单点系泊系统液滑环冲蚀损伤数值模拟

液滑环是海上单点系泊系统的核心部件,其内部的流体介质含砂,冲蚀破坏是其失效因素之一,因此研究液滑环冲蚀损伤影响机理尤为重要。本文基于计算流体动力学(CFD)方法,选择标准κ-ε湍流模型、离散相模型及冲蚀预测模型,建立液滑环几何结构模型和流体域模型并进行网格划分,对不同工况下的液滑环冲蚀进行了数值模拟。在液滑环流场内,速度和压力分布随着外环旋转而变化,不同流体域处离散相颗粒具有不同的冲击剥削效果,环形液流腔内侧壁面冲蚀损伤整体小于外侧壁面,随着冲蚀时间的增加,液滑环壁面的冲蚀深度和冲蚀失重量不断累积。根据冲蚀损伤数值模拟的分析及结论可以对液滑环的设计进行改进,避免了液滑环使用中的冲蚀失效。

单点系泊系统液体旋转接头密封圈实验研究

液体旋转接头是单点系泊系统中的关键设备,目前全部依赖进口,它的国产化具有重要的战略意义。密封圈是液体旋转接头最重要的部件之一,密封圈的摩擦扭矩是液体旋转接头设计所需要的关键数据。研制了专门的密封圈实验机和液压油供油系统,利用该实验机对单点系泊系统液体旋转接头的密封圈在19种油压下的摩擦扭矩进行了实验测试,得到了密封圈的摩擦扭矩随液压油温度和压力变化的规律,利用MATLAB软件得到了密封圈摩擦扭矩-油压曲线的拟合方程和液体旋转接头密封圈旋转扭矩的计算方法,为液体旋转接头的产品设计提供了关键数据。

单点系泊系统液滑环弹簧蓄能密封圈密封性能研究

建立单点系泊系统液滑环蓄能弹簧密封圈的二维轴对称模型,分析U形弹簧对系统密封性能的补偿能力;基于正交试验法对不同尺寸弹簧蓄能密封圈进行仿真模拟,分析各参数对密封区域接触压力的影响;以峰值接触应力和线接触压力为密封性能的评价指标,唇口直径、唇长、唇厚以及被压环厚度为主要参数,分析各结构参数对密封性能的影响程度,并得到最优的模型尺寸参数。结果表明:内嵌蓄能弹簧可显著提升密封接触压力,使密封圈密封性能更优;随着唇口直径、唇厚增大,峰值接触压力和线接触压力均是先增大后减小,随着唇长增大,峰值接触压力和线接触压力先缓慢增大后快速增大,而随着被压环厚增大,峰值接触压力和线接触压力先快速减小后缓慢减小;唇厚对峰值接触的影响最大,然后依次为唇口直径、唇长、被压环厚,而唇长对线接触压力的影响最大,然后依次为唇口直径、唇厚、被压环厚。

边际油田水下液滑环总体设计分析

以渤海湾边际油田环境条件和开发特点为基础,通过对"长青号"FPSO的旧液滑环拆解分析和FLUENT流场计算,研究掌握了液滑环腔体设计参数特性。在此基础上,提出水下液滑环设计方案,并对不同腔体截面型式进行计算分析,并对比计算结果。