基于恒流式热线风速仪的流速检测实训台设计

基于恒流式热线风速仪设计了可实现复杂表面的气流测量和湍流结构分析的流速检测实训台。实训台在基于单片机的硬件电路上创新设计,保证了较高的测量精度。可用于相关专业的教科研,同时也可用于学生自制热线式风速探针的校准,提高学生的动手操作能力,培养学生的学习兴趣。

基于恒定功率的热式流量计设计与测试

针对热式流量计的温度漂移问题,提出了一种恒定功率模式下的热式流量计结构,并对其数字校准方法进行了研究。与传统热式流量计相比,增加了环境探头,该探头内嵌于流体管道壁。各传感器之间采用隔热措施,利用环境探头和感温探头测量得到的电压信号进行实时数字校准。采用音速喷嘴法燃气表检验装置对流量计进行检测。检测结果显示:流量在0.016~0.25 m^(3)/h范围内误差率小于0.5%,流量在0.25~6 m^(3)/h范围内误差率小于1.0%,温度漂移现象有效改善。

盾构排浆管道内块石流速分析与沉积临界泥浆流速公式推导

为了明晰排浆管道内各种块石的流速情况,探讨块石沉积形成的管道堵塞和泥浆流速的关系,首先,根据流体力学基本方程推导出泥浆液动力计算式;然后,从运动力学角度对水平、斜向上、斜向下、垂直向上管道内的石块取最难排出的状态进行受力分析;最后,对不同形状、不同粒径石块,在不同倾斜角度的泥浆通道内随泥浆流动,达到受力平衡时和泥浆流速差值计算公式进行推导,进而分析推导出各种块石沉积临界泥浆流速计算公式,并设定工程数据试算。得出以下结论:1)不同尺寸、不同形状、不同密度的块石在不同倾角排浆管道内差速流动、流动速度自动分级、沉积临界泥浆流速不同;2)密度小、体积小的块石运动速度快、沉积临界泥浆流速小;3)相同重量、密度的块石,球形的运动速度最快、沉积临界泥浆流速最小,正方体形的次之,长条形的运动速度最慢、沉积临界泥浆流速最大,长径比越大流速越慢、沉积临界泥浆流速越大;4)同一块石,在向下管道流速最快、沉积临界泥浆流速最小,水平管道次之,在垂直上升管道流速最小、沉积临界泥浆流速最大。重点控制始发井和地面垂直向上管道内的泥浆流速至关重要。通过计算以适用经济的泥浆流速来预防排泥管道堵塞。

先导式恒控制压强液压平衡阀研究

大流量工况下,直动式平衡阀存在控制压强高、工作平稳性差、阀体尺寸大的问题,因此提出一种先导式恒控制压强液压平衡阀。通过分析平衡阀的工作原理,设计先导阀阀芯开口与负载变化成反比、主阀阀芯开口与流量变化成正比的新型结构。利用MATLAB中的Simulink工具进行静动态性能分析,结果显示在负载压强为3~32 MPa、流量为80~120 L·min^(-1)的变化范围内,设计的平衡阀背压能够自动适应负载与流量的变化,而且系统能够在0.3 s内将控制压强稳定在0.95~1.07 MPa。设计的先导式恒控制压强液压平衡阀具有低恒压性和较高的稳定性,可以为平衡阀的节能研究提供参考。

基于步进算法的安全壳恒压测流系统设计

安全壳作为核电厂的第3道安全屏障,其良好的密封性是在严重事故工况下实现放射性包容的物质基础。为了规避传统压力衰减法安全壳泄漏率测量方案对压力变化具有显著的非线性特征进行回归分析时存在较大测量偏差的问题,本团队研发了恒压法泄漏率测量方案。该方案需要保持安全壳内压力基本恒定,即安全壳气体流入与流出达到动态平衡状态,壳内压力始终围绕目标压力值附件以微小幅度波动。为了实现上述安全壳恒压充气的控制目标,该文基于PLC及步进算法设计研发了恒压测流系统,并通过实验验证其功能,确定其适用于不同规格安全壳的正压、负压等应用场景,能够较好的满足恒压法泄漏率测量方案的功能要求。

恒定流作用下珊瑚砂输运特性试验研究

【目的】针对现有对珊瑚砂起动和输运研究的不足,基于室内水槽试验,研究了恒定流作用下珊瑚砂的起动规律和输运特性。【方法】利用电子显微镜对珊瑚砂颗粒进行观测,确定了珊瑚砂中轴长度与筛分粒径之间的关系;利用现代化测量技术测得了珊瑚砂起动流速和输沙率。【结果】与经典的石英砂起动流速及输沙率计算公式进行了比较分析,并修正了经验公式,使其适用于珊瑚砂起动流速的计算。【结论】由于珊瑚砂的形状极不规则,相比筛分粒径相同的石英砂,珊瑚砂的起动流速更小,珊瑚砂单宽推移质输沙率随水深的增加而显著减小。研究成果丰富了泥沙输运理论。

