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旋流筛板式流化床流化特性的数值模拟

吴传昌，范飞，周晴晴，孔凡胜，申玲，管峰

石油化工高等学校学报 2020, 33 (6): 85-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2020.06.014

摘要（313）

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PDF （2841KB）（135）

利用计算流体力学CFD软件，采用欧拉气固多相流模型进行计算，模拟研究了带有旋流筛板的气⁃固流化床内在不同操作气速下（0.44~1.14 m/s）FCC颗粒的流化特性。通过对床层颗粒固含率瞬时变化、不同时刻速度矢量的分布、操作气速对颗粒固含率的影响和颗粒固含率随轴向高度的变化分析，研究了流化床内气泡形成、发展和破裂的过程。模拟结果表明，计算值和实验值吻合较好，与自由床平均误差为13.4%，与筛板床平均误差为7.59%；模型能够较好地预测不同操作气速下固体颗粒的流化特性，模拟床层内气泡形成、成长和破裂的发展历程；旋流筛板上部区域有喷射现象，形成固含率较低的喷泉区；旋流筛板的加入能够将大气泡破碎形成小气泡，具有破碎气泡、强化气固混合的作用。

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航油储罐着火热辐射特性影响研究

耿晓茹，刘帅帅，李世昌，李欣

石油化工高等学校学报 2020, 33 (6): 91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2020.06.015

摘要（394）

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PDF （1643KB）（155）

航空煤油采用3号喷气燃料（JET A⁃1），其是泄漏火灾中常见的危险源。基于理论分析、PHAST软件模拟，研究了航煤罐区中一个储罐泄漏引发池火灾后对周边储罐的影响，介绍了储罐之间安全距离的确定方法。研究结果表明，热辐射强度随着风速的增大而增大，最大风速时的热辐射值相对于平均风速时的辐射值增加了65.7%；随着距离的增加，辐射值变小，且随着罐体高度的增加，热辐射值变大，而大气湿度对热辐射影响较小；确定了本工程油罐安全间距为17 m；采用MATLAB软件进行理论计算并与数值模拟计算结果进行对比，最大误差为18.7%，具有较强的可靠性。研究结果对于油罐区设计、指导紧急救灾具有重要理论价值和实践意义。

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螺旋槽干气密封润滑气膜摩擦系数的规律探寻

丁雪兴，徐洁，张伟政，陆俊杰

石油化工高等学校学报 2019, 32 (2): 84-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2019.02.014

摘要（346）

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PDF （2129KB）（306）

高参数工况下的气膜摩擦力对干气密封性能的影响不可忽视。基于密封系统和动静环的结构特点，建立了润滑气膜计算域模型，使用ICEM划分网格，采用Fluent软件数值模拟获得气膜压力分布和速度分布，最后通过牛顿内摩擦定律计算得到润滑气膜摩擦系数。结果表明，槽型参数不变，润滑气膜摩擦系数随转速的增大而增大，随介质压力及平均气膜厚度的增大而减小；工况参数不变，气膜摩擦系数随根径的增大而增大，随槽数及槽深的增大而减小，且在75°~76°螺旋角范围内较为稳定。

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乙烯裂解炉平均COT温度先进控制系统的开发与应用

洪博岩

石油化工高等学校学报 2019, 32 (2): 92-97. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2019.02.015

摘要（544）

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PDF （2210KB）（290）

针对大庆石化化工一厂乙烯裂解炉(EF-111M和EF-111N炉)平均COT温度波动大的情况，设计和开发一套乙烯裂解炉平均COT温度先进控制系统。首先，根据原有常规控制方案存在的问题，设计了裂解炉平均COT温度先进控制方案。其次，将非最小状态模型预测控制方法(NMSSMPC)用于平均COT温度控制器的设计。最后，将所开发的乙烯裂解炉平均COT温度先进控制系统应用到大庆石化M#和N#裂解炉中。与原有常规控制方案进行对比，M#炉和N#炉平均COT温度测量值与设定值间的标准偏差分别由投用前的1.24 ℃和1.84 ℃下降到投用后的0.57 ℃和0.72 ℃，平均COT温度标准偏差分别降低了54.03%和60.87%，达到了标准偏差控制在1 ℃以内的预定目标。

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基于断桥结构LNG罐式集装箱内接管传热分析

方旭，谢禹钧，常佩琛，李云鹏

石油化工高等学校学报 2019, 32 (2): 98-. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2019.02.016

