辽宁石油化工大学学报
 
玻璃钢/复合材料  
 
2022年 42卷 1期
刊出日期 2022-02-28

化学与化学工程
材料科学与新能源
石油与天然气工程
机械工程
信息与控制工程
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2022 Vol. 42 (1): 0- [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 6292KB] ( )
本期推荐
1 荀瑞, 王利娟
聚苯胺包覆钛酸锂锌负极材料的制备及表征 Hot!

以钛酸四丁酯、乙酸锌、醋酸锂、苯胺为原料,通过溶胶?凝胶和化学氧化聚合的方法制备了钛酸锂锌/聚苯胺复合材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学测试等手段对材料进行了表征及分析。结果表明,复合材料中的聚苯胺为无定型结构,且未引入杂质。当聚苯胺的质量分数为5.3%、电流密度为0.1 A/g时,首次放电比容量为330.0 (mA·h)/g;恒流充放电100圈后,仍然可保持281.3 (mA·h)/g的高放电比容量。

2022 Vol. 42 (1): 1-6 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1733KB] ( )
化学与化学工程
7 杨洋, 孙娜, 王雪, 王钰佳, 王海彦
梯度孔Hβ的制备及其催化苯加氢烷基化性能

通过碱处理方法制备了具有不同结构和酸性的梯度孔Hβ分子筛,采用XRD、SEM、N2物理吸附和NH3?TPD表征方法对碱处理前后分子筛进行表征。以梯度孔Hβ分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备Ru?Hβ双功能催化剂,并在固定床反应器上进行苯加氢烷基化反应活性以及稳定性评价。结果表明,经适量浓度碱处理后,提高了Hβ分子筛的介孔占比,有利于提高加氢烷基化活性以及稳定性。在氢气压力为2 MPa、反应温度为210 ℃、体积空速为1 h-1的条件下,Ru质量分数为0.2%时(以梯度孔Hβ分子筛质量为基准),与梯度孔Hβ组成的双功能催化剂可实现有效、稳定运行,苯的转化率达到54.32%,环己基苯选择性达到71.47%,催化剂稳定性在280 h内无明显下降。

2022 Vol. 42 (1): 7-12 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1089KB] ( )
13 田佳, 张龙泉, 徐誌谦, 赵薇, 吕安雯, 邢杨, 狄玲
铱发光探针检测硝基芳香化合物机理

以铱(Ⅲ)配合物Ir(ppy)3为发光探针,检测3种硝基芳香化合物,包括3?硝基苯甲酸、3?硝基苯甲醇、3?硝基三氟甲苯,并通过密度泛函理论计算结合光谱分析研究发光检测机理。结果表明,3?硝基苯甲酸、3?硝基苯甲醇和3?硝基三氟甲苯可淬灭Ir(ppy)3在乙腈中的发光,检测效率KSV分别为20.4、1.8 L/mmol和2.8 L/mmol,最低检测限分别达0.155×10-6、1.760×10-6 mol/L和1.116×10-6 mol/L。Ir(ppy)3对3?硝基苯甲酸、3?硝基苯甲醇和3?硝基三氟甲苯的发光检测机理为电子转移机理。

2022 Vol. 42 (1): 13-18 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1691KB] ( )
19 赵敬伟, 宫红, 李飞, 王锐
有机酸钾盐催化硫醇的β⁃羟乙基化反应

研究了一种有机酸钾盐(KA)催化硫醇与碳酸乙烯酯反应合成β?羟乙基硫醚的方法。结果表明,在常压、无溶剂条件下,KOAc、KSAc和HCOOK具有较高的催化活性,多元有机酸钾盐的催化活性相对较低,而CF3SO3K和CH3SO3K无催化活性。以KOAc为催化剂,各种硫醇的反应活性顺序为苯硫酚>2?巯基乙醇>糠硫醇>正构脂肪族硫醇。根据软硬酸碱理论,探讨了钾盐活化-S-H的反应机理。

