掺氢比对天然气管道泄漏扩散影响的模拟研究

为了研究掺氢比对天然气管道泄漏的影响,基于计算流体力学理论,采用数值模拟方法,建立了直埋高压掺氢天然气管道泄漏扩散的数学模型,分析了掺氢比不同时掺氢天然气的泄漏状况、体积分数分布状况,以及管道周围土壤压力与气体泄漏速度的分布情况。结果表明,随着掺氢比的增加,大气中掺氢天然气的爆炸半径逐渐减小,管道周围高压区域范围逐渐减小,而泄漏口处的气体泄漏速度逐渐增大;当掺氢比为30%(体积分数)时,大气中的爆炸半径相较于纯天然气的爆炸半径减小了43%,泄漏口处气体泄漏速度增大68%。研究结果可为掺氢天然气管道的安全抢修提供理论参考依据,对推动掺氢天然气的大规模应用具有重要的实际意义。

新型钢坯修磨设备的静力学及动力学分析

钢坯因生产工序的原因其表面有氧化层及缺陷,故必须通过磨削的方法进行表面修磨。针对目前没有专用的设备对大型的方形钢坯料进行表面修磨的问题,设计了一种方形钢坯修磨设备,并利用ADAMS软件完成了运动学仿真验证。结果表明,修磨设备可同时平稳完成对两相邻面的打磨作业。利用有限元软件ANSYS,对修磨机进行受载下的应力分析、模态分析,并对结构进行了改进;根据简化运动学模型进行静力学分析,得到了所需输入驱动力矩,并对关键部件弹簧完成了选型。理论计算及仿真结果表明,此修磨设备能够高效地完成对大型方形钢坯表面的磨削任务。

地基不均匀沉降下输气场站埋地管道应力分析

在天然气输气场站地质为软土的情况下,容易造成地基的不均匀沉降,埋地管线易受到损伤。文中利用ABAQUS有限元软件进行分析,建立了管道-土体一体化有限元力学模型,分析了在地基不均匀沉降下,埋地管道的受力与位移情况,沉降量对管道应力的影响,研究了在管道壁厚、管道压力、管道埋深和土壤粘聚力变化下管道的应力变化,获取了管道最大Mises应力变化规律。

输气站场90°弯管结构振动特性分析

输气站场管道振动超标问题对管道的安全运行具有重大威胁,处理不当会对站场的生产造成巨大的损失。因此文中选取常见的90°弯管结构进行研究。由模态分析、谐响应分析分别得出管道前6阶固有频率,振型以及弯头处X、Y、Z方向上的频率位移曲线图。结果表明:当激振力频率接近管道五阶、六阶固有频率时管道振动加剧,即发生共振时产生的位移最大。在此基础上提出减振措施,在弯头两端设置卡箍对管道进行固定约束,仿真得出弯头处的频率位移曲线图。对比发现增加约束后各阶固有频率明显提高并且各方向振动位移减弱,起到明显的减振效果。

凹陷管道建模方法及其力学性能影响参数研究

利用三维扫描仪对凹陷管道进行数据采集及建模,评价了凹陷管道处的剩余强度;在建立模型的基础上,运用ABAQUS软件对三维建模的含凹陷管道进行有限元分析,采用数值模拟的方法进行了应力应变分析;通过几何变形检测方法对凹陷管道进行检测,计算并分析凹陷管道处的应力应变,对凹陷管道的承载能力进行了评估;对管道有/无内压两种情况进行了对比分析。结果表明,在有/无内压两种情况下,凹陷处的最大Von Mises应力相差较大;在有内压情况下,最大Von Mises应力位于管线凹陷处的周边,而不是凹陷处;在有内压情况下,凹陷附近区域的最大等效应力为22.6 MPa,而无内压情况下的最大等效应力为14.8 MPa;压头设置50 mm的向下位移约束,管道所受的最大Von Mises应力分布在凹陷最深处,其值为710.3 MPa,最大等效应变为8.99%,分布在凹陷管道的内侧。在工程应用中,采用三维扫描技术可以更快捷地得到管道凹陷的轮廓,利用输出数据为后续的应力应变分析、管道评价以及修复提供技术支持。