摘要（401）

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PDF （2747KB）（179）

深冷液化天然气（LNG）罐式集装箱是最典型的运输液化天然气的设备，具有机动性高、灵活性强的优点，由于罐式集装箱运行工况较为复杂，罐内介质易燃、易爆且需在低温环境下储存，因此对集装箱的保冷性能要求较高。基于有限元理论结合实际工况，利用ANSYS软件针对LNG罐式集装箱顶部进液管沿轴向的漏热量问题进行计算和分析，发现其沿轴向的热流密度大，外界环境中的热量极易沿管路传入到罐内，传热速率快，特将断桥结构引入到管路的优化设计中，提出改进方案以实现热流阻断的效果。

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单筒双井预斜扩眼技术研究及在渤海油田的应用

吕广

石油化工高等学校学报 2018, 31 (03): 89-94. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2018.03.015

摘要（335）

PDF （3888KB）（185）

传统的单筒双井技术为两口井共用一个一开井眼，受工具、工艺和技术的限制，表层中完井深较浅，且存在一开井段双井轨迹无法分离、扩眼易出现新井眼、固井质量差等问题，严重限制了单筒双井作业的顺利实施。为解决该问题，在分析现有技术优缺点的基础上，梳理其工艺难点及技术局限，从表层预斜、扩眼、套管下入、注水泥固井工艺、两井眼分离等关键环节进行改进优化，最终得出了一套切实可行、安全高效的单筒双井预斜扩眼技术。

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单井分层同时注水和聚合物工艺的研究与应用

吴志彬

石油化工高等学校学报 2018, 31 (03): 95-100. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2018.03.016

摘要（370）

PDF （5187KB）（201）

X油田聚驱注入井目前采用逐层上返的开发方式，这种方式存在上返封堵工作量大，降低后续水驱层位对产量的贡献等问题。因此，开展了水聚同井分层同注工艺技术研究。通过对注入井上层笼统注聚和下层笼统注水工艺管柱设计，对大通径可洗井封隔器、注聚滑套开关设计、插接密封段设计和专用连接接箍设计进行关键技术的研究，实现了水和聚合物两种物质在单井的同时注入。室内实验和现场试验取得了良好的实验效果，该工艺为聚驱上返措施的开展提供了技术支持。

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超声空化对SK型静态混合器混合效果的影响

刘备,孙铁,金重阳,杨雪峰,张素香,罗鸣,周长茂

石油化工高等学校学报 2018, 31 (01): 89-94. DOI: :10.3969/j.issn.1006-396X.2018.01.015

摘要（421）

PDF （4654KB）（238）

以SK型静态混合器为研究对象，通过UFD（用户自定义函数）方法，运用FLUENT软件对混合器内流场进行数值模拟，研究超声空化对混合器混合效果的影响并进行实验验证。结果表明，在超声空化作用下，流体混合地更快、更均匀，混合器的压降稍有增大；在混合器进口处，流体的流速由0.50 m/s提高到0.55 m/s，流速提高了10%；流体的湍流强度增强，强化作用在第一个混合元件处最为显著，经过第二个混合元件后基本达到稳定。实验中加入超声波与模拟结果基本吻合，超声空化的加入使静态混合器中的流体混合更为均匀，混合效果更好。

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高温下含椭球型缺陷管道局部应力分析

王莉莉,张寒,齐晗兵,李栋

石油化工高等学校学报 2018, 31 (01): 95-100. DOI: :10.3969/j.issn.1006-396X.2018.01.095

摘要（347）

PDF （4779KB）（245）

为研究高温下含缺陷管道的局部力学特性,以X70管道为研究对象,基于弹塑性力学知识,利用 ANSYS模拟其在高温作用下缺陷局部的等效应力分布;并分析了高温下缺陷局部的最大等效应力、塑性应变随内压的变化趋势;进一步讨论了在特定运行压力下最大等效应力随腐蚀深度的变化趋势;最后对比了失效压力下是否考虑热膨胀影响的等效应力分布及变化。结果表明,仅有高温时,腐蚀区内沿环向分布有较大应力;随着内压的增加,最大等效应力先减后增,较大应力也变为沿轴向分布;温度达到一定值后,缺陷越深,其对管道剩余强度的影响越大;高温作用下ASMEB31G1984、ASMEB31G1991、PCORRC、DNVRPF101等方法仍适用于对含椭球型缺陷管道进行剩余强度的评估。

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旋风分离器性能预测模型研究进展

李时光,吕宇玲

石油化工高等学校学报 2017, 30 (3): 89-94. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2017.03.016

摘要（507）

PDF （1284KB）（632）

为了更好地指导旋风分离器的结构设计与优化,对旋风分离器性能预测模型的理论基础、适用性与准确度进行了研究。综述了国内外关于分离效率与压降预测模型的研究进展,结合颗粒载荷、粒径分布、颗粒碰撞与聚并、高温、高压、结构形式与参数等因素对分离性能的影响,从理论基础、建模思路、建模手段等角度对预测模型进行了对比分析,结果表明模型趋于合理化但仍有局限性。基于目前研究现状与应用形势,对预测模型的发展方向进行了展望,指出综合分析多种影响因素对预测模型进行修正以及将气固分离理论与预测模型推广到气液分离领域可能会是进一步的研究重点。