2022 Vol. 42 (1): 19-23 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 549KB] ( )
材料科学与新能源
24 霍思含, 张丹, 李君华, 钱建华, 于廷云
煤基混合烯烃制备聚α烯烃合成油的工艺研究

用煤基混合烯烃分离出的C12-C16烯烃馏分为原料,在氮气保护下用AlCl3催化聚合,研究聚合温度、聚合时间、聚合压力及催化剂质量对聚α烯烃合成油收率的影响,确定最佳聚合反应条件,并对产物进行物性分析。结果表明,冷阱油中C12-C16烯烃的蒸出温度在214~274 ℃。在聚合温度为137 ℃、聚合时间为40 min、聚合压力为4.0 MPa和催化剂质量为10 g的条件下,聚合反应收率为84.57%,所得聚α烯烃合成油在40 ℃时的运动黏度为32.53 mm2/s,闪点为221 ℃,凝点为-53 ℃,溴值为9.6 g(Br)/(100 g)。

2022 Vol. 42 (1): 24-27 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 573KB] ( )
28 陈望彬, 周世嘉, 张晓朕, 尹禹翰, 苍书宇, 欧贤, 代广福, 王晓蓉
有机磷光体系及其研究进展

室温磷光性有机物由于三重态激子的参与和相对较慢的衰变速率,使其具有较长波长及长寿命的特性,让该类型化合物在光学器件、光催化反应、生物成像等领域中具有广泛的应用前景。目前构筑室温磷光有机体系主要是通过促进自旋轨道耦合和抑制三重态到基态的非辐射衰变来完成。对近年来室温磷光有机体系的发展进行归纳和总结,针对如何设计室温磷光有机体系提出了几种方法,并分析其原理,对未来室温磷光有机体系的发展与应用进行了展望。

2022 Vol. 42 (1): 28-34 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1091KB] ( )
石油与天然气工程
35 王有智, 吴明, 杜金, 宫克
基于FLACS的食堂天然气泄漏爆炸事故后果模拟

针对食堂的特点,利用FLACS软件对某大学食堂进行三维建模,在考虑喷射方向、障碍物等因素的基础上,模拟天然气的泄漏及爆炸情况,研究了特定场景下气体云团的扩散过程、爆炸冲击波和温度的发展规律。结果表明,当天然气垂直向上泄漏时,因食堂屋顶的阻碍作用,天然气在小型摊位发生堆积;当天然气水平泄漏时,天然气在用餐区域体积分数较高;爆炸初期,首先出现以点火点为中心的爆炸压力冲击波,压力冲击波以圆弧形向外传递,泄漏方向对爆炸产生的最大超压影响较小;温度分布受泄漏方向的影响较大,垂直喷射时高温集中在小型摊位处,水平喷射时温度沿喷射方向由高到低分布。

2022 Vol. 42 (1): 35-40 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1960KB] ( )
41 程振玉, 王丹, 谢飞, 姜锦涛, 杨海燕
油水两相流体系下的CO2腐蚀行为研究

目前常采用注水方式开采石油,但是含水输油管道中常发生CO2腐蚀现象,因此采用计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD),研究了不同含水率、不同流速下的直管和弯管中油水分布情况,确定了输油管道CO2腐蚀的发生条件,并分析了流速及含水率对壁面剪切力的影响。结果表明,CO2腐蚀的发生取决于管道内的含水率和流速。当含水率升高时,油品浸润在管道内壁阻止腐蚀的发生;当含水率降低时,积水量增加,导致CO2腐蚀严重。当流速增大时,管道内发生湍流,因此难以形成积水,降低腐蚀风险。但是,流速增大时会导致壁面剪切力增加,破坏腐蚀产物膜,进而进一步加快腐蚀速率。向下倾斜弯管在重力作用下往往不会发生积水,腐蚀风险低;向上倾斜弯管最容易发生积水,腐蚀风险高;受冲刷作用的影响,弯头端的腐蚀严重。弯头处容易受腐蚀和力学的交互作用,因此腐蚀严重。研究结果对油田集输管道的安全运行具有一定的指导意义。