基于扩展Kalman粒子滤波的汽车行驶状态和参数估计

汽车行驶过程中的某些参数通常需要通过实验室内较为昂贵的试验设备获得,测量成本较高,而获取车辆的行驶状态和参数对于车辆行驶过程中的控制有着重要的意义。通常情况下,需要将车辆行驶状态变量和侧偏刚度等参数进行联合估计。这些参数将会被用于车辆动力学模型来分析汽车的操纵状态。本文建立了包含定常统计特性噪声的汽车动力学模型,利用龙格-库塔方法模拟模型,引入扩展Kalman滤波技术,生成粒子滤波重要性概率密度函数,对状态和参数同时进行估计,仿真结果表明,扩展Kalman粒子滤波技术改善了标准粒子滤波算法的精度,验证了算法的有效性。

基于辅助粒子滤波的汽车轮胎参数和行驶状态估计

单独的轮胎魔术公式参数通常需要通过昂贵的试验设备和大量的试验数据才能够确定,之后这些参数在设计阶段将被应用于车辆模型来模拟车辆的操纵动力学行为。建立了包含定常统计特性噪声的汽车动力学模型,利用龙格-库塔方法模拟模型,引入辅助粒子滤波技术,通过二次加权操作,较好地实现了轮胎参数的估计,并最终代入动力学方程,实现了车辆侧向力等参数的估计。同时进行了场地试验。结果表明,辅助粒子滤波技术改善了标准粒子滤波算法的精度,验证了算法的有效性。

一种行星齿轮长冲程抽油机的换向机构研究

目前,在油田开采中,主要采用游梁式抽油机将原油提升到地面.游梁式抽油机可靠耐用,但是存在运动速度不合理、平衡效果不好、浪费大量电能、增加原油生产成本等缺点.尤其在原油开采的中后期及高粘度稠油开采过程中,需要一种长冲程、大载荷、低冲次数的抽油机.为此介绍一种基于行星齿轮传动和变频调速技术的新型抽油机,阐述了行星齿轮传动与换向的工作原理,说明了长冲程、低冲次数的实现方法,参数为冲程6 m,冲次2～2.5次/min,悬点载荷120 kN.利用变频器调速技术,通过监测行星齿轮和回转主轴的运动轨迹,可以对电动机的转速进行实时调节,避免了在换向时的速度突变对齿轮等机械设备产生的冲击.

基于虚拟仪器技术的齿轮噪声监测仪的开发

齿轮在运转时由于制造精度、刚度等不同情况,会产生不同程度的振动与噪声,因此可以利用噪声来分析其制造精度和刚度。采用虚拟仪器技术,结合声卡的数字信号处理技术,开发了齿轮噪声监测仪,来对齿轮噪声进行监测和分析。

基于工程实践能力培养的机制专业课程群建设研究

课程群建设是我国高校基础建设的重点项目之一。目前诸多地方高校正在向应用型院校转变,课程群建设是其中的重中之重。课程群建设应当以学生工程实践能力的培养作为培养目标。该研究以辽宁石油化工大学机制专业课程群建设为例,介绍课程群建设的具体内容、改革措施和实践过程。通过课程群建设,本科教学中因理论教学和实践教学脱节而导致学生工程实践能力差的问题得到了较好的缓解。

面向“大工匠”理论提升的高校人才培养新模式

各行各业的"大工匠"是社会的宝贵财富。多年的工作实践,使得这些技术能手普遍具有很强的实践经验和解决实际生产难题的能力,但是缺乏理论基础,导致个人发展遇到瓶颈。将这些"大工匠"组织到一起,走进大学校园,集中学习理论知识,补短板,同时让这些技术能手以多种方式参与到大学生的培养环节,可以提升学生培养质量,又对在校大学生弘扬了工匠精神、劳模精神。

基于辅助粒子滤波算法的车辆行驶状态和参数联合估计方法研究

汽车行驶状态及关键参数的联合估计对于汽车主动控制以及新型结构的验证具有重要意义。介绍了一种应用辅助粒子滤波技术实现车辆行驶状态、参数联合估计的控制算法。该算法以包含定常统计特性噪声的汽车动力学模型为基础,利用龙格—库塔方法模拟汽车动力学模型,同时引入辅助变量,通过二次加权操作使得粒子权重变化趋于稳定,最终实现了行驶状态和关键参数的联合估计,仿真结果表明,辅助粒子滤波可以有效的提高标准粒子滤波算法的精度。

