下沿水管上升．活塞繼續上提，在活塞S未達到出水口Q之前，管內氣壓繼續減小，管內水面不斷上升．當活塞S稍高於出水口Q時，管中水柱與大氣相通，管內氣壓等於大氣壓，管中升高的水柱由於重力又流回水槽中．
故選AC．

C. 誰能詳細告知管道水壓試驗全過程

1．一般要求
管道安裝完畢後，應按設計要求對管道系統進行壓力試驗。按試驗的目的可分為檢查管道力學性能的強度試驗、檢查管道連接質量的嚴密性試驗、檢查管道系統真空保持性能的真空試驗和基於防火安全考慮而進行的滲漏試驗等。除真空管道系統和有防火要求的管道系統外，多數管道只做強度試驗和嚴密性試驗。管道系統的強度試驗與嚴密性試驗，一般採用水壓試驗，如因設計結構或其他原因，不能採用水壓試驗時，可採用氣壓試驗。
（1）壓力試驗應符合下列規定：
1）壓力試驗應以液體為試驗介質。當管道的設計壓力小於或等於0.6MPa時，也可採用氣體為試驗介質，但應採取有效的安全措施。脆性材料嚴禁使用氣體進行壓力試驗。
2）當現場條件不允許使用液體或氣體進行壓力試驗時，經建設單位同意，可同時採用下列方法代替：
A、所有焊縫（包括附著件上的焊縫），用液體滲透法或磁粉法進行檢驗；
B、對接焊縫用100％射線照相進行檢驗。
3）當進行壓力試驗時，應劃定禁區，無關人員不得進入。
4）壓力試驗完畢，不得在管道上進行修補。
5）建設單位應參加壓力試驗，壓力試驗合格後，應和施工單位一同按規范規定填寫管道系統壓力試驗記錄。
（2）壓力試驗前應具備的條件：
1）試驗范圍內的管道安裝工程除塗漆、絕熱外，已按設計圖紙全部完成，安裝質量符合有關規定。
2）管道上的膨脹節已設置了臨時約束裝置。
3）試驗用壓力表已校驗，並在周檢期內，其精度不得低於1.5級，表的滿刻度值應為被測壓力的1.5～2倍，壓力表不得少於2塊。
4）符合壓力試驗要求的液體或氣體已經備齊。
5）按試驗的要求，管道已經固定。
6）對輸送劇毒流體的管道及設計壓力大於等於10MPa的管道，在壓力試驗前，下列資料已經建設單位復查：
A、管道組成件的質量證明書；
B、管道組成件的檢驗或試驗記錄；
C、管子加工記錄；
D、焊接檢驗及熱處理記錄；
E、設計修改及材料代用文件。
7）待試管道與無關系統已用盲板或採取其他措施隔開。
8）待試管道上的安全閥、爆破板及儀表元件等已經拆下或加以隔離。
9）試驗方案已經過批准，並已進行了技術交底。
2．水壓試驗的程序、步驟、方法
水壓試驗的程序、步驟方法如下：
1）連接。將試壓設備與試壓的管道系統相連，試壓用的各類閥門、壓力表安裝在試壓系統中，在系統的最高點安裝放氣閥、在系統的最低點安裝泄水閥。
2）灌水。打開系統最高點的放氣閥，關閉系統最低點的泄水閥，向系統灌水。試壓用水應使用純凈水，當對奧氏體不銹鋼管道或對連有奧氏體不銹鋼管道或設備的管道進行試驗時，水中氯離子含量不得超過25×10-6（ppm）。待排氣閥連續不斷地向外排水時，關閉放氣閥。
3）檢查。系統充水完畢後，不要急於升壓，而應先檢查一下系統有無滲水漏水現象。
4）升壓。充水檢查無異常，可升壓，升壓用手動試壓泵（或電動試壓泵），升壓過程應緩慢、平穩，先把壓力升到試驗壓力的一半，對管道系統進行一次全面的檢查，若有問題，應泄壓修理，嚴禁帶壓修復。若無異常，則繼續升壓，待升壓至試驗壓力的3/4時，再作一次全面檢查，無異常時再繼續升壓到試驗壓力，一般分2～3次升到試驗壓力。
5）持壓。當壓力達到試驗壓力後，穩壓10min，再將壓力降至設計壓力，停壓30min，以壓力不降、無滲漏為合格。
6）試壓後的工作 試壓結束後，應及時拆除盲板、膨脹節限位設施，排盡系統中的積水。
3．水壓試驗應注意的事項
1）試驗前，向系統充水時，應將系統的空氣排盡。
2）試驗時，環境溫度不應低於5℃，當環境溫度低於5℃時，應採取防凍措施。
3）試驗時，應測量試驗溫度，嚴禁材料試驗溫度接近脆性轉變溫度。
4）承受內壓的地上鋼管道及有色金屬管道試驗壓力應為設計壓力的1.5倍，埋地鋼管道的試驗壓力應為設計壓力的1.5倍，且不得低於0.4MPa。
5）當管道與設備作為一個系統進行壓力試驗時，管道的試驗壓力等於或小於設備的試驗壓力時，應按管道的試驗壓力進行試驗，當管道試驗壓力大於設備的試驗壓力，且設備的試驗壓力不低於管道設計壓力的1.15倍時，經建設單位同意，可按設備的試驗壓力進行試驗。
6）當管道的設計溫度高於試驗溫度時，試驗壓力應按下式計算：
Ps=1.5P〔б〕1/〔б〕2
式中 Ps－試驗壓力（表壓），MPa；
P－設計壓力（表壓）MPa；
〔б〕1－試驗溫度下，管材的許用應力，MPa；
〔б〕2－設計溫度下，管材的許用應力，MPa。
當〔б〕1/〔б〕2大於6.5時，取6.5。
當Ps在試驗溫度下，產生超過屈服強度的應力時，應將試驗壓力Ps降至不超過屈服強度時的最大壓力。
7）承受內壓的埋地鑄鐵管道的試驗壓力，當設計壓力小於等於0.5MPa時，應為設計壓力的2倍，當設計壓力大於0.5MPa時，應為設計壓力加0.5MPa。
8）對位差較大的管道，應將試驗介質的靜壓記入試驗壓力中。液體管道的試驗壓力以最高點的壓力為准，但最低點的壓力不得超過管道組成件的承受力。
9）對承受外壓的管道，其試驗壓力應為設計內、外壓力之差的1.5倍，且不得低於0.2MPa。
10）夾套管內管的試驗壓力應按內部或外部設計壓力的高者確定。
11）當試驗過程中發現泄露時，不得帶壓處理，應降壓修復，待缺陷消除後，應重新進行試驗。

