基于正交试验的全金属单螺杆泵转子最大转矩研究

通过正交试验对全金属单螺杆泵进行流场仿真,收集了在不同因素、不同水平下全金属单螺杆泵转子所受到的最大转子转矩数据,对其进行方差分析。分析结果反映出了各因素与转子最大转矩之间的关系,并判断出不同因素与研究目标的相关性强弱,并通过曲线图反映了这一现象。

基于极化扭转器的宽带全金属可折叠反射阵天线

本文提出了一种基于极化扭转器的新型宽带全金属折叠反射天线。为了提高简单性和降低成本,本设计专注于1Bit相移的架构。全金属折叠反射阵天线包含全金属极化栅格、基于全金属极化扭转器的宽带全金属反射阵单元以及宽带标准波导馈源。首先,本文提出了一种简单的全金属极化扭转反射阵单元,它可以将入射波扭转为与之正交的反射波。所提出的全金属极化扭转单元在12~18 GHz全频段内极化扭转率超过80%。工作在Ku波段的宽带标准波导作为该可折叠反射阵的馈源。最后,基于所提出的全金属极化扭转单元,设计、制作宽带全金属折叠反射天线并对其进行测试。测试结果表明,该全金属折叠反射阵天线获得20%的1 dB增益带宽,在15 GHz时的峰值增益为22.5 dBi,最大孔径效率约为29%。该天线的宽带和全金属特性使其在卫星通信中具有很大的应用潜力。

高温全金属可溶桥塞的研发与应用

全金属可溶桥塞作为最新的井下压裂分段工具,现场应用越来越广泛,但限于金属材料的特性,桥塞在高温条件下(≥120℃)的性能极不稳定。根据全金属可溶桥塞在高温条件下的特点,优选镁铝合金材料,优化桥塞结构,加工出满足设计要求的高温全金属可溶桥塞,并参考可溶桥塞行业标准要求,进行了室内测试评价。目前该高温桥塞已在现场进行了大量的应用,承压和溶解效果良好,满足现场施工要求。

全金属可溶桥塞异形接触结构密封特性

全金属可溶桥塞作为一种新型压裂工具,其密封结构是影响压裂效率的关键因素。为探究不同密封环结构对密封特性的影响,建立单槽形、椭圆形、双槽形、双曲形4种金属密封环结构的数值模型,利用有限元法,对密封环径向变形特征、密封性能进行分析,以及考虑双曲形结构表面粗糙度对密封接触面积、接触应力、接触面近场应力分布的影响。研究结果表明:随着锥体轴向位移量增加,4种密封环径向变形始终与锥体轴向位移量呈正相关规律,密封环最大、最小径向变形分别位于厚度较大外圆侧、厚度较小外圆侧;复杂接触面可以强化密封环的密封性能,在同样锥体轴向位移量下,双曲形密封环结构密封性能为最好,椭圆形密封环结构性能最差;考虑切向摩擦力时,摩擦因数越大,接触面近场Mises应力沿摩擦力方向发生偏移越明显。所得结论可为井下全金属可溶桥塞密封环的结构优选提供参考。

正交实验条件下的全金属单螺杆泵工作性能分析

全金属单螺杆泵广泛应用于化工、造纸、污水处理等行业。针对全金属单螺杆泵结构参数和工作参数对其工作性能影响程度难以量化的问题,展开基于正交实验的仿真分析,得出不同结构参数和工作参数对全金属单螺杆泵输出流量及容积效率的影响程度,对后续的全金属单螺杆泵工作性能研究及优化具有重要指导意义。

全金属超表面在电磁波相位调控中的应用及进展

全金属超表面是由亚波长金属单元所组成的结构阵列,其在调控电磁波相位方面展现出了效率高、带宽大等特点,并且相较于金属-介质混合型超表面,全金属超表面具有优良的热学和机械性能,如耐高温、强度大、延展性好等,这使得其可以应用于高温高压等极端复杂环境中。本文对近年来全金属超表面取得的研究进展进行了简要的归纳总结,主要介绍了其在构建高效、多功能平面光学器件以及多频谱电磁隐身中的应用,并对其未来的发展方向进行了展望。