汽车行驶稳定性动力学优化控制仿真研究

汽车行驶稳定动力学优化控制,旨在通过确定汽车行驶状态下纵向车速、横摆角速度、质心侧偏角等重要的状态变量,提前预知汽车未来时刻的可能的行驶状态,并将其输送到汽车底盘主动控制系统,实现动力学优化控制,提高汽车的主动安全性,减少道路交通事故。寻找一种低成本、高精度且能够实时获得车辆重要状态参数的方法,是汽车稳定行驶动力学优化控制的关键技术之一。利用Matlab/Simulink仿真工具,分别建立了汽车动力学仿真模型和车辆行驶状态Kalman滤波估计仿真模型,可以同时实现对车辆行驶状态的仿真和对车辆行驶过程中横摆角速度、侧向加速度和质心侧偏角的估计,并且模型具有可扩展性。最后进行了实车场地试验,完成了阶跃曲线、双移线等操作,通过模型仿真、试验数据和状态估计结果的比较得出,三者一致性较好,同时验证了车辆动力学仿真模型和状态估计算法仿真模型的有效性和通用性。

清管器在输油管道中的运动规律研究

在分析清管物理模型的基础上,建立了清管器前段塞流动的特征参数计算模型、动态数学模型以及相应的数值计算方法,并进行了数值模拟。利用数学模拟方法可以计算清管过程中管线的压力分布,利用压力分布可以跟踪清管球在管线内的运行,这为混输管路的运行管理提供了理论依据。

输油管道清管器受力数值研究

管路清管技术的研究对管线的运行管理具有非常重要的意义,在分析清管物理模型的基础上,建立了清管器前段塞流动的特征参数计算模型、动态数学模型以及相应的数值计算方法,并进行了数值模拟。结果表明,利用数值模拟方法可以计算清管过程中管线的压力分布,利用压力分布可以跟踪清管球在管线内的运行状况。

基于LabVIEW的旋转机械故障诊断系统的研究与开发

以基于美国NI公司的LabVIEW为开发平台,针对广泛应用于石油化工、电力、冶金等行业的旋转机械的常见故障,利用国产数据采集卡,结合信号处理中的时域分析和频域分析,开发了转子故障诊断系统,并在柔性转子实验台上得到实践,同时实现了不同PC机的移植。由于LabVIEW采用的是G语言的开发环境,因而缩短开发周期,降低成本[1]。

CuO改性SBA-15介孔分子筛催化氧化苯甲醇制苯甲醛

采用浸渍法制备了CuO负载质量分数为12%的CuO-SBA-15分子筛催化剂,并将其用于催化氧化苯甲醇制苯甲醛中。结果表明,以质量分数为30%的双氧水为氧化剂,在反应温度为80℃,反应时间为7 h的条件下,苯甲醛选择性为89.0%,苯甲醇转化率为58.4%。催化剂重复使用2次后,催化性能变化不大。

环己烷在Cu/SBA-15介孔催化剂上的选择性催化氧化

采用后嫁接法制备出了负载量为12%的Cu/SBA-15催化剂,借助N2吸附脱附、X射线衍射、透射扫描电子显微镜等分析检测方法表征了Cu/SBA-15催化剂的理化性质。在无任何有机溶剂及其他助剂的条件下,以空气为氧化剂使环己烷发生选择性氧化反应,评价了Cu/SBA-15催化剂的催化性能。结果表明,与SBA-15相比,Cu/SBA-15的比表面积、孔容等物理性能有所下降,能够很好地保持着SBA-15的介孔结构及长程有序性;SBA-15对环己烷的选择性氧化反应没有催化活性,Cu/SBA-15对环己烷的选择性氧化反应具有较强催化活性;使用Cu/SBA-15催化剂,环己烷转化率为41.72%,环己醇产率为14.12%,环己酮产率为27.6%。

超稠油环境下管道内修复机器人流场分析

利用Fluent对管道内修复机器人周围流场情况进行了仿真分析,在此基础上模拟了在不同粘度的超稠油环境下,超稠油流体对机器人周围速度场的影响,并且对产生影响的部件进行改进;利用Ansys后处理进行面积分计算,讨论了不同粘度的超稠油对机器人表面产生的压力和粘性力的影响,得出超稠油环境中粘性力也作为推力的形式存在,分析了不同压差情况下机器人运动状态。

高精度伺服界面计的研究

设计了一种精密伺服界面计。基本原理是根据浮子浸入不同介质所受浮力不同,当界面变化时,浮子所受浮力也相应发生改变。测量系统包括伺服控制,界面位移测量和数据显示三个部分。利用浮力改变产生驱动电信号,该信号驱动伺服电机收放钢丝牵引的浮子。测量钢丝位移量与初始界面位置比较,得到当前界面位置送显示单元。测量误差主要由钢丝重量变化和介质黏性阻力产生。实验表明,借助经验公式计算补偿钢丝重量变化,改进浮子表面结构,是减少测量误差的有效方法。