时程法步骤介绍

1、1、 根据VWO（阀门全开）工况参数准备公用原始计算数据，设计压力和设计温度按卷册任务书一般按卷册任务书即可，蒸汽比容按设计压力和设计温度查取，最大流量查VWO工况热平衡图，阀门关闭时间由汽轮机厂提供。设计压力设计温度蒸汽比容最大流量阀门关闭时间27.566100.012876630910000.15Mpam3/kgkg/hS2、 根据公用原始数据计算公用数据：压力波传播速度临界直管长度主管临界汽锤力支管临界汽锤力671.3403861100.7010579576420.3148288210.1574m/smNN其中压力波传输速度（m/s）,其中对于过热蒸汽K为1.27，P为设计压力（MPa）

2、，为蒸汽比容(m3/kg)；临界直管长度（m）压力波传播速度（m/s）*阀门关闭时间（s），该数据表示压力波波峰面的长度，即从压力开始升高处算起至压力升高至最高点的长度。管道临界汽锤力（N）2*管道质量流量（kg/h）*压力波传输速度（m/s）/3600，该数据为当直管管道长度大于临界直管长度时汽锤力数量。3、 根据电算图逐项填写分项计算所需数据：序号起始点终止点理论管长mm管道内径mm质量流量kg/h1104041003491545500其中“序号”从关断阀开始，逆管道流向给每根直管编号。“起始点”为该直管压力波首先到达的位置，即该直管中靠近关断阀侧的弯头点号。“终止点”为该直管压力波最后到

3、达的位置，即该直管中远离关断阀侧的弯头点号。“理论管长”（mm）为两个弯头之间的空间距离，含弯头自身长度。“管道内径”（mm）为该直管平均内径，对内径管可直接取最小内径即可。“通流面积”（m2）为该直管的管道截面面积，根据管道内径计算，计算过程中注意单位的换算。“质量流量”（kg/h）为该直管内的质量流量，注意与总的质量流量的倍数关系。4、 根据分项计算数据计算各支管的汽锤力和方向：汽锤力N作用力方向符号23468.7037Z+“汽锤力”（N）2*该直管质量流量（kg/h）*该直管理论管长（mm）/阀门关闭时间（s）/3600000，该计算公式为GB/T20801.3-2006工业管道设计和计

4、算中附录E对刚性管道最大非平衡力（E.5式）的简化，其中阀门关闭按线性考虑，即阀门关闭过程的最高速率和平均速率相同。“作用力方向”为汽锤力的矢量方向，该方向为该直管“终止点”指向“起始点”，需要说明的是为了方便在CAESAR中输入，对于X，Y，Z这三个轴线方向上的力，需要将矢量方向的“符号”单独输入，如本例所示，其它空间方向无此要求，但需要保证各方向上的平方和的平方根为1，如45度直管可输入为“0.707，-0.707，0”。5、 计算各支管汽锤力的时间历程，注意单位为毫秒（ms），为了与CAESAR中输入项目对应起始时刻ms生成时刻ms衰减时刻ms归零时刻ms0.0 6.1 150.0 15

5、6.1 其中“起始时刻”（ms）为压力波进入该直管“起始点”的时间，即该“起始点”据阀门的距离（各理论管长之和）除压力波速。对于的第一根直管后面的管道，“起始时刻”可直接取上一根直管的“生成时刻”。“生成时刻”（ms）为假设汽锤力达到最大值的时间，即假设压力波峰面沿管道长度方向线性分布，当压力波的前段到达该直管的“终止点”时，汽锤力达到最大值。“生成时刻”“起始时刻”+该直管的“理论管长”/压力波速。“衰减时刻”（ms）为汽锤力开始减小的时间，与“生成时刻”的假设类似，当压力波的末端到达该直管的“起始点”时，汽锤力开始衰减。“衰减时刻”“阀门关闭时间”*1000+“起始时刻“。“归零时刻”（m

6、s）为汽锤力消失的时间，即压力波末端到达该直管“终止点”的时间。“归零时刻”“衰减时刻”+该直管的“理论管长”/压力波速。按上述方式，逆管道内介质流向对每根直管进行计算。对于并联的两根支管尔后合并为主管的情况，当支管长度不一致时，其合并点的起始时刻可按照先到达的压力波时间计算（即短支管的“生成时刻”）。对于中间有联通管或者旁路管道的，可忽略其影响。完成后生成表格如下图：6、进入CAESAR动态分析模块，选择TIME HISTORY分析类型。7、清除程序默认的时程，根据建立的时程表格序号建立对应的新的时程表格。8、选择EXCEL表中序号列，复制到Time History Definitions中

7、的Name列，Range Type选择TIME，Ordinate Type选择FORCE，Range Interpol和Ordinate Interpol均选择LINEAR。9、点击，选择力组名称，点击增加4行输入项目，逐条编辑力的时程曲线，其中第一行Range为起始时刻（ms），对应的DLF/Ordinate为0；第二行Range为生成时刻（ms），对应的DLF/Ordinate为1；第三行Range为衰减时刻（ms），对应的DLF/Ordinate为1；第四行Range为归零时刻（ms），对应的DLF/Ordinate为0； 所有在Time History Definitions中定义的力

8、组均需要进行上述操作。安全阀排汽反力的时程可以参照这个过程人为定义，如可假定安全阀所在主管的生成时刻开启，经过其开启时间（有些工程为300ms，以厂家资料为准）后到达最大值，而后在5000ms都维持不变。10、点击进入Force Sets页面，点击增加序号所示数量输入行，选择EXCEL表中“汽锤力”列填入Force Sets页面中的Force列，选择EXCEL表中“作用力方向”列填入Force Sets页面中的Direction列，选择EXCEL表中“起始点”列填入Force Sets页面中的Node列，选择EXCEL表中“序号”列填入Force Sets页面中的Force Sets列，根据E

9、XCEL表中“符号”列中的符号为“-”的，将Force Sets页面中的Force列的对应行的力方向改为负值。11、点击进入Time History Load Cases页面，点击增加序号所示数量输入行（注意每次都要把原有的行删除干净，否则会出现跳行的问题），选择选择EXCEL表中“序号”列填入Time History Load Cases页面中的Time History Profile列和Force Sets列，选择EXCEL表中“作用力方向”列填入Time History Load Cases页面中的Dir列，Factor列中所有系数取1即可。12、进入Static/Dynamic Com

10、binations页面进行应力校核工况组合，点击Add New Load Case建立应力校核工况，点击增加工况组合行数，静态选择SUS一次应力工况，动态选择D1时程工况。13、丢失质量设置LUMPED MASSES和阻尼器设置Snubbers方法不变。14、进入Control Parameters页面进行控制参数设置，其中至少需要修改第1，4，5，6，7项，第1项为非线性支吊架状态工况，一般取用OPE工况，如果有带间隙的限位或者刚吊，需要判断其是否在动态工况脱空。第4项为截止频率，对于高温蒸汽管道一般取到50Hz即可。第5项为计算时间步长，不大于截止频率的倒数即可。第6项为荷载的持续时间，这个需要根据模态计算的一阶频率和荷载持续的时间综合确定，至少需要大于4倍一阶频率的倒数来加上汽锤力归零时间的最大值，如本例的一阶频率为0.59437HZ，而汽锤力归零时间的最大值为438.7ms,则该参