全金属间化合物微焊点的制备及性能表征研究进展

基于微凸点和硅通孔的3D封装是一种通过多层芯片垂直互连堆叠,将芯片技术与封装技术进行结合的新技术,满足了电子产品微型化、高性能的发展需求,是实现下一代超大规模集成微系统的核心互连技术。3D封装技术对互连焊点有一个特殊的要求,即在向上堆叠芯片时,低级封装的焊点不应被重新熔化。低温下制备全金属间化合物(Intermetallic compound, IMC)微焊点为实现叠层芯片互连提供了新的解决方案。本文对近年来全IMC微焊点的制备工艺和基本原理进行综合分析;揭示Cu-Sn系统界面反应的扩散机制及IMC生长动力学规律;对比不同键合参数下全IMC微焊点的服役可靠性。最后,指出各种全IMC微焊点制备工艺的优缺点,并对其未来研究发展趋势进行展望。

全金属可溶球座密封环结构设计与性能分析

为解决桥塞分段压裂工艺开采页岩气中全金属可溶桥塞球座密封环断裂造成密封失效,压裂效果差等问题,设计整体式和组合式结构的密封环,确定结构参数。利用有限元方法开展两种密封环性能对比,进行室内实验与现场测试。研究结果表明,整体式密封环与卡瓦接触位置存在应力集中,与整体式密封环相比,在相同坐封力下,组合式密封环可顺利坐封,且应力分布均匀,表明组合式结构更加优越。常温和高温下打压51 MPa,稳压后,常温下压力回落至47.4 MPa,高温下井筒压力基本不变,高温下打压升至60、70 MPa过程中压力下降,表明存在二次坐封,卸压后无液体渗出。组合式密封环被应用于页岩气水平井,当排量不变时,套压从51 MPa上涨至60 MPa,继续保持排量压力未回落,证明地层压开。以上结果表明组合式全金属可溶球座密封环密封严格,承压性能良好,可为全金属可溶桥塞密封环的设计及应用提供理论指导。

全金属螺杆马达线型及输出性能分析

随着油气资源开采深度的增加,常规螺杆马达无法解决其组成部件的橡胶衬套高温失效问题,设计全金属螺杆马达具有重要的意义。本文选用7LZ178全金属螺杆马达,从其定子、转子端面线型设计与定子、转子间隙配比2个方面分析其对于马达的性能输出的影响。从螺杆马达端面线型入手,对比分析了4种线型形成原理以及优缺点。选用普通内摆型定、转子线型建立了三维模型,进行流体仿真,简要分析了螺杆马达随定子、转子间隙改变压力、扭矩等输出参数变化情况。探究全金属螺杆马达在不同间隙值下的压降变化趋势,为确定对应设计参数下螺杆马达间隙配合的最佳范围提供了参考意义。

双极化全金属Vivaldi三角栅格阵列设计

本文设计了一个超宽带宽角扫描双极化三角栅格阵列天线,天线采用全金属Vivaldi结构。相较于相同最佳采样的矩形栅格阵列天线而言,采用三角栅格布阵,可以大大减少天线单元数量,降低天线成本。但由于三角形栅格布阵的不对称性,两个极化不完全正交,导致在E面和H面有相比于矩形栅格阵列更高的交叉极化。对基于此结构的无限大阵列进行仿真,该相控阵天线工作带宽9:1(2~18GHz),端口隔离度大于20db,在有源VSWR小于3的情况下,D面、H面扫描角达到±45°,E面扫描达到±30°。

耐超高温全金属桥塞研制与室内试验测试

针对目前可溶桥塞承压强度低、降解速率慢、无法适用于超高温环境的问题,创新性提出适用于超高温环境的全金属桥塞设计方案,同时开展可溶镁基合金的室温、高温下力学性能试验及高温溶解性能试验,并结合有限元分析结果完成桥塞关键部件材料优选,最终试制耐超高温全金属桥塞实物样机并开展室内试验测试,从室温承压性能、高温承压性能和溶解性能3个方面验证实际应用效果。研究结果表明:随着温度升高,相对于高伸长率可溶镁基合金,高强度可溶镁基合金抗拉强度和屈服强度下降幅度较小,伸长率变化幅度较大;在超高温环境中,可溶解镁基合金溶解速率呈现慢-快-慢现象,在溶解后48~72 h内溶解速率最快;研制的耐超高温全金属桥塞在205℃、质量分数2%的KCl水溶液中最高可承受压差70 MPa,并保持10 h有效密封;在模拟工况下的密闭容器中8 d可完全溶解,满足设计要求并具备入井条件。该研究可为开发适用于超高温环境的全金属桥塞提供技术支撑。