混丝加香前秤流量恒定化控制的改进研究

为增加某卷烟厂混丝加香前秤恒流量控制功能,确保烟丝流量稳定,稳定批次内的加香流量变异系数,通过加装输送机变频器,升级混丝加香单元的工艺柜PLC程序和电子皮带秤程序,修改电子皮带秤和加香机PLC软件数据采集时间,增加混丝加香前秤恒流量控制功能。改进后,不同批次各品牌卷烟烟丝的混丝加香前秤流量极差、秤流量变异系数和瞬时加香比例变异系数均显著下降,有效实现了混丝加香前秤流量的恒定化,提升了瞬时加香比例变异系数控制精度。

基于热传导时域积分的井下流量测量方法

针对油田低产液生产井流量测量困难的问题,根据多相流体热力学理论,利用整个测量周期内探测器周围流体冲刷引起的热传导效应,提出了一种基于热传导时域积分的井下流量测量方法。首先,采用间歇式恒功率加热的方式,给探测器提供周期性能量;然后,采用积分法计算和分析了探测器内部温度在升温和降温过程中随外界流体流量变化的规律。理论分析与试验结果表明,时域积分面积与流量呈极好的相关性,尤其在低流量条件下具有较高的分辨率,该方法解决了传统涡轮流量计在流量较低情况下因涡轮无法启动导致失去检测能力的问题。基于热传导时域积分的井下流量测量方法,促进了油水两相流检测技术的发展,为低产液井流量测量提供了一种新的技术手段。

一种气体流速自动跟踪水位变率的气路恒流器

由于气泡水位计配套使用的气路恒流器气管出口气体流速恒定,导致水位测量迟滞或气体消耗过快的问题,文章设计了一种新型的气路恒流器,详细描述了该气路恒流器的组成结构及其自动调节气泡速率的原理。实践表明,应用该气路恒流器的气泡水位计在同等耗气量条件下,能够跟踪更快速的水位变化,水位测量的迟滞性更低。

电磁过滤器去除热网腐蚀产物数学模型研究与应用

通过悬浮铁颗粒在电磁过滤器通道中的受力平衡和物料守恒的原理,推导出电磁过滤器去除水中悬浮铁的数学模型,利用自行设计的动态试验装置对模拟可靠性进行了验证。结果表明:运行流速固定为190 m/h时,进水悬浮铁质量浓度在20~1 300μg/L范围内,电磁过滤器悬浮铁的去除率维持在98%左右,电磁过滤器进水含铁量越大,出水含铁量也相应增大;电磁过滤器进水含铁量不变时,流速在319~660 m/h范围内,电磁过滤器悬浮铁的去除率随着流速的增加而降低;在该流速和进水铁含量范围内,电磁过滤器去除水中悬浮铁的数学模型得到很好的验证,同时提出了表征电磁过滤器对水中悬浮铁去除能力的性能常数以及性能常数的测试方法,可以用于指导电磁过滤器的设计、选型和运行优化。

煤层气井两层合采气水同产井底流压计算方法

井底流压是确定煤层气井合理工作制度,进而实现长期稳产的关键影响因素。针对定质量模型不考虑储集层段加速度压降和不同井段质量变化导致不符合两层合采特性,以及采用下部储集层井底流压作为2个储集层井底流压来调节生产制度导致不符合上部储集层调节需求的问题,对加速度压降表达式进行了分解和推导,建立了其与单位长度径向流量的关系式,推导了含径向流入的储集层段压降公式;将储集层分成多个微元段,建立了每个微元段的压降计算方法;根据各井段气水流量,推导了相应的气相和水相速度计算方程;将上述方程结合,建立了变质量模型。将生产数据分别代入变质量模型和定质量模型,气水同产时,变质量模型的误差为2.96%~6.67%,定质量模型的误差为7.33%~15.10%,变质量模型更加准确。2个储集层的井底流压相差较大,最大相差47.3%,因此需要根据各自的井底流压调节生产制度。变质量模型能够准确给出合采各层的井底流压,更符合现场实际,同时也避免了采用相同井底流压导致无法精准调节2个储集层生产制度的问题,从而为制定最优化排采制度、实现高产稳产提供技术支撑。

