沿海地区管道漏油分布模拟及试验验证

某沿海埋地输油管道发生大量漏油事故,为准确定位漏油在地下的分布范围,基于多孔介质中的多相流理论研究该沿海输油管道在地下的泄漏扩散分布特点。通过构建沿海埋地输油管道的泄漏物理模型,对地下漏油的渗流扩散开展计算流体动力学(CFD)仿真模拟。泄漏发生后,漏油在管道输送压力驱动下会驱替周围的水分,形成一个水包油的地下漏油区;泄漏停止后,地下漏油以水包油的形式较稳定地分布在地下区域。结合1 200 t的漏油总量可获得本次泄漏半径约为83 m,通过对泄漏点附近区域钻孔工程试验验证,钻孔测量漏油的分布范围结果与仿真结果吻合较好。模拟获得的漏油分布规律可为沿海埋地输油管道的应急抢险提供理论支持。     

Simulations on various lubrication boundaries between diamond-like carbon films

Molecular dynamics (MD) simulations were used to study a sliding friction process between DLC films on various boundary conditions. The experimental results revealed that, in the absence of a lubricant, a transfer film between the DLC films was formed. In contrast, when the oil or water lubricants were added to lubricate between the DLC films, a boundary lubrication layer was found. The friction forces on the water and oil lubrication were almost the same, but the friction force in the absence of a lubricant was larger than those on the water and oil lubrication. The conclusions were in good agreement with the experiments.     

圆坯鼓肚变形研究

建立了圆坯鼓肚变形的微条数学模型 ,并以此模型为基础推导出计算鼓肚变形的公式。     

往复轴磁性液体密封间隙内磁性液体流动机理的研究

为了解决往复轴磁性液体密封中存在的问题，我们研究了往复轴以不同速度和行程运动时，密封间隙内磁性液体的流动状态。重点研究了：往复轴密封间隙内磁性液体流动机理；往复轴运动所带走磁性液体的量；往复轴磁性液体密封的失效原因；设计往复轴磁性液体密封的新结构．实践表明所设计的新结构在某些应用场合是非常有效的。     

磁性复合液的性质及其在抛光中的应用

详细介绍了磁性复合液的概念和性质，并与磁性液体和磁流变液的性质作了对比。最后概述了磁性复合液在抛光中的工业应用前景。     

圆坯结晶器铜管温度场模拟

为了延长结晶器的使用寿命,必须了解铜管的温度场分布,故建立了圆坯结晶器铜管温度场的二维稳态柱坐标数学模型,并用该模型模拟了包头钢铁公司Х３５０ｍｍ大圆坯连铸机结晶器铜管的温度场。得出的计算结果与实测结果相符,证明该结晶器铜管的设计合理。     

超薄含水油膜Couette流润滑特性的分子动力学模拟

基于分子动力学方法,建立超薄含水柴油膜的全原子分子模型,进行不同含水率下油膜Couette流的润滑特性研究。在相同剪切速度作用下,分析含水油膜的微观结构、速度分布、整体键取向参数、剪切黏度等性质。发现不含水时油膜形成了类固体层,不具有流动性,且在剪切过程中黏度值下降,即表现出剪切时间稀化现象;而含水工况下,油膜出现分层结构,流速符合Couette流的流动特性;且含水率越高,油膜的分层现象越明显,链烃的有序性越强,致使油水混合薄膜的剪切黏度值也越低,呈现出非牛顿流体性质,此时油膜固有的剪切稀化特性被削弱。研究表明,水分子由于具有较强的分子间作用力,能促使油膜中的有机分子重新排布,从而对油膜的润滑性能产生较大改变。     

掺硅类金刚石膜的摩擦学性能研究

以甲苯(C7H8)和四甲基硅烷(Si(CH3)4)的混合气体为反应气源,使用离子气相沉积技术制备了不同Si含量(原子比)(不超过20%)的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,用X射线光电子谱和拉曼光谱测出薄膜和对磨钢球上转移膜的微观结构,纳米压痕仪、摩擦试验机和电子探针微分析仪分别得到薄膜的硬度、摩擦系数、磨痕和转移膜的元素变化结果。结果表明,添加少量Si能提高Si-DLC薄膜的硬度,但是Si含量的进一步增加则使薄膜的硬度降低。而薄膜的摩擦系数始终随着Si含量的增加而减少。从摩擦实验后钢球表面转移膜的进一步分析,我们认为该薄膜的低摩擦特性是由于转移膜的增加和石墨化两者共同造成的结果。     

悬索式管桥应变影响因素研究

悬索式管桥的管道在风险状态下受力会产生变形,而管道的变形与力学安全相关。以长庆油田的悬索式管桥为原型,建立了悬索式管桥的模拟试验系统,详细研究了管道内流体体积流量、外加集中载荷和吊索断裂3种因素对管道应变的影响。试验结果表明,在不同体积流量下,管道应变曲线的变化趋势是一致的。在一定载荷内,管道的应变随集中载荷的增大而增大,管道的应变曲线成类似于正弦波的形状,且周期无明显变化。管道的最大应变发生在集中载荷作用点处。隔组破坏5组吊索后,管道仍未发生严重变形,证明悬索式管桥具有较好的稳定性。     

分子沉积膜的力学特性研究

在金衬底上制备了分子沉积膜。用原子力显微镜研究了它的摩擦力,结果表明沉积膜能明显地减小摩擦力。用纳米压痕仪研究它的纳米力学特性,结果表明在金表面沉积一层膜后,弹性模量、硬度和载荷都减小,说明分子沉积膜能改善金衬底的纳米力学特性。