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基于模态和谐响应分析的压缩机管系振动分析

陈景春,张丽,杜胜民,孙铁,张素香

石油化工高等学校学报 2017, 30 (3): 95-100. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2017.03.017

摘要（369）

PDF （6102KB）（251）

往复式压缩机是工业领域里重要装置之一,振动的问题一直存在于往复式压缩机管系中,通过模态和谐响应分析后得到的结果可以进一步弄清楚结构的振动特性。对某油气田平台上往复式天然气压缩机管系振动问题,通过模态分析和谐响应分析的方法发现了管系的固有频率值与激发频率共振区相重合的问题,由此提出改变支撑位置、合理的添加支撑的方法,通过模拟以及现场实验数据得出管系固有频率值确有提高,有效减小振动的幅值,验证了该方法的可行性。

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基于 J ₂-积分与六棱柱壳裂纹应力强度因子

刘明岳,谢禹钧,李岩,李世杰,魏巍

石油化工高等学校学报 2017, 30 (2): 86-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.016

摘要（497）

PDF （3403KB）（387）

应力强度因子作为一个重要的断裂参量,在工程结构件断裂分析过程中起到至关重要的作用。本文基于J ₂-积分和材料力学中的弯曲理论,对六棱柱壳横向裂纹和加强筋六棱柱壳横向裂纹的应力强度因子进行了分析求解。给出了利用J ₂-积分求解复杂结构应力强度因子的一个方法。

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干气密封摩擦副启停阶段摩擦特性的仿真研究

丁雪兴,王文鼎,金海俊,赵海红

石油化工高等学校学报 2017, 30 (2): 91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.017

摘要（588）

PDF （2082KB）（383）

针对干气密封非稳态下摩擦特性对密封性能的影响进行研究,考虑动、静环材料属性,微凸体之间的相互作用以及摩擦热流耦合,建立了三维粗糙实体与理想光滑刚体滑动摩擦热力耦合模型。运用ANSYS软件数值模拟了摩擦热以及应力变化规律。研究发现,粗糙表面最高接触温度随滑动时间增加呈逐步上升趋势,并且温升呈
现了一定的波动性;粗糙表面的VonMises等效应力分布极其不均匀呈非线性变化;同时,还发现最大x 方向应力分量σxx 并未出现在最高接触微凸体上;在沿三维粗糙实体厚度方向存在一拉应力区,随着滑动时间的持续,拉应力区有一定程度扩大。从而说明两端面间的温升和波动性以热传导为主要影响因素,应力的变化是由于微凸体发生了弹塑性变形。研究成果为今后干气密封启停阶段特性研究以及参数优化奠定了基础。

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小型顶管机刀盘设计与有限元分析

李冲,李静,谢禹钧

石油化工高等学校学报 2016, 29 (4): 87-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.04.018

摘要（490）

PDF （3463KB）（481）

顶管工程被认为是非开挖工程施工的一种工艺,顶管机刀盘作为油气管道穿越顶管机的关键工作部件,主要用来完成对掌子面岩土的破碎剥离,对掘进性能有重要影响。针对穿河地区特殊地质概况,拟定刀盘结构设计方案,给出扭矩和推力计算方法,利用有限元分析软件ANSYS建立刀盘有限元模型,并在实际工况载荷下对刀盘整体进行静力分析,得到应力、应变分布和强度分布。分析结果表明,危险截面出现在牛腿与传动轴交界处,最大应力为37.6MPa,最大变形为0.06mm。

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基于ComsolMultiphysics的金属储罐阴极保护方案的优化

辛艳萍,梁月

石油化工高等学校学报 2016, 29 (4): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.04.019

摘要（552）

PDF （2630KB）（456）

利用ComsolMultiphysics软件建立了金属储罐底板外加电流法阴极保护电位分布的仿真模型。通过数值模拟方法,研究了阴极汇流点数量、汇流点布置情况、辅助阳极埋设深度、土壤电阻率以及电极的极化特性等因素对保护电位分布规律和阴极保护效果的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,罐底中心设置汇流点和多点汇流的方式,罐底板的阴极保护效果更好,但由于罐底板整体电位降差别不大,考虑到经济可行性因素,建议采用边缘处单点汇流的方式;此外,土壤电阻率越小,阳极埋深越深,罐底板越不容易受到腐蚀,罐底板越易于极化,储罐底板的阴极保护效果越好。