2022 Vol. 42 (1): 41-46 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2569KB] ( )
47 王超, 李小玲, 吴玉国
基于有限元方法的悬空管道稳定性分析

自然灾害中的土体塌陷严重威胁埋地管道的稳定性。为了研究埋地管道在悬空塌陷区的稳定性,基于有限元方法,研究了壁厚、外径不同的埋地弯管在悬空状态下的位移、应变和应力;采用特征值屈曲理论,研究了一定条件下埋地弯管在土体塌陷时所能承受的极限长度。结果表明,减小管道在土体中的埋深、增大管道外径以及壁厚,可以有效降低管道在土体塌陷过程中的位移,管道的应力和应变均发生在塌陷区的中心和两侧固支端的位置;管道外径、壁厚的提高,可以在一定程度上抑制局部应力过高;埋地弯管在采空区的极限长度约为87 m,并且增大管道外径和壁厚可增强埋地弯管在土体塌陷过程中的抗屈曲能力。

2022 Vol. 42 (1): 47-52 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2103KB] ( )
机械工程
53 张迪, 高鹏, 田思祺, 崔永海
基于改进熵权⁃突变级数法的气化炉风险评估

为了提高气化炉风险评估的准确性,提出了一种将云模型与突变级数法相结合的安全评价方法。通过查阅文献及专家分析,将气化炉风险分为机械系统、人员、管理以及环境风险,建立气化炉多层次风险评估体系。云模型是一种定性与定量之间相互转换的有效工具,云模型中引入熵与超熵特征值,提出云熵权法改进传统权重计算方法,对所有指标进行权重计算,提高排序结果的准确性。根据归一公式计算各层指标的突变隶属度值及气化炉总突变隶属度值,依据风险等级评价表判断气化炉风险等级。结果表明,该方法提高了权重排序的全面性和客观性,使气化炉风险评估结果与实际相符合,验证了该方法的可行性和有效性。

2022 Vol. 42 (1): 53-58 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 762KB] ( )
59 赵爱彬, 张园园, 李荣华
20CrMnTi钢齿轮渗碳淬火的数值模拟与实验验证

采用DEFORM?HT软件,对20CrMnTi钢齿轮的渗碳、淬火热处理工艺过程进行模拟,得出其渗碳后表层到心部碳质量分数变化。分析淬火后马氏体组织变化,并分析淬火后残余应力,选择适当的淬火冷却介质,通过试验测定其金相组织及表面至心部的洛氏硬度。结果表明,金相组织、洛氏硬度与模拟预测结果较吻合,对生产具有一定的指导意义。

2022 Vol. 42 (1): 59-63 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 2079KB] ( )
64 赵大明, 高兴军, 王月, 邓子龙
基于两种柔性铰链压电陶瓷柔顺微夹钳性能分析

柔顺微夹钳在微操作领域和微装配过程中与被夹持物直接接触,作为微操作和微装配系统中的末端微执行器,对实现微操作和微装配任务起重要的作用。设计一种基于直圆柔性铰链和簧片型等腰梯形柔性铰链的柔顺微夹钳机构,通过理论计算推导出等腰梯形柔性铰链的转动精度和转动刚度。采用压电陶瓷驱动方式,实现了位移的放大和夹爪位移的平行移动。建立了柔顺微夹钳的机械伪刚体模型,并利用伪刚体模型法建立了运动学模型,计算出位移放大倍数,得到了输入力、输入位移与输出位移的关系。通过有限元方法对系统建立的模型进行了仿真分析验证,结果表明理论计算结果与仿真结果一致。

2022 Vol. 42 (1): 64-69 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1176KB] ( )
信息与控制工程
70 韩济阳, 曹江涛, 王贺楠, 姬晓飞
计算机视觉布料瑕疵检测方法综述

