含油多孔介质二维弥散特性初步研究

为了研究含油多孔介质的二维水动力弥散特性,控制砂土中柴油和机油含油率为0、1%、2%,作为供试的含油多孔介质,采用自己设计的二维水动力弥散试验装置测定示踪剂(氯化钙)的穿透曲线,并定量确定了含油砂土的有效孔隙度、纵向弥散度、横向弥散度以及砂土中孔隙水的流速。试验结果表明,有效孔隙度随石油含量的增加而减小,而且含柴油砂土的有效孔隙度减小比含机油砂土更加显著;在纵向上,示踪剂浓度峰值的到达时间和峰值浓度的大小主要取决于孔隙水流速的大小,孔隙水流速越大,示踪剂达到浓度峰值的时间越短,且峰值浓度越大;含机油砂土的纵向弥散度小于清洁砂土,而含柴油砂土的纵向弥散度大于清洁砂土;不同含油率砂土的纵向弥散度变化范围为0.133～0.370cm,横向弥散度变化范围为9.83×10-3～4.64×10-2 cm,纵向弥散度均大于其横向弥散度。

基于分形理论多孔含油介质结合面动态刚度研究

将含油结合面刚度分为固体接触刚度和液体油膜动态刚度2个部分,且2个部分为并联连接.利用接触分形理论,建立含油结合面固体法向接触刚度和结合面实际固体接触面积的关系模型;在此基础上,结合面间充满油的面积即为名义接触面积和固体实际接触面积之差,利用平均流动的广义雷诺方程,建立多孔含油材料固定结合面液体油膜法向动态刚度模型;两者并联即可获得含油结合面综合动态刚度模型.通过仿真计算和前期试验结果对比,验证该建模方法的正确性.研究表明:结合面间加入润滑油介质可以有效地提高结合面刚度;而利用多孔含油材料,即自润滑材料,是实现在结合面间加油的有效方案.

铁基多孔含油固定结合面法向动态特性研究

实验研究了多孔含油材料固定结合面法向刚度和阻尼特性,运用带有调节系数的等效单自由度结合面单位面积参数识别方法对其进行识别。该方法采用相对位移法,将任意质量为m的振动系统等效为质量是Me的标准单自由度系统。方便快速地识别出结合面的单位面积刚度和阻尼系数,识别精度高。通过等效单自由度参数识别方法,分别识别了45号钢无介质结合面和铁基多孔材料(含油介质)结合面的法向刚度和阻尼系数。对比表明实验所用铁基多孔材料含油结合面法向动态特性优于45号钢无介质结合面,在相同的法向预紧力下,前者单位面积刚度增加40%左右,同时前者单位面积阻尼系数增大5-6倍。