对小孔泄漏振荡演示实验的研究

对小孔泄漏演示实验给出了物理解释,分析了引起小孔泄漏振荡的原因:液体系统由于浓度差产生的自由能的降低是不同浓度液体之间相互渗透的动力,由于液体黏性的存在使得液体通过小孔的渗流只能单向发生,以及在小孔附近两侧的压力差控制着渗流的流向.

保冷层对液相管道泄漏影响的试验与仿真研究

包覆层下腐蚀(corrosion-under-insulation,CUI)是一种常见的管道缺陷形式,极易造成管道内物质泄漏,进而引发火灾爆炸及中毒等严重后果。泡沫玻璃作为一种不燃的保冷材料,广泛用于LNG液化装置以及储运设施中,为管道和装置保冷;而在保冷层的覆盖下,管道的腐蚀点很难被发现。在液相裸管管道小孔泄漏试验的基础上,设计试验探究泡沫玻璃保冷层对泄漏压降、泄漏速率、泄漏稳定压力的影响,并建立数学模型进行理论研究,同时利用计算流体力学软件FLUENT对试验模型进行仿真模拟。结果表明:由于泡沫玻璃包覆管道泄漏过程的特殊性导致模拟结果和试验值有所差异,经修正后模拟得到的泄漏速率与试验值达到较好的一致性;仿真结果能够解释和验证泡沫玻璃保冷层对于液相管道小孔泄漏的抑制作用。

水平管气-液两相分层流底部小破口泄漏预测

对分层流型下破口位于水平管底部的气-液两相泄漏量进行了实验测量和理论预测研究。设计了新型破口泄漏测量装置,测试管道直径为40 mm,采用布置在管壁上的直径为2.5 mm的圆孔模拟破口,避免了传统泄漏测量装置用短管代替破口从而导致实验模拟与实际泄漏工况出现较大偏差的缺点。提取了气-液界面高度和破口两侧差压作为特征参数,构建了径向基函数神经网络,对破口质量含气率进行了预测,破口质量流量由修正的两相流孔板公式计算。实验结果表明,质量含气率及流量预测值与实验吻合良好。

电导率对电火花小孔加工速度影响的研究

从影响电火花小孔加工速度因素分析入手,研究了改变工作液电导率,从而改变了放电间隙,优化了排屑条件,促使电火花加工速度提高的理论。通过不同添加剂改变工作液电导率进行电火花小孔加工实验,与原有自来水工作液加工速度进行对比,发现工作液电导率与小孔加工速度有一定关系,存在工作液最佳电导率范围,所得结论对电火花小孔加工工作液配比有一定参考。

开关式液位控制阀在高压气田中的应用

针对南海某深水气田实际运行中存在的控制阀频繁内漏问题,结合其压力高、气量大但液量相对较小的特点,从改变阀门控制模式、增加液烃缓冲罐入手,考虑采用开关式液位控制阀,并分析优化改造前后阀门开启频率,实现了减小阀门开启频率,延长控制阀使用寿命。最终实现解决气田控制阀频繁内漏、维保费用大、环境污染的问题。通过以上分析结果对后续类似高压气田的控制阀选型具有指导意义。

气液两相流通过管壁小孔分配特性的试验研究

以开有小孔的管壁为研究对象,对层流下气液两相流通过管壁小孔的分配特性进行了理论分析和试验研究。结果表明,气液两相流通过管壁小孔的流动存在一临界高度hb,如果小孔入口与气液界面之间的距离h大于该临界高度,将不会发生夹带现象,临界高度hb主要取决于小孔两侧的压差;对于小孔分别位于气相集中区或液相集中区的分配器,进入分流回路的分流体为单相气体或单相液体或质量含气率为固定常数的两相流体;对4孔分配器,进入小孔的气液含量与孔的位置以及管内气液相分布有关,气液相分流系数受主管流型波动影响较大。

液相管道流量与压力对小孔泄漏速率的影响

泄漏速率计算是计算泄漏量、评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相管道小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,研究管道流量、压力对管内液体压力及泄漏速率变化的影响规律,提出了小孔泄漏稳定压力计算方法,有效解决经典计算公式中压力求解问题;通过对泄漏模块仿真模拟,得到了泄漏孔口界面的速度分布情况,并研究了管道流量、压力对速度分布的影响。实验和数值模拟结果表明:泄漏发生后,管道压力下降明显,泄漏稳定压力与初始压力、管道流量呈对数关系,初始压力、管道流量越大,泄漏稳定压力越高,但相较于初始压力,泄漏稳定压力差值减小;管道流量越大,达到泄漏稳定的时间越短,泄漏达到平衡越快;泄漏孔处,面对来流方向壁面附近速度较高,背向来流方向壁面附近有负压、涡旋,且随着管道流量、初始压力的增加,最大泄漏速度增加,但负压范围、程度减小。

FDS模拟小孔径喷射火特性的有效性研究

为验证FDS模拟天然气管道小孔泄漏喷射火特性的有效性,基于Thornton喷射火模型和FDS模拟软件,对管道天然气喷射火特性进行对比分析.分别用Thornton模型和FDS软件对比研究3种管道压力工况的小孔泄漏喷射火,分析喷射火的热辐射特性和人员伤害半径.结果显示：管道压力增加,距离泄漏孔相同位置处喷射火热辐射强度增加,热辐射伤害范围增加;FDS模拟热辐射值偏大,模拟结果与理论结果存在误差的主要原因是默认效率因子不同;与理论分析结果相比,数值模拟死亡半径、重伤半径和轻伤半径的相对误差分别为12.8％～38.4％、4.4％～15.8％、10.4％～29.8％,并且得出热辐射与泄漏孔间距呈指数关系、热通量值随管道压力增加而增加的一致规律,由此验证FDS模拟喷射火的有效性.

