国外相关专著和教材对《泵和压缩机》编写的启发与思考

本文在对国外有关流体机械专著和教材综合分析的基础上,系统分析了国外流体机械在新技术进展、工程规范、工程应用以及相关教材编写形式、内容安排和习题选取等方面的特点。针对我国油气储运工程发展需求,国内高校油气储运工程专业《泵和压缩机》课程教材应处理好经典理论与技术进展、基本原理与结构型式的关系,注重培养学生的工程实践能力。     

高压管汇的检测及安全评价技术研究

鉴于传统检测方法的不足,研制了一种基于磁记忆检测原理的高压管汇直管便携式检测仪。介绍了高压管汇磁记忆检测及评价方法流程,对含典型缺陷的高压管汇进行磁记忆检测,对其剩余强度进行分析,建立了磁记忆检测信号与剩余强度的评价指标。分析结果表明,磁记忆检测信号值与高压管汇的缺陷类型、缺陷尺寸参数具有明显的相关性;检测信号可以较好地反映缺陷尺寸的变化;高压管汇的缺陷类型、缺陷尺寸参数与其剩余强度存在一定的定量关系,可据此关系建立高压管汇的检测评价标准;该研究内容可为高压管汇的定量化安全评价提供一种新思路。     

磁记忆信号用于高压金属密封的密封性检测

为了实现金属密封圈密封状态的在线检测和早期诊断,采用金属磁记忆检测技术监测法兰螺栓所受应力。法兰受内压作用时,金属密封圈弹性变形量发生改变,从而使螺栓所受应力发生改变,因此可由螺栓所受应力判断金属密封的密封状态。磁记忆检测结果分析表明,金属密封环的密封性与螺栓应力状态相关联,可通过检测螺栓应力状态反映金属密封环的密封性;便携式磁记忆监测装置可以很好地同时监测法兰盘上多个螺栓的应力状态,进而实现对密封圈密封状态的快速在线检测。通过对磁记忆检测结果的分析,结合螺栓应力状态与金属密封性之间的关系,得到了高压金属密封密封性失效的磁记忆判定准则。     

高压天然气管道内颗粒物在线检测结果校正方法

采用在线检测装置对天然气管道内颗粒物进行了实验测定,该装置可在操作压力12 MPa下无需减压装置直接对高压天然气内的颗粒物浓度和粒径分布进行检测. 在6.3 MPa压力下,对国内某天然气站管道内颗粒物的特性进行了检测,分析了影响在线测量结果的因素,以离线测量数据为基准,提出了修正方法,对在线测量所得粉尘颗粒物的粒径分布和浓度进行了修正,在线检测所测粒径范围由0.65~9.5 mm修正为0.55~7.2 mm. 修正前在线测量浓度为4.04 mg/m3,离线测量浓度为2.76 mg/m3,二者偏差约为46%,修正后在线检测平均浓度约为2.83 mg/m3,与离线测量浓度的偏差小于5%.     

X70钢管道磁化及退磁特性试验研究

管道中的剩磁不仅会影响管道的检测精度,还会使管道内腐蚀速率加快.为了对X70钢管道的磁化及退磁特性进行研究,在X70钢材料特性分析的基础上,采用Maxwell软件建立了X70钢磁化模型,并基于响应面优化设计方法,研究了退磁率与磁感应强度和退磁速度的关系.研究结果表明:X70钢的磁感应强度在永磁铁垂直投影处最强,在垂直投...     

低矿化度水及十六烷基羟丙基磺基甜菜碱表面活性剂的驱油作用

为进一步提高老油田水驱采收率,以低矿化度下的地层水和表面活性剂十六烷基羟丙基磺基甜菜碱（HHSB）溶液为对象,通过室内物理模拟研究了它们在低渗多孔介质中的流动特征及驱油特征。研究结果表明,低矿化度下地层水及表面活性剂溶液与岩石表面作用更强、流动阻力更小。低矿化度（4700 mg/L）地层水、高矿 化度（47000 mg/L）地层水与岩心润湿接触角分别为83°和84.5°;低矿化度下质量分数0.3%的十六烷基羟丙基磺基甜菜碱（HHSB）溶液在岩石表面吸附损失量为23.33%,而高矿化度下HHSB溶液在岩石表面吸附损失量仅为16.73%;经岩石表面吸附后,低矿化度表面活性剂溶液与原油界面张力为0.0045 mN/m,而高矿化度表面活性剂溶液与原油界面张力为0.008 mN/m。提高采收率实验结果表明,高矿化度水驱、低矿化度水驱的采收率分别为32.5%和33.8%;高矿化度水驱（采收率32.5%）后转低矿化度水驱、高矿化度水驱后转高矿化度表面活性剂驱、高矿化度水驱后转低矿化度表面活性剂驱分别可提高采收率1.3%、6.2%和8.2%,总的采收率分别为33.8%、38.7%和40.7%;低矿化度水驱（采收率33.8%）后转低矿化度表面活性剂驱可提高采收率7.3%,总采收率为41.1%。低矿化度水驱加后续低矿化度表面活性剂驱的组合方式可使采收率达最高。图5 表4 参14     

