节流比开源更重要

自金融危机发生以来，中央领导和经济学界对于形势发展作出了“危机“是危险与机遇并存的判断。认为当前的形势有利于产业结构的调整与升级，特别是一些朝阳产业，可以利用这个机会发展壮大。

CO_(2)分注井气嘴节流特性及矿场应用

为了解决CO_(2)分注井节流压差建立困难,气嘴易冲蚀的技术难题,通过构建CO_(2)物性变化的流动-传热耦合模型,揭示2级和3级节流气嘴的流场演化机制,优化设计气嘴结构、建立了绕流气嘴节流图版并开展现场应用。结果表明:流量为10 m3/d时,2级嘴径1.4 mm和3级嘴径1.6 mm的绕流气嘴分别能产生将近6 MPa和8 MPa的节流压差,证明绕流气嘴结构合理、性能可靠、能够达到调整层间压差的技术要求;参照气嘴图版优选的节流气嘴,现场应用20口井,节流压差可达4 MPa左右,调整后注入压力上升2.4 MPa,加强层相对吸气比例由9.7%上升至50.7%,有效调整了层间差异,解决了分注井小层吸气不均的问题。研究结果指导现场测调,为CO_(2)分注规模化应用提供技术支撑。

基于双级节流制冷循环的天然气液化工艺模拟与优化

液化天然气以其安全可靠、汽化潜热高、环境污染小等特点,在天然气贸易中占据重要位置,但天然气液化工艺系统功耗大以及液化成本较高等问题仍然存在。为此,基于2个双级节流制冷循环的天然气液化工艺系统,采用Aspen HYSYS软件,以比功耗、㶲效率、液化率和总成本作为评价指标,分析了关键参数对系统性能的影响;然后对2个系统进行了单目标和多目标优化,确定了系统的最优运行工况;最后对2个系统的最优性能进行对比,并采用LINMAP与TOPSIS方法对Pareto前沿进行决策,在最优工况下对系统设备进行了㶲分析。研究结果表明:①节流阀V1、V3、V4的节流压力增大,或乙烯质量流量增大,均会使系统比功耗先减后增;单目标优化结果显示系统B性能优于系统A;②采用LINMAP与TOPSIS方法对Pareto前沿的决策结果有所差别,基于LINMAP方法的决策结果表明,系统B的总成本优于系统A,系统A的比功耗和㶲效率更优,综合性能更好;③基于TOPSIS方法的决策结果表明,系统A的比功耗优于系统B,系统B的㶲效率和总成本更优,综合性能更好;④㶲分析结果显示,节流阀及换热器的㶲损较大。结论认为,开展双级节流制冷循环天然气液化工艺研究,对其进行参数分析和优化,能够为天然气液化工艺设计创新提供借鉴,将有助于天然气液化行业的高质量发展。

拖拉机多路阀节流槽动态特性研究与试验

为优化部分拖拉机多路阀流量特性、减小压差等问题,设计一种具有U-半圆形节流槽结构的拖拉机多路阀,通过仿真试验研究U-半圆形节流槽拖拉机多路阀的动态特性。结果表明:U-半圆形节流槽出口流量呈现先小后大再小的特点。多路阀出口稳态流量为113 L/min,流量变化稳定无冲击,控制特性好。制定U-半圆形节流槽拖拉机多路阀试验方案,通过试验得出阀口压差随着阀芯位移的增大而减小,阀口最小压差为1.2 MPa;测得多路阀最大泄漏量为10.5 mL/min,满足泄漏指标。从而验证U-半圆形节流槽多路阀流量变化稳定,内泄漏量小。

真空环境下小孔节流径向气浮轴承特性研究

单轴气浮台中的涡流力矩主要是由径向气浮轴承的制造误差引起的。采用CFD软件首先研究了真空环境对小孔节流径向气浮轴承的承载力、耗气量的影响规律,其次对比研究了真空环境下简化和实测常见制造误差对涡流力矩的影响规律。在常压和真空环境下,进、出口压力差相同时,常压环境下静态承载能力优于真空环境;当出口压力逐渐越接近真空时,承载力下降趋势更加突出;在真空环境下的平均耗气量要比常压下小。对简化的制造误差进行分析时,涡流力矩出现正弦周期性变化,其峰值出现规律与制造误差的相对位置有关。依据实际误差测量数据进行建模分析,发现涡流力矩在一定范围内波动,这是轴颈制造误差与节流孔直径制造误差共同作用的结果,峰值数量和位置与节流孔的数量和相对位置一致,且节流孔直径制造误差也会对峰值时的涡流力矩结果产生影响。