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基于灰色关联理论的海洋立管分段风险评估

郑运虎,姜峰,杜超飞

石油化工高等学校学报 2016, 29 (3): 69-73. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.03.014

摘要（458）

PDF （1588KB）（346）

针对整根立管评定的可行性差的问题,提出了将整根立管进行分段计算、综合评定的方法。通过对海洋立管常见风险因素进行收集整理,建立风险评价模型,采用灰色关联度理论对海洋立管进行分段风险评估。根据各主要风险因素对发生风险概率的关联度,计算出各段立管在各主要风险因素下的失效权重,将所得权重结合立管各区段在多种主要风险因素下的失效关联系数,进一步计算出立管各区段的失效概率。这种评估方法为海洋立管的风险评估提供了一种新的思路,对加强海洋立管各区段管理与维护提供一定依据。

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4WS、4WH 和6WI转子密炼机流固耦合特性对比分析

张兴宁,赵金玉,董振刚,朱向哲,王淼

石油化工高等学校学报 2016, 29 (3): 74-81. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.03.015

摘要（811）

PDF （8144KB）（272）

以4WS、4WH 和6WI型转子为研究对象,依据流固耦合理论,建立密炼机流固耦合有限元分析模型,求解密炼机内部物料流体与转子固体的耦合方程,研究不恒定功率情况下,转速对转子的应力与变形以及混合效果的影响规律。结果表明,转子的变形与应力是扭矩与流体载荷耦合作用引起的,其中扭矩是产生变形与应力的主要因素;随着转速的提高,物料的混合效率有明显提高;随着转速变化引起的扭矩与流体载荷的变化导致转子间隙的变化,转子间隙对混合效率有显著影响,6WI转子有更高的混合效率。研究结果为密炼机转子的合理设计与性能预测提供了理论依据。

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倾斜菱形孔端面密封的性能研究

程香平,孟祥铠,彭旭东,张友亮,康林萍

石油化工高等学校学报 2016, 29 (2): 76-81. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.02.015

摘要（449）

PDF （6280KB）（345）

基于流体润滑理论模型,采用数值模拟的方法分析几何参数和操作参数对机械密封泄漏率、液膜刚
度和开启力的影响规律,探讨倾斜菱形孔上、下游泵送效应对密封性能的影响机理。结果表明,双向倾斜菱形孔织
构端面能够使机械密封的动压效应显著增强,泄漏率明显降低及液膜稳定性更可靠;在较低转速时,双向倾斜菱形
孔织构可使密封端面迅速打开,能够有效减少启动时两端面间的摩擦和磨损,同时还能降低倾斜菱形孔织构密封的
泄漏率;在研究的工况条件下,非倾斜菱形孔织构密封的液膜稳定性(即变工况自适应能力)在三者(即双向、单向与
非倾斜菱形孔织构密封)中是最佳的;并得到了倾斜菱形孔端面密封的反向开孔比、孔倾角、面积比和孔深等几何参
数的优化取值范围。

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气泡增强型水力旋流器的数值模拟研究

方相九,陈家庆,刘美丽,姬宜朋,孔祥功

石油化工高等学校学报 2016, 29 (2): 82-88. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.02.016

摘要（565）

PDF （5736KB）（587）

采用欧拉模型与离散相模型相结合的方法对气泡增强型水力旋流器中油-气-水三相流场进行数值模
拟,分析了速度场和油滴粒子的运动轨迹,并且对比了油滴粒径、工作流量、含油浓度3种不同因素对注气后水力旋
流器与常规水力旋流器分离效率的影响。数值模拟结果表明,注气后水力旋流器内流场的切向速度和轴向速度较
常规水力旋流器更高,油滴分离所需的时间更短,对30μm 以上油滴的分离效率比常规水力旋流器高出约20%。从
数值模拟的角度验证了入口注气可以提升水力旋流器的分离性能。

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基于Pro/E的离心泵叶轮与蜗壳实体造型研究

岳健,郝娇,孙铁,张素香

石油化工高等学校学报 2016, 29 (2): 89-94. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.02.017

摘要（659）

PDF （3636KB）（897）

叶轮与蜗壳是离心泵重要的组成部分,它们的制作精确程度和耦合性直接影响离心泵水利性能。为
能更好地改善叶轮与蜗壳耦合处产生的流动损失,以Pro/E为设计平台,提出叶轮木模图及蜗壳二维投影图的分析
及测绘方法,结合Pro/E中“偏移坐标系基准点”等命令,实现叶轮扭曲叶片及蜗壳的实体精准造型,并通过Fluent
进行数值模拟。压力和速度分布图显示叶轮与蜗壳耦合处压力和速度呈均匀规律性变化,扬程计算显示符合设计
要求。分析结果证明,此种绘图方式不仅精确、快速、灵活,还能够改善叶轮与蜗壳耦合处的流动损失,为后续流场
数值分析奠定基础。