大口径油气管道坡口加工机床研制及其关键技术研究

建设中的中俄东线天然气管道工程在国内首次采用了φ1422 mm×80 mm钢管,最薄壁厚21.4 mm。详细介绍了φ1422 mm超大口径油气管道钢管坡口成型加工机床设计的技术方案,分析了保证坡口加工精度在设计过程中所采取的多项关键技术,提出了一体式定位、夹紧同步技术及浮动式切削技术,保证了坡口加工过程中的机床定位精度和切削精度。通过工程现场应用表明,该机床设计合理,运行性能平稳。     

油泥焦与褐煤共燃特性及动力学

采用热重分析法研究了不同升温速率下油泥焦、褐煤及其混合物燃烧特性，并利用Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）和Friedma（FR）等方法计算其燃烧动力学参数。结果表明，油泥焦燃烧主要是固定碳燃烧过程，而褐煤燃烧是挥发分和少量固定碳连续燃烧的过程。褐煤比油泥焦具有更好的燃烧特性，平均活化能更低。油泥焦和褐煤共燃过程中存在明显的协同促进作用，当混合燃料中褐煤占比为75%时协同促进效应达到最强。通过比较KAS、FWO和FR的结果发现，FR法能够更好地体现反应变化的趋势，而KAS法和FWO法的结果具有较高的准确性。通过比较油泥焦和褐煤共燃动力学参数的理论计算值与实验计算值发现，利用热重分析预测混合燃料的燃烧性质具有较高的可靠性，对油泥焦与褐煤共燃技术的应用具有重要的指导作用。     

文丘里管式微气泡发生器内单气泡碎化行为的数值模拟

文丘里流道内部流场及气泡破碎过程的正确表征是提升文丘里管式微气泡发生器成泡性能和对其进行结构优化设计的基础和前提。本文借助计算流体动力学（CFD）商业软件ANSYS Fluent中的VOF多相流模型，数值模拟研究单气泡在三维流场中的变形及破碎行为，揭示文丘里流道尤其是扩张段内的流场分布和气泡碎化过程，并对文丘里管式微气泡发生器成泡粒径分布不均匀的原因进行分析讨论。CFD数值模拟结果表明，气泡碎化发生在文丘里管式微气泡发生器的扩张段内，湍流耗散率越大，碎化生成微气泡的粒径越小。扩张段内中心区域的湍流耗散率远小于边壁区域，湍流耗散率径向位置分布的差异将直接导致所生成微气泡粒径分布的不均匀。在轴心线方向上，单气泡由进水管注入时的碎化程度强于由喉管处注入；在径向方向上，单气泡由进水管偏心位置注入时的碎化程度强于由中心位置处注入。进水管内安放带导流叶片的轴向静止起旋元件，不仅可提高扩张段的平均湍流耗散率，降低生成微气泡的平均粒径，而且可以降低径向湍流耗散率的标准差，增强扩张段内径向湍流耗散率的均匀度，进而提高所生成微气泡粒径分布的均匀程度。     

旋涡式氢气循环泵的设计及性能分析

氢气循环泵是质子交换膜燃料电池（PEMFC）发动机核心零部件之一，本文针对氢气密度低，且氢气极易发生泄漏的问题，设计了一种结构紧凑的旋涡式氢气循环泵。以该氢气循环泵的三维流场为研究对象，建立了泵腔流场的CFD数值计算模型，利用Fluent软件进行内部流场仿真计算，分析了不同转速下的氢气循环泵的的性能特性，确定了该氢气循环泵的最小转速，通过与实验数据的对比分析，验证了该计算模型的可行性和准确性。实验结果表明：氢气循环泵电机转速控制稳定，气密性良好；氢气循环泵随着进口压力提高，氢气循环量将逐渐增大，在16000r/min条件下，氢气泵入口从35kPa升到145kPa，氢气循环流量从140L/min增加到330L/min，氢气循环量满足30kW燃料电池发电系统需求。