D. 求大神。利用三根測壓管設計一實驗裝置，測定有壓管道中的一個閥門的局部水頭損失的大小。

如圖，
1.將一根測壓計固定於①處，取第二根放置於②處，測量壓差。記錄
2.將①壓差計移動到④處，確定另一測壓計位置③使倆著之間壓差相等。
3.公式求解。

E. 請你設計一個驗證二力平衡條件的實驗裝置，並說明實驗過

F. 管道水壓試驗有哪些

不了解這方面知識：以下是從別處粘貼來的，看看是否有用！
1．一般要求
管道安裝完畢後，應按設計要求對管道系統進行壓力試驗。按試驗的目的可分為檢查管道力學性能的強度試驗、檢查管道連接質量的嚴密性試驗、檢查管道系統真空保持性能的真空試驗和基於防火安全考慮而進行的滲漏試驗等。除真空管道系統和有防火要求的管道系統外，多數管道只做強度試驗和嚴密性試驗。管道系統的強度試驗與嚴密性試驗，一般採用水壓試驗，如因設計結構或其他原因，不能採用水壓試驗時，可採用氣壓試驗。
（1）壓力試驗應符合下列規定：
1）壓力試驗應以液體為試驗介質。當管道的設計壓力小於或等於0.6MPa時，也可採用氣體為試驗介質，但應採取有效的安全措施。脆性材料嚴禁使用氣體進行壓力試驗。
2）當現場條件不允許使用液體或氣體進行壓力試驗時，經建設單位同意，可同時採用下列方法代替：
A、所有焊縫（包括附著件上的焊縫），用液體滲透法或磁粉法進行檢驗；
B、對接焊縫用100％射線照相進行檢驗。
3）當進行壓力試驗時，應劃定禁區，無關人員不得進入。
4）壓力試驗完畢，不得在管道上進行修補。
5）建設單位應參加壓力試驗，壓力試驗合格後，應和施工單位一同按規范規定填寫管道系統壓力試驗記錄。
（2）壓力試驗前應具備的條件：
1）試驗范圍內的管道安裝工程除塗漆、絕熱外，已按設計圖紙全部完成，安裝質量符合有關規定。
2）管道上的膨脹節已設置了臨時約束裝置。
3）試驗用壓力表已校驗，並在周檢期內，其精度不得低於1.5級，表的滿刻度值應為被測壓力的1.5～2倍，壓力表不得少於2塊。
4）符合壓力試驗要求的液體或氣體已經備齊。
5）按試驗的要求，管道已經固定。
6）對輸送劇毒流體的管道及設計壓力大於等於10MPa的管道，在壓力試驗前，下列資料已經建設單位復查：
A、管道組成件的質量證明書；
B、管道組成件的檢驗或試驗記錄；
C、管子加工記錄；
D、焊接檢驗及熱處理記錄；
E、設計修改及材料代用文件。
7）待試管道與無關系統已用盲板或採取其他措施隔開。
8）待試管道上的安全閥、爆破板及儀表元件等已經拆下或加以隔離。
9）試驗方案已經過批准，並已進行了技術交底。
2．水壓試驗的程序、步驟、方法
水壓試驗的程序、步驟方法如下：
1）連接。將試壓設備與試壓的管道系統相連，試壓用的各類閥門、壓力表安裝在試壓系統中，在系統的最高點安裝放氣閥、在系統的最低點安裝泄水閥。
2）灌水。打開系統最高點的放氣閥，關閉系統最低點的泄水閥，向系統灌水。試壓用水應使用純凈水，當對奧氏體不銹鋼管道或對連有奧氏體不銹鋼管道或設備的管道進行試驗時，水中氯離子含量不得超過25×10-6（ppm）。待排氣閥連續不斷地向外排水時，關閉放氣閥。
3）檢查。系統充水完畢後，不要急於升壓，而應先檢查一下系統有無滲水漏水現象。
4）升壓。充水檢查無異常，可升壓，升壓用手動試壓泵（或電動試壓泵），升壓過程應緩慢、平穩，先把壓力升到試驗壓力的一半，對管道系統進行一次全面的檢查，若有問題，應泄壓修理，嚴禁帶壓修復。若無異常，則繼續升壓，待升壓至試驗壓力的3/4時，再作一次全面檢查，無異常時再繼續升壓到試驗壓力，一般分2～3次升到試驗壓力。
5）持壓。當壓力達到試驗壓力後，穩壓10min，再將壓力降至設計壓力，停壓30min，以壓力不降、無滲漏為合格。