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基于MonteCarlo法管道连接法兰泄漏概率计算

王程龙,谢禹钧,韦权权,于小泽

石油化工高等学校学报 2016, 29 (2): 95-98. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.02.018

摘要（423）

PDF （2634KB）（411）

运用有限元软件Ansys对螺栓法兰接头进行模拟,得到了在预紧和操作工况下垫片的应力分布,计
算出不同内压工况下垫片的应力。采用MonteCarlo法在管道工作压力不断波动时进行可靠性分析,创建极限方程
并根据极限方程应用大型软件Matlab以变量的分布类型对变量进行反复随机抽样,计算出不同工作压力下螺栓法
兰泄漏的概率。分析结果表明,工作压力的波动产生的附加载荷对螺栓法兰泄漏会产生很大的影响,必须加以足够
的重视。

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加氢反应器非标八角垫密封性能有限元分析

陈松,刘金纯,杨宇峰,景鹏飞,谢禹钧

石油化工高等学校学报 2016, 29 (1): 72-75. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.01.014

摘要（259）

PDF （3036KB）（35）

针对加氢反应器顶部人孔法兰处所使用的非标八角垫, 利用 A n s y s有限元分析软件计算了其密封面
在反应器进行液压试验过程中的接触应力, 分析了各个密封面上的不同接触应力的产生原因。结果表明, 接触应力
在试验压力达到峰值的时刻降至低谷, 垫片内侧两面应力最大点出现在远离垫片中心一侧, 外侧情况则与之相反。
分析所得垫片密封面接触应力的变化规律为同种非标密封结构的分析评定提供了参考依据。

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基于B P神经网络的潜油电泵故障诊断

彭科翔

石油化工高等学校学报 2016, 29 (1): 76-79. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.01.015

摘要（325）

PDF （1250KB）（385）

电流卡片是电潜泵井故障诊断的主要依据, 目前主要由技术人员人工完成对电泵井的诊断, 难以实
现快速大批量诊断; 且诊断结果受工程师技术水平影响较大。因此提出了应用B P神经网络进行电潜泵故障的诊
断, 首先大量收集不同泵况的电流卡片, 建立样本库; 然后提取样本库中不同泵况电流卡片的特征值, 按照一定的训
练原则进行训练。训练完成后得到所需的权值矩阵, 将要诊断的电流卡片特征值与权值矩阵进行计算得出相似度。
通过计算机编程应用, 证明该方法可以准确、快速地进行电泵诊断。

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两相闭式热虹吸管最佳传热工况的数值分析

闫明宇, 孙铁, 杨雪峰, 孟庆娟

石油化工高等学校学报 2015, 28 (5): 91-94. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.05.018

摘要（408）

PDF （2177KB）（387）

为了提高两相闭式热虹吸管的传热效率, 在不同工作情况下利用F LUENT模拟软件对两相闭式热虹吸管进行数值模拟, 主要考察两相闭式热虹吸管蒸发段的壁温、充液率对传热效率的影响。结果表明, 当两相闭式热虹吸管的蒸发段壁温为5 7 0K, 并且其蒸发段的充液率为5 0%时, 两相闭式热虹吸管的传热效率最佳。

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基于能量释放率的Ⅱ型裂纹开裂分析

蔡永梅, 张芳瑶, 谢禹钧

石油化工高等学校学报 2015, 28 (5): 95-98. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.05.019

摘要（453）

PDF （1409KB）（378）

分叉开裂问题是一个新型的断裂力学问题, 本文利用经典Ji - 积分守恒律, 对部分路径积分, 分析Ⅱ 型裂纹分叉开裂时能量释放率, 并指出裂纹边界分叉开裂的应力强度因子与Ji - 积分的关系。当裂尖奇异应力场的应力集中达到一定程度时, 即达到临界条件时, 该应力场所在的边界将开裂, 通过边界移动的能量释放率的分析定量地给出了边界分叉开裂能量释放率数学表征及边界开裂的极限临界载荷。

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转速对密炼机 HD P E / P S共混聚合物混合效率的影响

高明, 陈立, 朱向哲, 何延东, 李春辉

石油化工高等学校学报 2015, 28 (3): 86-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.03.018