外笼套式节流阀气动噪声特性分析及优化

为解决外笼套式节流阀在生产过程中产生的高噪声问题,采用大涡模拟对外笼套式节流阀流场进行模拟计算。从流场特征角度分析气动噪声产生的机制,并基于此提出结构改进方法。通过Box-Behnken响应面设计,以改进结构的孔径、孔数和孔长为优化变量,以监测点总声压级为优化目标,开展降噪结构优化设计。结果表明:节流孔结构突变使流体介质在阀门下游形成多尺度多样化复杂流动,结构改进后流场内压力和速度脉动减小,湍化程度降低,具有二次节流和降噪效果;孔径的变化对监测点总声压级响应值的影响最为明显;对应流道模型的数值模拟结果与系统预测响应值之间的误差为1.19%,验证了BBD响应面法优化结果的可靠性;优化后节流阀总声压级下降了13.1 dB,达到了预期的降噪目的。

基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的特性研究

随着超精密加工技术和地面微低重力仿真的发展,相关产业对空气静压轴承的性能要求越来越高。由于传统的孔式节流器其结构特点不能完全满足实际使用的需要,节流孔直径与气膜间隙同一数量级的微孔节流空气静压轴承因其良好的刚度和承载特性,越来越受到关注。但在微孔节流器的发展过程中,微孔的加工工艺却限制了其推广应用。针对目前常用的三类微孔加工工艺,进行了理论仿真研究,通过建立不同加工工艺轴承仿真模型,运用双向流固耦合仿真方法,对比分析了基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的动静态特性。研究结果表明:锥孔类轴承承载性能优于其他两类,但耗气量大且在小间隙时刚度较差;薄壁直孔类轴承承载性能稍逊,但在大间隙下轴承刚度较佳;嵌套类轴承承载性能较差,但在小间隙下轴承刚度较大且耗气量较低。

冷端管径对高压节流型涡流管性能影响分析

冷端管径(D_(c))是影响涡流管性能的重要因素之一,基于12 MPa的高压节流工况,以CH_(4)为计算工质,建立物理模型,改变D_(c)为36、38、40、42和44 mm。对比发现:随着D_(c)增大,冷端内旋气体温度逐渐下降,制冷效果提升;热端外旋气体温度先增加后下降,D_(c)=40 mm时制热效果最佳。反映出D_(c)与制冷效果呈正相关,但对制热效果存在最佳值。当D_(c)增大时,内旋气体总压下降幅度逐渐平缓,利于节流;在D_(c)≥40 mm时,外旋气体总压下降幅度变大,且变化不规律,节流时有损调节阀使用寿命。另外D_(c)=44 mm时,外旋气体速度变化规律异常。所以根据工况需求,可控制D_(c)尺寸来调节涡流管制冷制热效果。

节流槽结构参数对阀开启压力冲击及空化特性的影响研究

液压控制阀阀芯节流槽的结构对阀的动态特性影响强烈,不良节流槽结构将导致极大的液压阀开启瞬间压力冲击。针对某型号负载敏感多路阀在甘蔗联合收割机的应用中出现啸叫和液压冲击的问题,结合动网格与RNG-k-ε湍流模型,对U+T型节流槽和V型节流槽的压力冲击及空化进行了对比分析,发现同等条件下V型槽的阀芯较U+T型槽的阀芯的压力冲击下降了19.37%,最大空化程度降低了43.7%。选取V型节流槽开展进一步研究,通过正交试验获取不同节流槽结构参数下的压力峰值;采用BP神经网络建立V型节流槽结构参数与压力冲击的代理模型,结合灰狼优化(GWO)算法得到节流槽结构参数的最优配置;依据优化结果制作阀芯并进行试验,结果显示,抑制压力冲击效果显著,系统压力超调下降至原来52.4%。

超高压高低温条件下节流阀Y形圈的影响因素分析

为研究天然气设备中节流阀的Y形密封圈在超高压、高低温工况下的影响因素,选择PTFE及其4种改性材料作为密封材料,研究唇口过盈量、唇前角、唇后角对Y形密封圈静密封性能的影响。结果表明:Y形密封圈最大von Mises应力随唇口过盈量增加而减小,随唇前角和唇后角的增大先增加后减小;内唇最大接触应力随唇口过盈量、唇后角的增加而增大,随唇前角的增加先增大后减小。选取密封圈宽度、基体高度、唇尖高度、唇前角、唇后角5个参数,采用ISIGHT软件对各参数进行灵敏度分析。结果表明:密封圈宽度及基体高度对Y形密封圈最大Mises应力及内唇接触应力影响最大。通过多岛遗传算法获得密封圈的优化尺寸,通过试验验证理论设计结果。