糖水-水小孔泄漏振荡周期与小孔孔径的关系

对溶液小孔泄漏振荡现象进行了实验研究,通过对振荡周期的测量和分析,发现泄漏振荡周期与小孔直径的2.84次幂成反比.这与关于此现象的早期理论分析结果不尽一致.

小孔漏气燃气弹射内弹道模型研究

针对水下变深度导弹发射问题,提出了通过调节小孔漏气量进而调节发射能量的水下变深度燃气弹射方案。针对该方案的内弹道计算问题:通过三维模型数值仿真与零维模型理论计算的结果比对获取了燃气通过小孔的流量系数;基于小孔流量系数和传统燃气弹射内弹道模型,形成了小孔流动控制模型、低压室零维内弹道模型,最终建立了小孔漏气燃气弹射装置内弹道模型。内弹道模型仿真与实验结果的比对结果表明,该内弹道模型在上下低压室压强峰最大误差小于5%,能满足工程计算精度要求;同时基于该模型进行了内弹道调能研究,结果表明通过调节小孔截面积可以有效的实现导弹变深度发射。

流体管道小孔泄漏建模与仿真研究

流体管道小孔泄漏流场的研究以及数值模拟所得数据对泄漏的检测、定位技术的研究具有重要参考意义。由伯努利方程、连续性方程组成的方程组表明当上游来流速度、下游静压强一定时,泄漏孔直径大小、入口速度、管道内外静压强差将影响流场特性。基于FLUENT的输水管道小孔泄漏流场数值模拟数据表明在模拟泄漏孔径范围内泄漏速度主要由管道内外静压强差决定,管道内外静压强差与泄漏速度成正相关关系。泄漏孔处的质量流量主要由泄漏孔直径、管道内外静压强差决定,管道内外静压强差一定时泄漏孔直径与泄漏孔处质量流量成正相关关系。泄漏孔直径大小、流场入口速度、管道内外压强差对流场入出口静压强差产生影响,数据显示流场入口速度的影响最大,与流场入出口静压强差成正相关关系。

庆探1井钻井液技术实践

庆探1井为三开直井,其洛河组、刘家沟组为薄弱地层易井漏,直罗组、安定组泥岩发育容易发生缩颈卡钻,山西、太原煤层发育易坍塌,二开3 600～4 300 m井段有异常高压气体会导致钻井液污染严重。在实践中不同钻井液体系处理不同地层情况,控制防踏抑制性,确保井壁稳定。

气吸式小粒蔬菜种子精量穴播排种器优化设计与试验

【目的】小粒种子具有尺寸小、质量轻、形状不规则的特征,采用传统排种器作业时常发生吸种孔堵塞、种子损伤、播种均匀性差的问题;因此本研究在种子丸粒化技术的基础上设计了一种气吸式小粒种精量穴播排种器。【方法】通过测量种子的尺寸大小和摩擦角等相关参数,采用Rocky离散元仿真软件对进种过程进行仿真模拟。为获得该排种器的最佳性能因素组合,进行了二次回归旋转正交试验,应用多目标优化方法对排种器性能影响因素进行优化。【结果】通过回归系数的检验得知,影响排种器单粒率与空穴率的因素主次顺序为气压、排种器转速。当转速一定时,随着负压的增加,单粒率随之增加,空穴率随之降低,当负压一定时,随着转速的增加,单粒率随之降低,空穴率随之增加,当负压大于−2800 Pa时,转速在5~30 r/min的范围内对排种器单粒率和空穴率影响不明显,且此时单粒率均在90%以上、空穴率均在10%以下。【结论】通过优化求解,最优工作参数组合为转速15 r/min、负压−2300 Pa、正压500 Pa。经试验验证,在此条件下该排种器的性能指标为单粒率合格指数平均值96%、漏播指数平均值3.37%、重播指数平均值0.267%,符合国家标准要求。

金属修补剂在压力容器堵漏中的应用

介绍金属修补剂在水冷螺杆式冷(热)水机组用压力容器堵漏中的应用及堵漏方法,为压力容器修补和堵漏提供参考。

小孔辅助结构影响气膜冷却效果的实验

采用稳态液晶测温方法,详细研究了具有辅助小孔的分叉孔和大小孔的冷却效率分布规律,并与圆柱孔和扇形孔进行对比,分析小孔辅助结构对气膜冷却效果的影响.实验参数:主流雷诺数为2 900,吹风比为0.3～3.0,密度比为1.06.结果表明:所有工况下,小孔辅助结构均在一定程度上提高气膜冷却效果,吹风比越大,对气膜冷却效果的改善就越明显,并且大小孔的冷却效率始终高于分叉孔.扇形孔只在吹风比大于1.0时,才起到改善气膜冷却效果的作用.