摘要（423）

PDF （7981KB）（270）

依据计算流体动力学理论, 建立了密炼机内高密度聚乙烯( HD P E) 和聚苯乙烯( P S) 物理共混的二维理论模型, 运用F l u e n t软件研究了共混聚合物在双转子密炼机中的混合过程, 研究了密炼机在不同转速和转速比下的混合过程, 并分析了密炼机局部位置的共混效率。研究表明, 随着密炼机转子转速的增加, 共混效率逐渐增强, 且达到稳定状态的时间逐渐减小。随着转速比的增大, 密炼机产生流场的非对称性逐渐增强, 共混效率逐渐增强。

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改变过渡层碳靶功率在铜上沉积类金刚石膜的研究

王宁, 王静, 郑福卫, 武玉民, 侯保荣

石油化工高等学校学报 2015, 28 (3): 91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.03.019

摘要（437）

PDF （5358KB）（352）

类金刚石膜具有硬度高、摩擦系数低、耐腐性强、稳定性高等优点, 是提高铜耐腐性的理想材料, 但铜与类金刚石膜之间的结合力差。通过制备T i xC y 过渡层, 采用磁控溅射物理气相沉积与化学气相沉积法, 通过改变过渡层碳靶功率成功在铜基体上沉积类金刚石膜。并对金刚石膜进行拉曼光谱测试、划痕实验和电化学实验分析。结果表明, 所制备碳膜具有典型的类金刚石结构, 膜与基体之间的结合强度大, 过渡层碳靶溅射功率为2 0 0W 时所制备的类金刚石膜对铜基体的保护作用最好。

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非设计工况下离心泵叶轮改造与流场分析

王承禄, 孙铁, 张丹

石油化工高等学校学报 2015, 28 (1): 89-92. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.01.018

摘要（363）

PDF （3058KB）（457）

针对石油化工行业多数离心泵处于非设计工况下工作的现状，提出了通过改变叶轮外径和叶片包角重新设计叶轮的方法来提高离心泵的效率，并用Fluent软件对叶轮内部流场进行模拟分析，得到了叶轮流场速度和压力由吸入口到排出口逐渐增加，分布均匀，没有突变的规律。

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含体积型缺陷管道的剩余强度评价

冉龙飞, 王晓霖

石油化工高等学校学报 2015, 28 (1): 93-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.01.019

摘要（362）

PDF （2047KB）（443）

由于管道输送介质易燃、易爆等特点, 管道一旦失效, 发生泄漏, 输送介质将迅速扩散, 遇到火源就会剧烈燃烧, 甚至爆炸, 其后果是灾难性的。为了防止管道意外事故的发生, 采取适当的方法对含体积型缺陷管道的剩余强度作出评价。基于含体积型缺陷管道的受力情况, 应用 A B AQU S有限元分析软件模拟缺陷管道的力学行为, 计算含体积型缺陷管道的失效压力, 分析缺陷长度、缺陷深度以及缺陷宽度与失效压力的关系, 得出管道允许存在的最大缺陷尺寸。依据该尺寸对含体积型缺陷管道作出继续使用、降压、修复、更换等方案选择, 以此保证油气管道的输送安全。

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异型管扭曲环向周期裂纹应力强度因子

张芳瑶, 陈松, 蔡永梅, 王伟, 谢禹钧

石油化工高等学校学报 2014, 27 (6): 93-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2014.06.019

摘要（496）

PDF （2913KB）（297）

断裂是工程结构中常见的失效形式之一, 控制结构断裂的重要参量是应力强度因子。本文以异型管周期裂纹为例, 提出了利用J2 守恒积分求解I I型裂纹的应力强度因子方法。

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精细控压钻井系统的现场试验研究

李晓军, 王德国, 宋朝晖

石油化工高等学校学报 2014, 27 (4): 83-86. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2014.04.018

摘要（323）

PDF （3009KB）（377）

针对窄密度窗口安全钻井的问题, 西部钻探研制出精细控压钻井系统( MP D) 。分析了 MP D系统的压力控制原理, 阐述了 MP D系统的组成和关键技术, 在新疆油田对 MP D系统进行了现场试验研究。结果表明, 该系统能够实时监测随钻状态, 在不同作业状态下能够保持井底压力的平稳衔接, 可以满足窄密度窗口等复杂地层的安全钻井需要。

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啮合块错列角对三螺杆混合段混合效率的影响

籍延磊, 王阁, 陈立, 朱向哲

石油化工高等学校学报 2014, 27 (4): 87-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2014.04.019

摘要（402）

PDF （4047KB）（418）

采用有限元法和网格重叠技术, 利用C a r r e a u - B i r d流体模型, 对同向啮合三螺杆挤出机混合段进行了三维混合数值模拟。计算了三螺杆挤出机的最大剪切速率、混合指数以及瞬时和平均时间混合效率等参数, 并与双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明, 在相同工况下, 三螺杆挤出机的瞬时和平均时间混合效率大于双螺杆挤出机。