苏东南区中高产井节流器故障成因及处理研究

针对苏东南区中高产水平井节流器故障率高而无法开井生产的问题,从节流器结构、工艺技术、生产管理等方面开展节流器故障原因分析,通过对现有井下节流器进行改进优化、研发形成23/8″新型接箍锚定式节流器、完善生产管理对策,显著提高了井下节流工艺适应性,节流器故障率明显降低,打捞成功率由70%提升至84.4%,削减了气井运行安全及井下作业井控风险,提质增效成果显著。通过技术调研,优化工艺参数,形成疑难打捞、连续油管冲砂打捞、带压修井三项故障节流器处理工艺,降低了现有故障节流器井数量,提升了我厂复杂井筒井下作业水平,累计恢复43口气井3.2亿方产能,为采气一厂顺利完成天然气生产目标提供了有力保障。

由一起液压缸漏油故障谈节流调速回路的应用

通过对液压缸的工况和控制原理进行分析,发现造成液压缸漏油的原因是叠加式节流阀使用不当。结合液压系统控制原理和现场升降挡板控制阀台的实际结构进行改造,在回路上增加一个叠加式减压阀,减小液压缸背压,降低无杆腔压力。改造完成后,升降挡板动作平稳,再未出现漏油现象。

螺旋槽小孔节流动静压气体轴承稳态承载力分析

为研究空气轴承在动静压下的稳态承载性能,使用三维建模工具建立动静压气体轴承模型,从连续方程、可压缩流体润滑方程、气体状态方程出发,得到等温条件下稳态气体润滑Reynolds方程,并计算轴承稳态承载力。对螺旋槽小孔节流空气轴承结构建立三维模型,借助Fluent仿真软件对整个流体域进行仿真分析,探讨螺旋角、偏心率、槽宽比、槽深比、槽长比等参数对气体轴承承载性能的影响。结果表明:气源压力一定时,气膜承载力随着偏心率的增加呈现非线性上升趋势,随着槽宽比的增加呈现下降趋势,槽宽比越大,这种下降趋势更加明显;随着槽深比和槽长比的增加,气膜承载力呈现先增加后降低的趋势。对轴承结构进行优化,优化后的轴承承载性能更优。

节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响

液压滑阀是液压系统中的关键控制部件之一,其结构简单可靠,易于实现流量、压力控制。但是运行过程中由于热负荷产生的微小变形会导致阀芯卡滞现象的出现。当阀芯发生卡滞现象时,可能会严重降低液压阀的精度和灵敏度。基于热-流-固耦合模型,分析了节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响。首先建立了阀内固定开度流道模型,计算获得了不同节流槽形状下阀内流动特性;其次,将流体分析得到的温度场信息作为边界条件加载到热分析中,得到阀芯上的温度分布特性;最后研究了不同节流槽形状下阀芯间隙的变形量,分析阀芯卡滞的变化,为减小阀芯卡滞措施的研究提供参考。

多联式热泵空调用电子膨胀阀进出口流向控制对节流噪声影响的实验研究

多联机热泵空调用电子膨胀阀因具有进出口管相互垂直的结构特性,使制冷剂具有以垂直阀针轴线方向和以平行阀针轴线方向进入电子膨胀阀两种流向形式,制冷剂在这两种流向型式下节流时产生的节流噪声具有明显差异,需要明确进出口流向控制对节流噪声的影响。设计并搭建了可对流经电子膨胀阀的制冷剂进行状态调控和流型观测且可对节流噪声的声压级进行测量的实验装置,获得了不同制冷剂流量和干度工况下制冷剂流向对节流噪声的影响规律。研究表明:制冷剂从与阀针轴线方向垂直的进口管流入时,节流噪声主要表现为制冷剂节流空化时产生的空泡溃灭噪声,声压级范围较低;制冷剂从与阀针轴线方向平行的进口管流入时,节流噪声表现为空泡溃灭与阀针振动相互耦合的噪声,声压级范围较高;在实验中这两种流向下节流噪声的声压级范围分别为47.1~57.1 dB及61.9~67.7 dB。通过对空调系统的制冷剂流向进行优化设计,保证制冷剂始终从与阀针轴线方向平行的进口管流入电子膨胀阀,可降低多联机热泵空调系统在运行过程中的噪声水平。

