直径对甲烷水合物球燃烧特性影响的实验研究

为研究直径对甲烷水合物球燃烧特性的影响规律,设计了甲烷水合物球燃烧特性的复合实验测试系统,分别构建了水合物火焰特性以及分解特性实验测试装置。定量分析了火焰高度、火焰温度、脉动频率等水合物火焰特性以及质量变化速率、表面形态演变等水合物分解特性,结合这两类燃烧特性,探讨了甲烷水合物球燃烧的复杂传热传质过程。结果表明,受火焰传热以及水合物分解的作用,甲烷水合物球燃烧过程中的直径变化满足D^(2)定律;甲烷水合物的火焰高度主要受质量变化速率与水合物球初始直径两方面的影响,随着水合物球直径的增大,质量变化速率迅速增大,火焰高度也显著增大;较大直径的甲烷水合物球燃烧均匀稳定,利于直接燃烧应用,而较小直径的甲烷水合物球燃烧性能差,利于天然气储运应用。

超声法测量管道应力主要影响因素的定量分析

超声法是无损检测在役油气管道受力状态的有效方法,能够准确测出管道危险点的应力值,对判断变形管段是否处于安全状态有重大的工程意义。超声法属于敏感性测试技术,其影响因素主要有温度和管道曲面。基于声弹性效应,理论上分析了温度对零应力试件下LCR波(临界折射纵波)飞行时间t0的影响机理,并推导出修正公式;分析了管道曲面耦合状态对测量结果的影响,提出了根据管道曲率半径修正应力系数的方法。利用自主开发的超声应力测量装置,通过变温试验和管道打压试验来验证修正方法。结果显示:零应力试件下LCR波飞行时间与温度关系的理论推导公式和试验拟合公式有很好的一致性;超声法所测环向应力值修正后与应变法测量值在结果和分布规律上都一致。结果可为使用超声法高精度地测试管道应力提供有效的支撑。

X60钢矫顽力与应力关系实验研究

在外力作用下铁磁性材料的矫顽力会发生规律性变化,因此通过测量材料矫顽力可实现其内部应力的测量。从微观角度阐释了磁力效应机理,搭建了基于直流磁化的矫顽力测量实验平台,对X60钢试件进行了单向拉伸实验,分别在沿着拉伸与垂直于拉伸方向测量了不同载荷作用下的矫顽力数值。结果显示:随着载荷增大,垂直于拉伸方向矫顽力值规律显著,线性度好,平行于拉伸方向矫顽力变化不显著。该结论表明用矫顽力法测量运行状态下的管道应力是有效的测量方法。