一种新型的避免调节阀发生气蚀的方法——孔板节流法

调节阀在现场使用时经常碰到气蚀,发生这种现象应有以下二个过程：一,当液体介质流过阀芯、阀座之间的节流孔后,流速突然加快,其压力急剧下降,以致在缩流处的压力降到低于液体的饱和蒸汽压力,造成部分液体转变成蒸汽状态。二,介质流到下游后流速减慢、压力上升,如果出口压力高于蒸汽压力,气泡被压缩最后溃破又恢复为液体。据国外资料介绍,这些气泡溃破时所产生的局部压力可达105磅/英寸2,相当于700MPa,使阀内件迅速损坏,并伴有噪声和振动。我国JB/T821《8执行器术语》把液体—汽化—恢复为液体的过程定义为＂空化＂,把空化对材料造成的损害定义为＂气蚀＂。在日常工作中经常把二者统称为气蚀。以数学计算来判断是否发生气蚀,必须同时满足下面二个条件：1.作压差大于或等于初始气蚀压差,即△P≥KC（△PS）。2.阀出口压力大于液体介质的饱和蒸汽压力,即P2〉PV（进口温度下）。     

节流板孔直径及流量对核级管道流致噪声的影响

建立了核级节流管道的流动-振动-辐射噪声仿真模型,并基于实验和仿真研究了辐射噪声产生的机理及节流孔径和来流流量对振动噪声的影响规律. 节流管道的噪声受节流管道流场中流体尾迹涡的影响:流体在管壁上产生周期性的激振力,且激振力的频率与管道模态所对应的频率相近,从而加剧了振动,导致辐射噪声的产生. 此外,随着节流孔直径的增加,节流管道的振动及辐射噪声逐渐减小;随着来流流量的增加,节流管道振动以及辐射噪声逐渐增大.     

加氢空冷器注水管道孔板流场及压降特性分析

加氢反应流出物空冷器(reactor effluent air cooler,简称REAC)作为石化装置重要冷换设备铵盐腐蚀风险较大,工程上通常采用空冷器前注水消除NH4 Cl等铵盐沉积堵管问题,因此,注水效果好坏直接影响石化装置的安全稳定运行.以某石化企业REAC前注水孔板为研究对象,通过分析不同孔数、等效直径比、相对厚度等因素对孔板压损系数的影响机理,评估孔板结构对多元流体均流平衡效果优劣.研究结果表明:在相同的孔数和等效直径比下,压损系数随孔板相对厚度的增加先快速减小随后趋于稳定,其临界孔板相对厚度为0. 822.在相同等效直径比和相对厚度下,薄孔板的压损系数随孔数增加先减小后增大,压损系数与管道出口流量呈负相关关系.综合考量下孔板相对厚度为1.474时,单孔孔板结构均流平衡效果最好.     

孔板诱发管道振动的关键影响因素研究

基于计算流体力学（CFD）数值模拟与无量纲的分析方法,结合时均化的Realizable k-ε湍流模型与瞬态的LES湍流模型,进行了孔板诱发管道振动的性能分析与关键影响因素的无量纲分析。结果表明：孔板对流场的扰动主要体现在孔板下游,且扰动大小主要受无量纲参数雷诺数、孔径比的影响;随着雷诺数的增加,管道振动增大,但增幅在减小;管道振动与孔径比之间存在负相关关系。     

微穿孔板结构声学特性的数值分析

文中编制了微穿孔板结构的数值分析程序,通过计算实例,对微穿孔板结构的声学特性进行了探讨。     

天然气流量计量的高级孔板阀计量特性与误差简要分析

文章通过分析天然气流量的孔板计量原理,特征和高级孔板阀制造、安装特性,从使用高级孔板阀计量天然气流量的软、硬件两方面条件分析、判断误差来源,并提出了一些有针对性的提高计量精度的措施。     

可逆式孔板流量计和可变式孔板流量计

分析了可逆式孔板流量计和可变式孔板流量计的设计原理和实验结果。前者与流体流动方向无关,后者低速流的测量精度高。高速流的压头损失较小,是具有一定实用价值的新型孔板流量计。     

减压孔板水力特性的数值模拟

减压孔板是消防系统中不可缺少的减压设施,对其正确的设置与计算是消防系统设计中重要的环节。借鉴前人基于设计手册中水头损失公式进行改进的做法,采用数值模拟方法,对减压孔板的水力特性进行了较为系统的研究。结果表明,随着出流流量的增加,减压孔板作用增强,压降幅度增大,孔径d与管径D比(d/D)越小降压效果越明显。     