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大型管式加热炉燃烧传热C F D数值模拟

刘德新

石油化工高等学校学报 2014, 27 (4): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2014.04.020

摘要（470）

PDF （2652KB）（884）

为了研究大型管式加热炉内部流动、传热和传质情况, 采用计算流体力学的方法对石化行业中广泛应用的大型加热炉炉膛内部进行了数值模拟, 用标准的k - ε湍流模型描述烟气湍流情况, 非绝热的简化P D F燃烧模型计算了燃烧情况, 离散坐标辐射传热模型对炉膛内辐射传热状况进行模拟。计算结果和工业运行数据吻合较好, 模拟计算结果为大型加热炉优化设计提供了理论指导。

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A P IX 6 5钢深水顶端张紧立管动力响应数值仿真研究

周灿丰, 帅潇, 焦向东, 段梦兰

石油化工高等学校学报 2014, 27 (3): 87-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2014.03.019

摘要（332）

PDF （2486KB）（280）

顶端张紧立管广泛用于深水海洋平台之中, 所处海洋环境非常复杂而容易产生疲劳损伤, 因此动力响应研究非常重要。在 A B AQU S中建立了张力腿平台顶端张紧立管模型, 水深设为15 0 0m、海域为南中国海。采用海洋工程模块 AQUA进行了波浪和海流加载, 获得了沿立管轴向的不同位置节点的应力时间曲线。数值计算表明, 由于海平面附近的立管受到波浪和海流的作用, 最大应力出现在海平面下4m处, 该位置为最危险点。

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不压井井口装置的结构优化设计

署恒木, 潘秀珍, 魏升龙, 王黎明

石油化工高等学校学报 2014, 27 (3): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2014.03.020

摘要（359）

PDF （5927KB）（295）

采用拓扑优化和尺寸优化对不压井装置进行结构优化设计。首先利用基于变密度法的拓扑优化, 以柔度最小为优化目标, 体积分数作为约束条件, 得到设计空间内最优的材料分布路径。然后根据得到的拓扑结构重新设计不压井装置结构。利用最终得到的不压井装置的拓扑结构建立新的有限元模型, 利用尺寸优化工具, 以最小质量为优化目标, 最大位移与最大应力为约束条件, 实现不压井装置的减重。通过综合两种优化方法, 不仅提高了不压井装置的性能, 而且大大降低了不压井装置的质量, 为工程结构提供了一种新设计思路。

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流体激励作用下换热管和挡板随机碰撞响应研究

陈立, 朱向哲, 石成江

石油化工高等学校学报 2013, 26 (6): 74-77. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2013.06.016

摘要（330）

PDF （5516KB）（285）

当流体诱发换热器管束的振动较大时, 换热管振幅最大处会产生换热管和挡板之间的碰撞, 导致换热管产生微动磨损, 进而产生破坏。利用 AN S Y S软件对某型换热器换热管的瞬态流体激振响应进行了有限元分析, 在此基础上, 研究了换热管和挡板之间由于较大的激振响应振幅所产生的随机碰撞现象, 计算了换热管和挡板
之间随机碰撞力作用下的非线性动力响应和振动规律, 为换热器管束系统的设计提供了一定的理论参考。

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加工含硫高酸原油装置的腐蚀监测

高俊峰,梁春雷,艾志斌

石油化工高等学校学报 2013, 26 (5): 60-63. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.05.014

摘要（298）

PDF （2024KB）（619）

2007年对中国石油化工股份公司4套常减压装置进行了适应掺炼高酸原油的材质升级改造,并对其进行为期1年的腐蚀监测和数据分析,分析计算了不同操作条件下常用材质的腐蚀速率,并将其与API581附录G中的腐蚀数据库进行了初步对比。监测分析的结果为炼油装置后续的材质升级及新建装置的设计选材提供重要参考。

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斜拉跨越结构的优化分析

李瑞勇,杨汉立,高菲,龚玮,署恒木

石油化工高等学校学报 2013, 26 (5): 64-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.05.015

摘要（355）

PDF （2221KB）（366）

考虑斜拉索直径、塔架高度和斜拉索与塔架连接间距三方面因素,利用有限元法对斜拉跨越的结构形式进行优化分析。结果表明,斜拉索的尺寸变化对结构的强度影响不大,而对结构的变形影响很大,其中斜拉索的直径以从管架桥中间到两边逐渐减小的分布形式最好。塔架高度变化对结构的变形影响不大,而对结构的强度影响很大,塔架高度为46m 时结构的强度更好。斜拉索与塔架的连接间距变化对结构的变形影响很小,而对结构强度影响很大,当间距为7.5暳10-2 m 时结构的强度更好。