分段压裂工具全金属可溶桥塞密封环的研究与应用

现阶段,针对非常规油气藏的更新改造,可溶桥塞工程施工已经成为容积压裂主流的技术特征。该方法所采用的易溶桥塞解决了压裂后钻磨难题,但井筒溶解速度比较慢、易堵塞井筒等诸多问题并未从根本上解决。因此许多企业仍在钻易溶桥塞进行通井,无形之中增加了工程成本。为解决这一问题,开发设计了一种以镁铝合金为基体的高延展性金属材料,根据更改其孔径来密封井筒。在一定温度和矿化度的压裂液环境下,总体能够溶解在井筒中,且溶解速率具有可控性,取代了传统易溶橡胶。

基于CFD的全金属单螺杆泵非稳态流场计算及性能预测

为了得到螺杆泵内非稳态流场特性及间隙泄漏规律,采用CFD的动网格技术,针对油田使用的全金属单螺杆泵进行三维瞬态流场数值模拟,在此基础上预测计算了不同转速、压头和流体黏度条件下螺杆泵的流量、功率及总效率并与试验结果进行了对比.结果显示,螺杆泵在运行中具有显著的非稳态特性,在1个旋转周期内,流量出现的脉动次数与螺杆泵定子转子导程的比值相一致,高压头工况下的泄漏量和流量值的脉动幅度明显大于低压头工况下的情况;在计算高压头螺杆泵输入功率时,机械及容积损失不应忽略.基于CFD的性能预测和实测数据的趋势较为一致,误差在工程允许范围内,表明采用的模拟计算方法是切实可行的.

全金属单螺杆泵外特性的数值模拟及试验研究

应用Fluent软件,选用三维瞬态湍流动网格模型对双头全金属单螺杆泵做了外特性的数值模拟分析,得到轴功率、流量以及泵效随增压值的仿真变化曲线。对该泵外特性做了试验研究,给出了试验外特性曲线,对比分析了全金属单螺杆泵与常规橡胶衬套单螺杆泵的外特性。分析结果表明,基于Fluent的数值模拟方法能够准确模拟该泵实际外特性;随着增压值的增大,流量近似线性减小,轴功率近似线性增大,泵效先增大后减小,存在最优工作区间;介质黏度对泵的流量特性影响显著,相比常规螺杆泵,不存在硬特性。

全金属单螺杆泵结构优化设计

利用Matlab软件对全金属单螺杆泵的结构参数进行了数值分析，从理论上分析了短幅内摆线等距型和短幅外摆线等距型的线型特点。结合设计实例，对比相应理论性能参数优化设计了全金属单螺杆泵线型和头数；应用ANSYS软件对定、转子做了热力耦合分析，同时建立了全金属螺杆泵的三维流场模型，利用Fluent软件研究了全金属螺杆泵在不同黏度下的泵效随配合间隙的变化规律。分析结果表明，全金属螺杆泵定转子的断面线型选择短幅内摆线等距型更加合理，头数比优选1：2或2：3；全金属螺杆泵在热采环境中优势明显，配合间隙考虑在0．10～0．30mm之间选取，冷采环境在0．30—0．50mm之间选取，给出了各种黏度下的间隙优选图。该项研究成果对全金属螺杆泵的优化选型有着重要的指导意义。

