直链烷烃动力黏度与声速关系研究

目前用于原油黏度预测的计算模型需要测定的物性数据较为复杂, 计算精度和适用范围有限。因 此, 实验中选取了几种具有代表性的直链烷烃作为模拟原油中烃类组分的模型化合物, 分别测定了在不同温度、 压 力条件下的黏度和声速数据, 考察了温度、 压力对直链烷烃声速的影响规律, 并建立了相应的黏度 - 声速关联模型。 结果表明, 直链烷烃的声速随温度增加而减小, 随压力增加而增加, 且声速与温度、 压力均为线性关系。直链烷烃的 黏度与声速为指数型对应关系。通过冀东油田3种不同原油对黏度 - 声速关联模型进行检验, 计算结果表明适用性 较好, 从而为解决常规原油黏度计算对物性参数的高度依赖提供了一个可行的新方法。     

水声信道有效声速估计方法及空间特征分析

为准确快速获取水声信道有效声速以提高水声测距及定位精度,提出了一种分层海洋介质中空间有效声速的快速估计方法.该方法考虑了信道多途的影响,对浅海信道和深海信道中有效声速的计算均适用,尤其对于有效声速随空间变化复杂的浅海信道.该方法不需对空间各点声场进行计算,大大减小了计算量,易于实际工程应用.通过仿真和海试数据分析,得到了各环境要素对有效声速估计的影响规律及浅海信道有效声速空间变化的基本特征,验证了有效声速估计方法的有效性.     

去离子水体系下丁辛醇弛放气水合物生成条件的实验测定及计算

利用压力搜索法测定了丁辛醇弛放气在温度为274.15～280.15K下的水合物生成压力。结果表明,丁辛醇弛放气在去离子水体系下的生成压力较低,且目标气体组分C3较其他气体组分的水合物生成压力更低,因此可以利用水合物法对弛放气进行分离。采用Chen-Guo模型对弛放气在纯水中生成水合物的数据进行了计算,得到了较为满意的计算结果,平均误差为6.43%,说明Chen-Guo模型能够较好地预测该类体系的水合物的生成条件。通过分析水合物法回收C3气体的可行性,提出了相应的工艺流程。     

超临界CO2流体中超声声速的研究

为了研究超临界CO2流体中超声声速特性，设计了可用于超临界CO2流体的声速测量装置，采用频率2．5MHz单探头的脉冲回波法测量了温度为25～55℃，压力为10～26MPa的CO2流体声速。结果表明：超临界CO2流体声速随压力的增加而增大，随温度的升高而降低，超临界CO2流体声速是压力和温度的函数。     

一种预测特高含水期开发指标的联解法

为准确预测特高含水期的开发指标,提出一种采用折线法和Arps递减规律结合的模型.利用折线法推导出甲型水驱特征方程的第2直线段方程,通过实际井史数据验证了折线法的正确性,得出10口井的水驱特征曲线上翘点含水率(体积分数)为90. 58%～96. 49%,平均值为93. 49%,而油水相渗比值的对数与含水饱和度的关系曲线转折点的含水率为93. 37%,两者相差无几.结合Arps递减规律得到特高含水期开发指标的计算模型.该模型能够预测不同开发时间对应的含水率及采出程度指标,模型的参数容易被求解,模型的适用范围能够直线外推,实用性较强.运用该计算模型对大庆油田某口油井开发指标进行预测,所得含水率月平均误差为1. 306%,采出程度月平均误差为4. 950%,预测总体精度较高.     

高压下声速温度系数的一种新算法

从声速的定义出发，由热力学基本关系给出了声速温度系数(偏微熵)的一种计算方法.以顽火辉石为例，计算结果显示，在40～140 GPa压力范围内，其纵波、体波的温度系数随压力的增大而减小，分别由40 GPa时的0.386、0.255(m/s)·K,降至80 GPa时的0.298、0.204 (m/s)·K，120 GPa时的0.244、0.175(m/s)·K，140 GPa时的0.197、0.162(m/s)·K.将这一规律内推到零压得到(dK/dT)₀=0.027 9 GPa·K^-1，与静高压下的实验数据吻合很好.     