天然气井下节流技术的研究与应用进展

井下节流技术的研究和创新一直是提高产量、降低能源消耗以及推动天然气可持续发展的关键挑战。结合相关文献,分析了井下节流技术的工艺原理和参数设计,介绍了井下节流器的类型、打捞的相关研究及应用进展,总结了各类井下节流器的优势和不足。其中,能够满足全生产一体化工艺流程,符合多阶段现场生产需求的多功能式井下节流装置具有较大的应用潜力。同时,针对传统井下节流工艺存在的问题以及数字化油气田的发展要求,认为智能化井下节流技术将成为未来的发展趋势和研究重点。

芯片级节流制冷器实验及红外探测器应用研究

芯片级节流制冷器(Micro Miniature Refrigerator, MMR)是一种新型节流制冷器,其轴向尺寸大幅短于传统节流制冷器,能够显著降低与之适配的红外探测器体积。然而,目前的芯片级节流制冷器的红外探测器应用仍存在较多困难。为提升MMR的性能,使其满足红外探测器应用需求,建立了MMR计算模型以研究制冷器的流动换热以及工作特性并指导样机制造,模型计算结果与实验值符合良好;制造了MMR样机,并根据理论分析和实验结果提出了针对制冷器结构、材料、流道布置等优化方案,显著提升了制冷性能;进一步提出了能够适配红外探测器的MMR实验样机,该样机能够显著缩短红外探测器轴向尺寸,实现了高温60℃环境下38 s达到126 K制冷温度(使用200 mL气瓶常压下充注50 MPa氩气并将气瓶和样机放入60℃环境下保温2 h),能够满足320 pixel×256 pixel,像元间距15μm的中波红外探测器降温性能需求,并且较国外同类型探测器产品也具有一定技术优势。

芯片级节流制冷器流动特性数值计算及制冷性能实验研究

芯片级节流制冷器(简称MMR)是一种采用微加工工艺制成的新型节流制冷器,其轴向尺寸大幅短于传统节流制冷器,能够显著降低与之适配的红外探测器体积。为研究MMR的工作特性,建立了适用于高压力工况下气体物性沿流动方向显著变化的微槽道流动计算模型,该模型与实验验证结果符合良好。进一步在流动模型的基础上增加了微槽道换热、制冷器槽道分布和外形尺寸计算。根据计算模型制造了MMR样机并对其进行了实验研究,样机流量实验数据与计算模型符合良好。该样机在10 MPa的氮气和氩气工况下分别达到了110 K、119 K的制冷温度,制冷量分别为231m W、479 mW,降温时间分别为250 s、70 s优于国外MMR性能,并且能够满足红外探测器对于节流制冷器的制冷性能需求。

液压圆柱滑阀K-K型节流槽流量面积参数模型

针对K-K型节流槽流量系数复杂时变及结构参数强耦合的特征,采用流量面积参数模型(FAPM),开展了液压圆柱滑阀K-K型节流槽阀口流量压降特性研究。首先,推导出K-K型节流槽阀口面积的数学模型,并将其等效为3个单阶K型节流槽阀口面积的组合形式;其次,基于计算流体动力学(CFD)和响应面模型(RSM),建立了极限饱和流量下K-K型节流槽的FAPM模型;最后,通过对FAPM模型的分析,得到组合型节流槽阀芯结构与流量压降的映射关系。研究结果表明:当入口体积流量大于7.31 L/min时,满足极限流量饱和条件,此时流量系数与入口体积流量无关;当入口体积流量分别为20、30、50 L/min时,FAPM模型预测的K-K型节流槽阀口压降与CFD仿真值的平均误差均控制在7%以内。该模型完成了对K-K型节流槽阀芯结构的近似表达,并可应用于其他类型的组合型节流槽。

基于正交试验的多级节流孔板流动特性分析

为降低多级节流孔板空化与湍流噪声,采用正交试验法分析多级节流孔板的孔分布、板厚、板间距等参数以及通流孔形状对空化和湍流噪声的影响,分析最小压力、湍流动能等流场参数的变化规律。通过极差分析得到各参数对流场性能影响的主次关系,并筛选出空化与湍流噪声优化方案,结果表明,在满足通流能力的情况下,多级节流孔板孔的开孔形状对空化的影响较为显著;适当的增加孔板厚度与板间距,可以抑制空化的产生;同时增加多级节流孔板板间距和孔的分布间距,可以让流动更加平缓,减小湍流噪声。