6）試壓後的工作 試壓結束後，應及時拆除盲板、膨脹節限位設施，排盡系統中的積水。
3．水壓試驗應注意的事項
1）試驗前，向系統充水時，應將系統的空氣排盡。
2）試驗時，環境溫度不應低於5℃，當環境溫度低於5℃時，應採取防凍措施。
3）試驗時，應測量試驗溫度，嚴禁材料試驗溫度接近脆性轉變溫度。
4）承受內壓的地上鋼管道及有色金屬管道試驗壓力應為設計壓力的1.5倍，埋地鋼管道的試驗壓力應為設計壓力的1.5倍，且不得低於0.4MPa。
5）當管道與設備作為一個系統進行壓力試驗時，管道的試驗壓力等於或小於設備的試驗壓力時，應按管道的試驗壓力進行試驗，當管道試驗壓力大於設備的試驗壓力，且設備的試驗壓力不低於管道設計壓力的1.15倍時，經建設單位同意，可按設備的試驗壓力進行試驗。
6）當管道的設計溫度高於試驗溫度時，試驗壓力應按下式計算：
Ps=1.5P〔б〕1/〔б〕2
式中 Ps－試驗壓力（表壓），MPa；
P－設計壓力（表壓）MPa；
〔б〕1－試驗溫度下，管材的許用應力，MPa；
〔б〕2－設計溫度下，管材的許用應力，MPa。
當〔б〕1/〔б〕2大於6.5時，取6.5。
當Ps在試驗溫度下，產生超過屈服強度的應力時，應將試驗壓力Ps降至不超過屈服強度時的最大壓力。
7）承受內壓的埋地鑄鐵管道的試驗壓力，當設計壓力小於等於0.5MPa時，應為設計壓力的2倍，當設計壓力大於0.5MPa時，應為設計壓力加0.5MPa。
8）對位差較大的管道，應將試驗介質的靜壓記入試驗壓力中。液體管道的試驗壓力以最高點的壓力為准，但最低點的壓力不得超過管道組成件的承受力。
9）對承受外壓的管道，其試驗壓力應為設計內、外壓力之差的1.5倍，且不得低於0.2MPa。
10）夾套管內管的試驗壓力應按內部或外部設計壓力的高者確定。
11）當試驗過程中發現泄露時，不得帶壓處理，應降壓修復，待缺陷消除後，應重新進行試驗。

G. 焊接接頭微區力學性能測試裝置設計內容

鋼筋力學性能檢測,能滿足HRB400的屈服強度、抗拉強度、延伸率、冷彎全部指標,那它版就是HRB400的鋼筋,不可能是富餘值權。唯一可能的極少機會是打鋼印一關出錯。工地使用鋼筋主要靠進場復驗結果,如果檢測單位確定符合HRB400,就可按HRB400級用在工程上。若有爭議,可申請仲裁,作化學分析是否含微量元素鈦、釩、鎳等,含,即HRB400級,不含,即HRB335級。 鋼筋力學性能檢測,能滿足HRB400的屈服強度、抗拉強度、延伸率、冷彎全部指標,那它就是HRB400的鋼筋 每種鋼筋都有它的富餘值,檢測能達到HRB400級很正常

H. 現需設計一套實驗裝置

答案： 解析： (1)A接GFIB接DEC (2)負 (3) (4)澱粉KI溶液變藍 (5)11

I. 實驗裝置的設計和組裝是一個改進的過程，觀察下列裝置回答問題．（1）A 裝置中發生反應的化學方程式是___

（1）大理石的主要成分碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，方程式是：內CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；容
（2）錐形瓶是實驗室常用的儀器；
（3）氫氣難溶於水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集，因此可以用D或E；
（4）E裝置可以代替C、D裝置收集氣體，氧氣的密度比空氣的密度大，應該從a進入，短管便於排盡空氣；
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）錐形瓶；
（3）D（或E）；
（4）a．