基于SVM的管网状态估计模型

为建立未知节点压力和可知监测信息之间的管网状态估计模型,应用支持向量机算法,建立基于支持向量机的管网状态估计模型和测压点压力宏观模型.经仿真分析,SVM模型90%以上预测数据的绝对误差控制在0.01MPa;与BP神经网络模型相比,同样的样本集均方误差情况下,其测试集均方误差一般比BP神经网络精度高.杭州市管网的实例计算中,85%以上测压点预测数据的相对误差都在5%以内,结果相当理想.     

输气管线中减压波传播特性模拟及分析

结合相平衡计算模型、声速计算模型和气体流出速度模型等建立了输气管线中减压波波速预测模型。采用该模型分析研究了气质、初始温度、初始压力对减压波特性的影响,以及计算时选择不同的状态方程对预测结果的影响等。结果表明,重组分含量较大的组分在破裂过程中容易进入气液两相区,减压波曲线出现“平台”,较低的初始温度和较高的初始压力相对增大了裂纹扩展的风险,在计算过程中,需要选择合适的状态方程。     

基于遗传算法的磨削力模型系数优化及验证

在磨削力模型求解问题中,目前大多使用分段计算法或列方程组直接计算各个待求系数,不仅计算量大且其精度也无法保证。另外,传统的回归模型容易陷入局部最优,难以描述非线性关系。为此,将遗传算法引入到非线性优化函数参数优化中,基于外圆横向磨削力模型、平面磨削力模型、外圆纵向磨削力模型等现有的模型数据,开展磨削力理论模型的系数优化方法研究。相关性分析结果表明：通过计算得到的3种模型磨削力的预测精度提高了14.69%～42.54%,且3种模型所预测的法向磨削力的平均误差分别为5.9%、9.13%、3.23%,切向力平均误差分别为6.78%、8.36%、3.69%。经对比知,优化后的模型拟合度较好,模型预测精度显著提高。遗传算法优化后的非线性优化函数GA-LSQ算法更适合磨削力模型的求解,可对磨削力的预测及实际加工生产中的参数优化提供参考。     

常压产品凝点数学模型的研究

采用某炼厂取得的实际操作数据,建立了凝点与20℃时的相对密度和常压恩氏蒸馏数据关联的数学模型.建立的常压塔产品凝点预测模型,含有6参数、9个系数,方程形式简单,只需要很少数据,就可以进行快速计算和预测.对于常压塔,模型的复相关系数为0.993 9,平均误差为1.522 7℃.     

楔形海域声矢量场分析

海洋环境中的声传播是水声学研究领域的一个经典问题.在传统的研究中,关心的主要是声压场.随着矢量水听器的出现,不仅是声压场,介质质点振速场也受到极大关注.应用虚源法分析了ASA基准楔形模型中谐和点源的三维质点振速场.基于Deane和Buckingham给出的声场声压表达式,文中推导了三维质点振速的积分公式,并应用数值积分的方法计算了声场声压与质点振速,分析了它们的传播损失和相位差以及不同方向声强的衰减过程.结果表明,即使在远距离上,声压与质点振速的相位差并不为零.     

被动式渔探仪的信号检测与方位估计

为了降低渔探仪成本、简化设备、提高作用距离,将被动式声纳技术应用于渔探仪系统.采用被动式声纳原理,利用矢量水听器接收声场中质点的声压和振速信息,对声压和振速进行联合处理,从而对信号的声能流值进行最大似然比检测,在最大似然比检测的基础上对声源的方位角进行估计,获得方位角的最大似然估计值.实验结果表明:声能流检测器能有效地抑制各向同性的噪声,提高增益,方位估计能进行目标定位,定位误差小,效果良好.利用被动式声纳技术及采用新型传感器(矢量水听器)技术,使得构造一个具有全新概念的被动式渔探仪成为可能.     

宽筛分颗粒高压热态最小流化速度的实验研究

在内径80 mm的加压热态流化床实验台上,以4种不同平均粒径的宽筛分颗粒为实验物料,研究了在压力(0.1～4.5 MPa)和温度(20～800℃)范围内实验物料的最小流化速度。实验结果表明:在相同的温度下,最小流化速度随压力的增加而减小。而在相同的压力下,温度对最小流化速度的影响随床料的种类的不同而有明显的差别。基于Ergun方程和床层受力分析,得到了最小流化速度的计算式,给出了高温高压宽筛分颗粒流化床最小流化速度合理计算步骤,并与其他研究者的关联式和实验结果进行了对比,结果表明本文提出的预测方法与实验结果吻合较好,相对误差在10%以内,为增压流化床反应器的设计和运行提供较可靠的参考依据。     

