基于ANSYS/LS-DYNA的叶蜡石传压性能的有限元分析

利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA对六面顶压机加压方式下(压力范围在5.7 GPa以内)传压介质叶蜡石的形变过程进行了模拟,并在RMT-150B型岩石力学伺服控制系统上测定了叶蜡石的弹塑性力学参数。给出了叶蜡石内部压力分布的数值分析结果,考察了焙烧温度对叶蜡石传压性能的影响。本研究结果对高温高压合成金刚石等超硬材料的传压介质材料的选取以及合成工艺的优化等方面具有重要的参考价值。     

基于ANSYS／LS-DYNA的叶蜡石传压性能的有限元分析

利用有限元程序ANSYS／LS—DYNA对六面顶压机加压方式下（压力范围在5．7GPa以内）传压介质叶蜡石的形变过程进行了模拟,并在RMT-150B型岩石力学伺服控制系统上测定了叶蜡石的弹塑性力学参数。给出了叶蜡石内部压力分布的数值分析结果,考察了焙烧温度对叶蜡石传压性能的影响。本研究结果对高温高压合成金刚石等超硬材料的传压介质材料的选取以及合成工艺的优化等方面具有重要的参考价值。     

PVT高压物性装置中传压介质水银替代物的研制

本文针对PVT高压物性装置中传压介质水银的特殊要求,筛选出了两种能替代水银作为传压介质的有机化合物。测定了它们的压变系数、温变系数、饱和蒸汽压、比重、熔点、沸点和气体溶解度等基本物性参数。并用两种介质分别在国产GF—731型地层原油高压物性装置上作了N_2的压缩系数测定。将实验值与文献公布值、LHSS方程(由李士伦、孙雷等提出)和PR方程的计算值作了对比表明能满足工程精度要求。还将这两种介质在西南石油学院研制的无汞PVT油气体系相态测定装置上作了CO_2气体及中34井、中29井实际凝析油气体系相图测定。与文献公布的值相比,新研制的介质ZL—Ⅰ测N_2的压缩系数的平均相对误差低于1.0％(最大2.9％,最小0.03％),介质ZL—Ⅱ的平均相对误差低于0.7％(最大1.2％,最小0.04％),介质ZL—Ⅰ测CO_2相图平均相对误差低于1.6％(最大2.4％,最小1.0％),ZL—Ⅱ的平均相对误差低于1.9％(最大3.5％,最小0.005％)。介质ZL—Ⅰ测中29井相图的平均偏差低于1.6％(最大4.2％,最小0％),介质ZL—Ⅱ测中34井相图的平均偏差低于2.3％(最大7.1％,最小0％)。实验初步证明:这两种介质可以替代水银。有利于改善工作环境和工作条件。     

单腔单阀压电喷流泵

根据压电泵的工作原理开发了一种适用于喷流推进的压电泵.通过分析这种压电泵在一个周期内的工作状态及喷嘴直径对喷射高度的影响,制成了单腔、单阀结构的试验样机,并以水为介质测试了输出性能.实验结果表明:在200 V正弦电压作用下,样机工作频率为45 Hz时流量最大,达425 ml/min;工作频率为75 Hz时输出压力最高,为22 kPa,此时最大喷射高度可达105 cm.压电喷流泵以简单的结构实现了较高的压力输出,证明将其用作喷流推进是可行的.     

带压堵漏技术简介及应用

1带压堵漏技术的基本原理与特点 不停车带压堵漏的密封是以流体介质在动态条件下,固状密封材料的密封机理为基本依据。方法是：在泄漏部位装上专用卡具,利用泄漏部位外表与卡具构成的密封空间,采用特制的高压注射枪将密封剂注入密封腔内,并充满整个密封空间,使密封剂的挤压力与泄漏介质的压力相平衡．建立一个新的密封结构来堵塞泄漏孔隙和通道．挡住介质的外泄（如图1）。图1是带压密封原理示意图,假定生产系统中的介质是具有一定温度和压力的蒸汽,并从泄漏121F处向外部大量喷出．     

人造纳米金刚石研究现状与展望

针对静压法人工合成纳米金刚石面临着过高的压力和温度,其合成条件在国产六面顶金刚石压机上很难实现的问题,介绍了纳米金刚石的特殊性能和应用状况,概述了纳米金刚石的几种主要合成方法,在此基础上分析了合成过程中影响金刚石成核以及颗粒粒径的因素,提出了静压法制备纳米金刚石的可行性.     