双筒液力减振器节流特性试验和仿真研究

为了解减振器的节流特性及阻尼力异常波动的原因,试验和仿真研究了减振器液压变化历程和阀片受力过程.设置子循环能减少计算量,同时会造成液压剧烈波动的假象.经拟合处理,设置子循环的液压速度过程曲线能表示阻尼力速度特性.开阀前,118减振器的节流由常通孔决定;开阀后由阀片与活塞间的缝隙决定.阀片的应力分布明显分为3层,不能认为阀片全面积受均匀分布的液压作用.结果表明:阀片与弹簧座接触方式的转变是造成异常波动的原因.     

楔形孔板流量计内多气泡的运动行为

针对楔形孔板流量计多个气泡的运动,建立了对孔板流量计内气液两相流动的数学模型.采用贴体坐标系下同位网格的SIMPLE算法解决速度与压力的耦合问题.利用贴体坐标下Level Set方法追踪两相界面的运动.通过模拟结果中节流截面含气律变化的分析,得出混相密度变化才是影响楔形孔板流量计测量精度的主要因素.因此,校正多相流的混相密度值是提高孔板流量计的测量精度,减小测量误差的最佳方法.     

层状岩石强度特征及其数值实现

为了实现层状岩石横观各向同性的数值描述,首先通过理论分析得到层状岩石的强度特征以及层理面处于极限应力平衡状态时,主应力满足的条件;然后,应用相应数值实现方法,对比理论分析结果与数值计算结果。结果发现,单轴压缩和三轴压缩情况下,对于不同的层理面倾角,数值计算与理论分析的结果基本相同,差别在2%以内,说明所引入的数值计算方法能够较好地描述层状岩体的破坏特征。     

水下爆炸的一些声学特性分析

为了验证水下爆炸所产生的声信号能否作为一种干扰源并用于鱼雷的水声干扰对抗,进行了高能炸药装药的水下爆炸试验及其测试.根据测试数据曲线分析了冲击波的传播和衰减、气泡脉动、持续时间、声压级以及功率谱.结果表明,水下爆炸作为一种强水声干扰源,可在反鱼雷干扰对抗中发挥重要作用.     

3种炸药水下爆炸的声波特性测试及其对比分析

为了比较不同类型炸药水下爆炸的声波干扰特性,通过TNT,RS211和RS3-4炸药的水下爆炸实验与测试,从5个方面对比分析了3种炸药水下爆炸的水声特性,即冲击波的衰减特性、冲击波的持续时间、炸药能量特性、声压级及功率谱. 结果表明,炸药水下爆炸可以作为强水声干扰源,但在不同距离上3种炸药的声学特性是不一样的,其干扰性能也不同.     

制冷热泵装置毛细管组件及其应用特性研究

研究一种新型结构的毛细管组件,可克服传统毛细管流量变化单一的缺点,并通过优化设计其结构,使其具有较灵活的流量变化特性.采用均相流模型,对普通毛细管与毛细管组件在变工况、变工作模式下的流量变化规律进行了对比计算.计算表明,毛细管组件可较好地满足制冷热泵装置流量变化的需求.建立R22制冷热泵实验装置,对毛细管组件的应用特性进行了实验研究.结果表明,在典型工况下,当制冷负荷和制热负荷不同时,毛细管组件能提供不同的制冷剂流量,与相应的冷热负荷相匹配.     

钻柱中正弦信号声波传输特性实验研究

充分认识声波信号在钻柱中的传输特性,是实现井下信息远距离传输的基础。为研究声信号在钻柱中的传输特性,建立了钻柱结构声传输实验系统。采用不同尺寸钻杆组成的有限长钻柱进行了传输特性实验研究,同时结合理论分析的结果进行实验分析,对声传输系统的可行性进行了分析研究。研究结果表明:实验分析结果与理论分析结果具有特性描述一致性,随着频率的升高接收信号幅值呈现下降趋势,传输距离增大时信号接收幅值减小,并且这种减小程度随着频率的增大而增大,钻柱结构尺寸差异大则接收信号幅值其随着频率变化的速率小。     