长久以来,布料的瑕疵检测工作一直由质检员完成,瑕疵判别过程受主观因素影响大,存在检测效率低、成本高等问题。随着计算机视觉技术的发展,基于视觉技术的布料瑕疵检测系统逐渐成为取代人工质检的重要解决方案。针对基于视觉技术的布料瑕疵检测,从行业发展情况、通用检测标准、系统整体结构、检测算法的关键技术等方面进行了综述,介绍了目前市面上已经存在的基于视觉技术的布料瑕疵检测产品,分析了目前常用的瑕疵检测标准与检测系统的基本结构,梳理并对比了近年来图像处理与深度学习技术在布料瑕疵检测领域的研究现状。最后,总结了各方面尚待解决的关键问题,并探讨了未来可能的发展方向。

2022 Vol. 42 (1): 70-77 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 696KB] ( )
78 王国良, 韩伟航, 李存磊
基于拉曼光谱与PLS的钻井液混合物定量分析

随钻测井技术相比传统测井能够获得更真实的地层数据信息,因而更适用于实际应用。但是,在随钻检测的过程中,需要迅速、精确地判断混合物中是否含有原油,即实现混合物的定性分析。激光拉曼光谱分析技术作为当前发展较为完整的分子光谱分析技术,被广泛应用到多种物质分析的领域中。针对原油钻井液混合物的特点,基于激光拉曼光谱分析技术,提出一种以偏最小二乘分析法为基础的定性分析算法,同时对已知获得的拉曼光谱进行平滑去噪、基线校正、归一化等预处理操作,并在此基础上完成以奇异值分解为主要方法的特征提取处理,进而实现对混合物定性分析的目的,并在一定的精度内完成定量计算。

2022 Vol. 42 (1): 78-85 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1854KB] ( )
86 宋绍楼, 吕亮, 刘昕明
基于CEEMDAN⁃SPSO⁃ELM的旋转电机滚动轴承故障检测方法

由于旋转电机滚动轴承振动信号存在不平稳、非线性的特征,传统时频分析法、小波分解法存在在信号分解过程中能量泄露、自适应能力差的问题,经验模态分解(EMD)法存在模态混叠等问题。提出一种基于噪声自适应完备总体平均经验模态分解方法(CEEMDAN),利用具有麻雀捕食预警机制的粒子群算法(SPSO)优化极限学习机神经网络(ELM)的CEEMDAN?SPSO?ELM算法。利用所提方法对滚动轴承单一与多种损伤故障进行分析诊断,结果表明,所提算法具有有效性及诊断准确性。

2022 Vol. 42 (1): 86-91 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1149KB] ( )
92 赵红飞, 柳强
考虑装配约束的航空发动机卡箍布局GWO优化

航空发动机卡箍与管路具有装配约束关系,其布置位置对管路走向和振动性能具有重要影响。提出一种基于改进灰狼算法(Gray Wolf Optimization, GWO)的发动机卡箍位置调整优化方法。该方法在已有管路?卡箍几何布局方案基础上,以调节管路?卡箍固有频率避过共振为主要优化目标,以管路避障、管路?卡箍满足装配约束等为约束条件,应用改进GWO算法对卡箍位置进行二次优化调整。为了不影响管路几何布局方案,建立基于管路投影线的卡箍位置优化空间。为提高计算效率,建立反映卡箍位置和管路固有频率的Kriging模型,代替耗时的有限元计算程序。为提高GWO的搜索性能,提出改进收敛因子的GWO算法。所提方法可在保证管路几何布局微调的前提下,对卡箍位置进行优化,且可保证管路与卡箍满足装配约束关系。最后通过测试函数算例和卡箍布置算例验证所提方法的有效性。

2022 Vol. 42 (1): 92-96 [摘要] ( ) [HTML 1KB] [ PDF 1114KB] ( )