文丘里管与自力式调压器的联结方式与鼓风压力的关系

提出了计算式并计算了由文丘里管与自力式调压器组成的煤气空气预混合燃烧系统的鼓风压力,对于性能相同的混合器与调压器,不同的联结方式需要不同的鼓风压力,零压方式所需的鼓风压力要比等压方式多43％～115％,为减小动力消耗,应选用可能得到的最高调压器出口压力的联结方式。     

铁基触媒合成金刚石的压力功率动态匹配工艺研究

理论分析和生产实践都证明，在高温高压合成金刚石过程中合成腔体的压力和温度随着合成时间的延长而不断变化，即金刚石生长的工作点是漂移的.为避免合成腔体压力与温度的波动，为金刚石晶体的生长提供一个相对稳定的条件，应抑制工作点的漂移，主要的措施是采用非恒压力加压和非恒功率加热.使用粉末冶金铁基触媒进行了压力与功率动态匹配的金刚石合成工艺初探.实验发现，采用新工艺合成出的金刚石产量大，粒度粗，晶型好，机械性能高，主要性能指标均超过机械行业标准《人造金刚石技术条件》(JB/T7989 1997)对锯片级金刚石的技术要求，评级可在SMD30以上.     

两腔体串联压电驱动微型泵的输出特性

介绍了一种新的双压电振子驱动的两腔三阀串联压电泵 (以下简称两腔串联压电泵 )的结构和工作原理 .利用厚度 0 18mm、直径 30mm的压电薄膜制作了尺寸为38mm× 3 5mm的两腔体串联压电泵 ,并以水为介质测试了压电泵的输出性能 .实验结果表明 ,在工作电压和频率相同的情况下 ,由两个性能相同腔体构成的串联压电泵的输出压力等于单个腔体独立工作输出压力的 2倍 ,输出流量等于单个腔体独立工作输出流量的 1 4～ 2 0倍 ,与理论分析的结果一致 .实验测得两腔体串联压电泵的最大流量和压力分别为 11 75ml/min(驱动电压 70V、频率为 5 0Hz)和 2 1 9kPa(驱动电压 70V、频率为 2 0Hz)     

纯铁触媒添加叠氮化钠合成高氮含量金刚石

氮元素是天然金刚石和人工合成金刚石中最主要的杂质。为了能够合成出与天然金刚石相同程度含氮量的金刚石,采用含添加剂叠氮化钠（NaN3）的纯铁粉末触媒和石墨在六面顶压机上进行合成研究。用傅立叶变换显微红外光谱仪对金刚石晶体中的氮含量进行细致的测试。结果表明,用含添加剂NaN3的纯铁粉末触媒合成的金刚石中以单一替代形式（Ib）存在的氮杂质最高浓度达到了2200 μg/g,这远远超过了迄今为止报道的用传统的金属触媒生长的具有完整晶形的金刚石中氮的最高含量800 μg/g,氮含量达到天然金刚石相同量级;当NaN3的含量小于0.7％时,金刚石中氮含量随着NaN3的含量增加而增加。     

铁基触媒合成金刚石的压力功率动态匹配工艺研究

理论分析和生产实践都证明，在高温高压合成金刚石过程中合成腔体的压力和温度随着合成时间的延长而不断变化，即金刚石生长的工作点是漂移的．为避免合成腔体压力与温度的波动，为金刚石晶体的生长提供一个相对稳定的条件，应抑制工作点的漂移，主要的措施是采用非恒压力加压和非恒功率加热．使用粉末冶金铁基触媒进行了压力与功率动态匹配的金刚石合成工艺初探．实验发现，采用新工艺合成出的金刚石产量大，粒度粗，晶型好，机械性能高，主要性能指标均超过机械行业标准《人造金刚石技术条件》（JB／T7989-1997）对锯片级金刚石的技术要求，评级可在SMD30以上．     

采用石墨碳源沉积金刚石薄膜

采用固相石墨为碳源，使用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法，在Si(111)上沉积高质量的金刚石薄膜。研究了在气相碳源浓度处于不饱和状态时，沉积气压和石墨温度对生长速率的影响。利用SEM，XRD，红外光谱分析薄膜表面形貌和质量。结果表明高质量的金刚石薄膜可在H2激发而生的封闭的等离子体气氛下合成，高的有沉积气压和石墨温度会导致高的气相碳源浓度，从而有利于提高薄膜的生长速率，而低的气相碳源浓度有利于沉积薄膜的质量的提高。     