超高压气井井口节流工艺选择与优化

超高压气井的节流系统对气井的生命周期起到至关重要的作用,而合理的节流工艺,不但可以延长气井开采寿命,还可降低成本。对国内超高压气井使用的节流工艺进行了介绍,并基于计算流体力学对川西北气矿产气井不同节流工艺内流场进行仿真,运用流场分析软件对单级节流和两级节流工艺系统内部的压力、流速等问题进行了分析,确定了不同节流工艺系统合理CV值及开度,得到了不同节流工艺系统的最高流速,提出了现场不同节流工艺下的节流参数选择及使用建议。研究表明,3种节流工艺均可满足节流要求和现场生产情况,其中,单级节流工艺简单,但流速均在850 m/s以上,阀门冲蚀严重;一级固定二级可调节流的最大流速在550~600 m/s,低于单级节流,但最大产量受限;两级可调节流的最大流速与一级固定二级可调节流相仿,可实现按需调产,但成本相对较高。     

大斜度稳斜段导向钻具复合钻进特性模拟分析

利用纵横弯曲连续方法建立了导向钻具复合钻进特性分析模型,分析了导向钻具结构参数、上稳定器位置和直径、钻压等因素对导向钻具组合复合钻进效果的影响.结果表明：适当减小导向钻具的弯角和稳定器直径有利于提高复合钻进稳斜效果;上稳定器直径和位置对复合钻进效果影响均比较明显,上稳定器安放位置可以依靠短钻铤长度来调节;转盘转速对复合钻进效果影响不明显,钻压则较为明显;常规Φ215.9 mm井眼,复合钻进时的增斜趋势随钻压的增加而变弱,适当增大钻压有利于提高复合钻进稳斜效果.     

超声液位传感器有限元模型及其声学特性分析

运用ANSYS有限元软件建立超声液位传感器有限元模型,利用其谐波响应、瞬态响应分析技术分析了超声液位传感器声学特性．阐明了超声液位传感器声学特性分析的有限元理论,给出了建模过程若干关键问题的解决方法．研究了保护膜厚度、材料及压电元件的电学品质因数对传感器声学特性的影响,并通过实验验证了谐振频率和最大发射电压响应的仿真计算结果的合理性．由此可见,所建立的分析模型可较准确地对超声液位传感器的声学特性进行仿真模拟,为该传感器的优化设计提供了一种有效的方法．     

不同应力水平下红砂岩短时蠕变声发射特征

为认识岩石蠕变过程中的声发射特征,进行了短时蠕变声发射试验,研究了红砂岩在不同应力水平下的声发射特征.试验结果表明:在减速蠕变至等速蠕变过程中,声发射事件率与能率随时间的增大而减小,并且减小的幅度随着应力水平的增大而减小;当加载应力约为峰值应力的40%~60%时,声发射振幅随时间的增大而减小;当加载应力约为峰值应力的70%~80%时,声发射振幅保持相对稳定.在加速蠕变阶段,声发射振幅发生跃迁的频率显著增大,而声发射事件率与能率在加速蠕变的中后期开始增大.因此,可根据不同应力水平下的声发射特征,对红砂岩不同蠕变阶段进行辨别.     

单轴压缩下炭质板岩的应变速率效应及声发射特性

为了探究应变速率对炭质板岩单轴力学特性和声发射特征的影响,开展了4组不同准静态应变速率（8.50×10^-6s^-1、1.70×10^-5s^-1、1.70×10^-4s^-1和3.34×10^-4s^-1）下的单轴压缩试验,并同时监测了加载过程的声发射信号。基于试验数据,总结分析了应变速率对炭质板岩应力-应变关系、能量耗散及声发射特征的影响规律,探讨了应变速率的影响机制。同时,基于加载过程中耗散能密度的演变规律,提出了将耗散能曲线平直段起点作为炭质板岩闭合应力σ_cc、平直段终点作为扩容应力σ_cd的特征应力确定方法。结果表明：在准静态应变速率范围内,炭质板岩的弹性模量和峰值强度随应变速率的增大均先增大后减小,在应变速率1.7×10^-4s^-1时达到最大值;闭合应力、起裂应力和扩容应力与峰值应力的比值基本在0.37、0.55和0.74左右,不随应变速率发生变化;应变速率对声发射信号影响显著,随应变速率增加,0~50kHz内的主频率占比逐渐增加,而100~250kHz内的主频率占比逐渐减小,炭质板岩的破坏形式逐渐由张拉破坏变为剪切破坏。