定容气藏水平井停喷原因判识方法及应用

水平气井停喷是定容气藏开发中后期面临的普遍问题,需要及时判识停喷原因并采取生产恢复措施。为此,将水平井临界携液理论方程与水平井二项式产能方程、井底流压计算方程相结合,建立临界携液流量、临界举升压差、临界地层压力3个停喷判据,分析井口压力、油管内径等因素对判据的影响,研究3个判据在气井停喷原因判识中的作用,并创建了快速判识水平井停喷原因的方法。研究表明:临界携液流量与井口压力和油管内径均呈乘幂函数递增关系,井口压力越高、油管内径越大,临界携液流量越大,当气井实际气量低于临界携液流量时,即可判定井筒已开始积液;临界举升压差与油管内径无关,只随井口压力呈线性上升,当实际举升压差低于临界举升压差时,需考虑气井举升液体动力不足的问题;油管内径保持不变时,临界地层压力随井口压力呈线性上升,在地层压力消耗较大的情况下,临界地层压力易超出气井实际地层压力,即气井会因驱动能量不足而引发停喷。应用实例证明,该方法能够有效判识水平气井停喷原因,为工艺措施提供理论依据。该方法的建立对于定容气藏低压阶段的高效开发具有重要指导意义。

直线电机驱动水液压柱塞泵运动规划及仿真分析

水液压柱塞泵是水液压系统的关键元件,由于水介质的理化特性差异导致其泄漏、摩擦磨损、腐蚀、气蚀等现象比油压柱塞泵严重,为解决传统斜盘式水液压柱塞泵流量脉动大的问题,提出了一种新型的直线电机驱动水液压柱塞泵结构。通过研究恒流量直线电机驱动柱塞泵的可行运动规划,选取了直线电机以三角波间隔T/4相位差的运动方案,以实现双直线电机双作用水压柱塞泵实际输出较小的流量脉动。应用AMESim软件,构建了两种不同配流方式的双直线电机双作用柱塞泵系统的仿真模型。仿真发现,柱塞配流电机柱塞泵相比阀配流,其压力和流量脉动很小,其压力脉动幅度小于2%,流量脉动率仅为0.008。

直线电机驱动柱塞泵的运动规划研究

为了改善柱塞泵的流量特性,系统研究了恒流量直线电机驱动柱塞泵的可行运动规划。经计算,四电机双作用柱塞泵以三角波间隔π/2相位差或以间断式梯形波间隔π/2相位差为运动规划,是具有冗余功能的可行方案。应用AMESim软件,构建了四直线电机双作用柱塞泵系统的仿真模型。仿真实验发现,三角波曲线间隔π/2相位差的方案是实际流量脉动较小的优选运动规划。

标准恒流孔的研究

通过对气体稳定流动特性、气流速度与通道几何形状的关系、气流通过喷管的流速和流量的分析,计算出喷管喉部的最小截面,形成了通风率测试仪的标准恒流孔。同时还对标准恒流孔的材料选择及流量测量进行了论述。采用CFO技术研制的ZZZ-1型通风率测试仪与进口仪器进行实验和对比,各项性能指标及技术指标均符合行业的标准要求。

液压流通过节流孔的过渡过程的仿真研究

对液压流通过节流孔的过渡过程进行了数值解析计算。压力差为阶跃变化情况下的仿真结果说明了流液的过渡过程可用具有2个不同的时间常数的指数函数来模拟。一个是通常被考虑的对应于流量变化的时间常数,另一个是以往没被考虑的对应于流动场变化的时间常数。对2个不同的时间常数给出了简单易算并相当精确的计算公式,做出了流动场随时间变化的流线图。

通过液压元件的瞬流特性的仿真研究

液流通过节流孔和滑阀的过渡过程进行了数值解析。压力差为阶跃变化的情况下做出了节流孔和滑阀的流动场随时间变化的流线图。数值计算的结果说明了滑阀内流量的时间响应和管节流孔一样可用具有两个不同的时间常数指数函数来表示。为了迅速地对流量的流动特性进行仿真,本文提出了简单易算的时间常数公式,证实了理论模型和数值计算结果一致。

低渗透储层非线性渗流模型研究

依据毛管模型及边界层理论,建立了非线性渗流模型。同时利用恒速压汞实验确定了大庆低渗透油田喉道分布密度函数。应用非线性渗流模型与喉道密度分布函数,对低渗透储层中产生非线性渗流的压力梯度区域进行了准确界定,并对影响非线性渗流的因素进行了定量分析。结果表明,在非线性渗流过程中储层渗透率与启动压力梯度均为变量,二者是产生非线性渗流的主要因素。其中,渗透率的影响程度较大,但产生影响的范围较窄;而启动压力梯度的影响程度相对较小,而影响范围较大。

浅议平衡阀在暖通空调管路系统中的应用

提供了平衡阀的分类:静态平衡阀、自动流量平衡阀和压差控制阀,分析了三种平衡阀的特点,指出了不同平衡阀的应用范围。

新型地面恒流量配注器的研制与应用

油田注水阀门使用寿命低,增加了采油成本,新型地面恒流量配注器则能很好地解决该难题。文章介绍了该产品的结构、工作原理和使用情况,其特点是操作简便、使用寿命长、可重复使用。