三种不同材料全金属边缘烤瓷冠修复后牙的临床应用

背景:对于一些要做后牙烤瓷全冠但又不宜或不愿多磨牙齿的患者来说,做全金属边缘烤瓷全冠是一种较好的解决办法。但金属烤瓷冠有很多种类,每种材料的性能及对人体的影响也不一样,文章选择3种常用的材料进行研究,希望能给临床医生提供参考。目的:探讨使用镍铬合金、钴┐铬合金、高金合金3种金属制作的全金属边缘烤瓷冠修复后牙的临床应用效果。方法:制作150个后牙全金属边缘烤瓷冠,分为镍铬合金组、钴┐铬合金组、高金合金组,每组50个冠。2年后比较龈缘染色和边缘密合情况。结果与结论:龈缘染色情况高金合金组<钴铬合金组<镍铬合金组,边缘密合情况高金合金组最好,钴┐铬合金组稍优于镍铬合金组,但差异无显著性意义。结果提示后牙全金属边缘烤瓷冠最好使用高金合金,钴┐铬合金次之,最好不要选用镍铬合金。

海上热采井下工具全金属密封结构设计及应用

随着海上稠油热采进入规模化开发阶段,配套工艺体系逐渐完善,现有的井下工具密封材料和结构不能满足井下工具高低温工况下长期密封的需求。为此本文提出了全金属密封结构设计,对于井下工具固定连接件之间的静密封采用弹性力学厚壁理论和Hertz接触理论建立了球-锥、锥-锥接触应力分布模型,设计了“内球外锥”的密封结构,并对锥角、球面直径等关键参数进行了优化设计;对于热采井下工具运动部件设计了采用金属密封环的全金属滑动密封结构形式,并使用室内试验的方法优化了配合尺寸。在高温排气阀中使用了全金属密封结构,室内多轮次高低温试验和现场试验结果表明,全金属密封结构动作可靠、在高低温工况下能够长效密封,适合在海上热采井下工具中推广使用。本文研究的全金属密封机构针对海上热采井下工具密封难题提供了完整的解决方案,为后续海上热采井下工具系列化标准化的发展奠定了基础,推动海上稠油热采规模化开发安全高效实施。

全金属阳离子团簇X^+_3(X=Au,Ag,Cu)芳香性的理论研究

运用密度泛函理论(B3LYP)、从头算方法(HF,MP2),对全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)的稳定结构、振动频率、原子化能(atomization energy,AE)、最高占据态和最低空轨道能隙(homo-lumo gap)与电子总能量(考虑了零点能ZPE)作了理论计算.全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)的稳定结构是D3h.在此基础上,研究了全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)环状平面结构D3h的两种磁性质:各向异性磁化率(χanis)和核独立位移(NICS).计算结果表明:环状平面结构的全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)具有很强的芳香性特征.对它们的分子轨道分析表明,环状平面全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)具有多重芳香性,两个σ分子轨道和一个π分子轨道对全金属阳离子团簇X3+(X=Au,Ag,Cu)的芳香性起着重要的作用.

全金属团簇Be_3^(2-)芳香性的理论研究

将芳香性概念扩展到全金属团簇Be23-,运用密度泛函理论(B3LYP,B3PW91),从头算方法(MP2),对全金属团簇Be23-,NaBe3-和Na2Be3的稳定结构、振动频率与电子总能量(考虑了零点能ZPE)作理论计算.计算的结果显示,NaBe3-和Na2B23-团簇中包含一个正三角形的阴离子Be23-.并根据芳香性的平面、电子结构、核独立化位移(NICS)以及它们的分子轨道几个标准进行分析.分析的结果指出,2个离域化的π电子遵循4n+2电子计算规则,并且呈现出π芳香性.

全金属单螺杆油泵的结构参数分析及优化

我国的稠油资源丰富,如何有效地开采稠油资源逐步成为人们的探究重点.目前,由于对热采环境优异的适应性,全金属螺杆泵在稠油开采中得到广泛应用.针对现阶段全金属单螺杆泵普遍效率低的问题,提出了基于CFD的优化策略.运用三维动网格技术对螺杆泵内部流场进行有限元建模;利用试验数据验证了该模型的正确性;基于该模型针对泵的间隙值,偏心距以及定子导程3个主要结构参数对油泵性能的影响规律进行分析并得到了这些参数对排量、漏失量、容积效率、泵效的相关影响规律;利用这些规律对该螺杆泵结构进行优化,使全金属单螺杆泵的系统效率约提升约30%.