套管式换热器注气强化传热数值模拟

为研究注气技术强化换热的效果,采用混合模型建立了立式套管式换热器的数学模型,对不同流动状态下的注气强化换热过程进行数值模拟,基于努塞尔数对强化换热性能进行评价,比较了不同流动状态下注气速度对换热器的速度场、温度场和压降的影响。结果表明,注入气泡能够促进流场产生垂直于壁面方向的运动,提高努塞尔数并降低压降,改善了换热器的换热性能;层流时强化换热效果最好,努塞尔数最大提升102%;过渡流和湍流状态下,气泡流速大小对努塞尔数和压降变化无明显影响。     

高温超高压釜加热过程的预测模型与研究

高温超高压釜是油田射孔器检测装置的主要设备,由于其超高压的特殊工艺条件以及多层介质的复合传热,使得釜内油温的控制变得十分复杂,为此建立了高温超高压釜体到腔内液压油的非稳态传热模型,通过计算机仿真,分析了其温度场的分布状况,为油温的高精度控制方案的设计提供了参考依据。     

变加热功率下不同形状微肋阵热沉内的对流换热

为探索变加热功率下微肋阵热沉内的对流换热规律,采用精密机械加工获得圆形、菱形和三角形微肋阵热沉,建立一体式加热试验系统,测试了微肋阵热沉的压力降、流动阻力系数、热阻等对流换热参数,研究Re为0~1 000时微肋阵内阻力及对流换热受加热功率的影响规律。研究结果表明,微肋阵内阻力系数先随加热功率增加而增大,圆形和菱形截面微肋阵中该现象在Re>400时消失,而三角形微肋阵在Re>250时消失。加热功率的增加强化了圆形和菱形截面微肋阵内的对流换热,三角形微肋阵的Nu在Re<250时随加热功率的增加而增大,当Re>250后则有所降低;加热功率对于圆形和菱形微肋阵热沉热阻的影响在Re<600时较为明显,而对于三角形微肋阵当Re>250后加热功率对于热阻的影响基本可以忽略。     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

活性碳、碳黑与石墨高温高压下的溶解再结晶研究

本文介绍了不同结晶度的碳材料（石墨、活性碳、碳黑）在一定的高温高压条件下的形态及变化,并对碳在触媒合金Ｎｉ７０Ｍｎ２５Ｃｏ５中的溶解再结晶情况进行了观测和分析,得出在同一条件下碳材料在触媒中的扩散与其结晶度有关。唯在碳黑样品中发现有金刚石生成并讨论了成因。研究结果对实践有指导意义。     

再结晶石墨的形成机制

用高温高压温度梯度法作为实验手段来生长优质宝石级金刚石单晶。发现在金刚石合成的稳定区内(人造石墨碳源已完整为金刚石,而且籽晶上有宝石级金刚石单晶的持续生长),结晶性完整的亚稳态再结晶石墨更容易在相对低压高温区出现,其成核驱动力小于金刚石。本文还首次从过剩溶解度角度讨论了再结晶石墨的形成过程。研究表明:在金属触媒溶液中由高温端扩散下来的大量碳源处于过饱和状态时,再结晶石墨是作为一种中间相首先出现,当压力、温度合适时,再结晶石墨会再次成核为金刚石单晶,否则,再结晶石墨就会稳定保留下来。     

Numerical analysis on three dimensional temperature field of the gap between piston and cylinder

The three dimensional temperature field of the gap between piston and cylinder was obtained by numerically solving energy equation. The boundary condition of the equation was given in the form of heat transfer coefficient, instead of solving the temperature field of solid parts. The temperature field was calculated both under high speed high pressure condition and low speed low pressure condition. The numerical result was compared to experimental result under low speed low pressure condition and showed good agreement. It was shown that the influence of heat transfer coefficient on film temperature was significant. The adiabatic condition was reasonable under low speed low pressure condition, but invalid under high speed high pressure condition. It was a good way to describe the influence of solid parts on temperature using heat transfer coefficient but avoiding solving the temperature field of solids parts.