弹性球壳声衍射对矢量传感器测量影响

声矢量传感器由传统的无指向性声压传感器和偶极子指向性质点振速传感器组成,被应用于水声测量和探测领域,但作为水声测量设备它会受到安装载体衍射声场的影响,使其接收声场失真和指向性发生畸变.以实际应用需求为背景,从理论上分析了平面声波在弹性球壳上的衍射声压场和振速场;采用薄壁球壳机械阻抗近似公式,计算了球壳声衍射对矢量传感器声场测量和指向性的影响.根据共振散射理论,弹性球壳衍射声场的共振项与壳体的机械阻抗和辐射阻抗有关,而其背景项与刚性球和绝对软球的声衍射有关.计算和分析结果表明,在球壳散射声场的共振项频率处,矢量传感器的接收声场严重失真,且其指向性图变得复杂;另外,它们也与声波的入射方向和距离有关.这些结果为利用矢量传感器进行水声测量和探测提供基本的物理基础.     

相位比较法在声速测量中的应用

介绍了在声速测定实验中利用声速测定仪、双踪示波器、低频信号发生器等实验仪器,提出了测量声驻波相位的一种直观方法,采用信号发生器发出的信号直接输入Y1,将接收器接收到的信号输入Y2,X轴仍输入扫描信号。在测量声压驻波振幅变化规律的同时与原信号的相位进行比较,可看到相位发生变化的规律。从而证实驻波相位的特点,在相邻2个波节间的各点同相,而位于1个波节的2侧的2点反相。用李萨如图形法测量声速误差较小。     

流体声速高精度相位法测量研究

利用流体中的声速进行溶液浓度的测量是无损检测的一种重要方法,但是声速很小的变化范围限制了浓度的精确测量.介绍了一种流体声速高精确相位测量新技术,从被测流体的声速范围出发选择合适的测量距离,使设定的最高声速和最低声速传播的相位差为2π,分析测量距离和声速比以及测量频率的关系,通过AD转换测量电压并计算出声速.此方法被应用到牛奶浓度的声速测量中,实验结果证明本方法进行流体声速测量快速精确,在酸碱以及其他溶液浓度的检测中具有广阔的应用前景.     

压力脉动法预测声场流化床最小流化速度

在内径140 mm,高1 600 mm的鼓泡流化床中,采用压力探针研究了声场流化床FCC和石英砂颗粒的流化特性,考察了声压级和频率对颗粒最小流化速度的影响。结果表明:无声场条件下,压力脉动标准方差随表观气速的增大而线性增大,声场的引入可以显著降低颗粒最小流化速度,声压级越大颗粒的最小流化速度越小;固定声压级改变声波频率,发现频率在300 Hz时颗粒最小流化速度最小。对不同声场条件下最小流化速度进行拟合,得到了声场流化床最小流化速度预测关联式。     

一种适用于长基线水声定位系统的声线修正方法

在水声定位系统中，由于水下沿深度方向存在声速梯度，致使声线发生弯曲，为保证较高的定位精度，必须进行声线修正，提出了一种适用于长基线水声定位系统声线修正的迭代方法，所作的湖上试验研究表明，用此方法进行声线修正效果明显，此方法原则上可适用于其他类型定位系统。     

分层介质波导中的声矢量场传播

目前,矢量传感器在水声测量的探测技术中的应用已逐渐受到重视,但所采用的声压p和振速(Vx,Vy,Vz)联合处理技术还是建立在假定海洋波导中各位置处的声波阻抗数值都相同且为实数的基础上,而海洋环境效应的作用将不同程度地导致矢量处理器性能的降低.从实际应用的需求出发从理论上研究浅海分层介质波导中声压和振速场的传播特性,分析了声波阻抗率与频率、声源和接收器水平距离间的变化关系.理论分析和计算结果表明,只有在远场条件下,声压和水平振速信号才趋向于同相位;在通常噪声测量要求的距离上,声压和水平振速的传播损失相当,但必须注意声压和水平振速间的相位差随频率和声源距离的变化,而声压p和振速垂直分量Vz比值的模和相位差随频率和距离的变化复杂.这些结果为利用声矢量场进行水声测量和探测提供了基本的物理图像