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气体钻井钻柱损伤疲劳寿命预测模型研究

李金和,黄崇君,席仲君,刘国昊,刘勋

石油化工高等学校学报 2013, 26 (5): 67-70. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.05.016

摘要（262）

PDF （1376KB）（316）

针对气体钻井钻柱频繁断裂失效问题,以现代损伤力学研究为基础,分析钻柱损伤演化过程,建立气体钻井钻柱损伤疲劳寿命预测模型。由钻柱损伤疲劳寿命模型得出损伤度是影响钻柱疲劳寿命的主要因素,引入损伤梯度并进一步通过算例研究钻柱所受轴向载荷、损伤度及应变之间的关系。根据理论与算例分析可得,随着轴向载荷增大,损伤度与应变逐步由空间周期关系转变为类周期关系,出现损伤局部化,导致钻柱的疲劳失效。

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桩西联合站罐底水质对罐底局部腐蚀的影响

辛艳萍

石油化工高等学校学报 2013, 26 (4): 70-73. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.04.015

摘要（422）

PDF （1360KB）（226）

以桩西联合站原油稳定罐为例,研究了油罐底水组成对油罐罐底腐蚀的影响,并采用极化曲线的方法深入研究了其电化学腐蚀的机理。重点从电化学腐蚀的方面讨论了油罐底水中各种离子对油罐罐底腐蚀的影响趋势以及离子之间的协同效应。结果表明,在桩西联合站原油稳定罐的油罐底水中Cl ^-、Ca ²⁺含量比其它油田水质明显偏高,而这种水质也从某种程度上加速了油罐的腐蚀速率。

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J 积分在镀层基体平面压痕边界开裂中的应用

谢培,王晓华

石油化工高等学校学报 2013, 26 (4): 74-77. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.04.016

摘要（388）

PDF （2074KB）（281）

当二维平端刚性压头作用在镀层基体的表面时,在镀层材料的表面形成一个平面压痕,同时在压痕的边界处将诱生奇异应力场和K灢控制区。与裂纹问题类似,该应力场的平面压痕应力强度因子是描述奇异应力场应力集中程度的唯一参量。本文将利用守恒积分,讨论镀层基体平面压痕守恒积分的主要特征,同时给出镀层基体平面压痕应力强度因子的远场积分计算方法。

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十字挡板型进料分布器性能研究

赵亚新,潘先灿,杜维谦,王小军

石油化工高等学校学报 2013, 26 (4): 78-82. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.04.017

摘要（405）

PDF （1463KB）（309）

以空气和水为介质,模拟减压蒸馏塔进料分布器的操作工况,对开发的一种新型十字挡板型进料分布器的气体分布均匀性、雾沫夹带率和过程压降等性能进行试验测定。验证了流体力学软件CFX对十字挡板型进料分布器的结构优化的模拟结果,确定了进料分布器的合理的结构参数。试验证实,十字挡板型进料分布器各项性能优良、结构简单、占用空间小、设计合理,是一种性能良好的进料分布器。

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肉桂醛与3-甲基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑复配对碳钢的缓蚀协同效应

王舒青,吕振波,杨鹏,刘丹,桂建舟

石油化工高等学校学报 2013, 26 (3): 53-56. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.03.012

摘要（377）

PDF （2326KB）（326）

分别采用极化曲线、交流阻抗和静态失重等方法研究了肉桂醛与3-甲基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑(简称为MACMT)复配对Q235碳钢在不同浓度盐酸介质中的缓蚀效果。并探讨了缓蚀剂浓度对缓蚀性能的影响及其缓蚀机理。结果表明,肉桂醛与3-甲基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑均为1mmol/L时对Q235碳钢在0.5、1、2mol/LHCl介质中均有很好的缓蚀效果,缓蚀率达93%以上,两者复合后有良好的协同效应。盐酸介质温度的升高对缓蚀性能影响较小。

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超声波振荡对碳纳米管形态的影响

邱立杰,张国福,王文广

石油化工高等学校学报 2013, 26 (3): 57-61. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.03.013

摘要（471）

PDF （4516KB）（354）

采用TX-10表面活性剂作为分散剂,并用超声波振荡方法对碳纳米管(CNTs)进行了分散处理。利用透射电镜(TEM)观察了超声波振荡时间对碳纳米管分散状态的影响,并评价了碳纳米管的损伤。此外,通过静置悬浊液观察沉淀的方法,研究了该体系的稳定性。结果表明,CNTs的直径越小其抗弯截面系数也越小,在超声波侧向冲击的作用下产生的弯曲正应力越大,超声波振荡造成的损伤也越严重,最终导致较细纳米碳管在剪切的作用下长度急剧下降,这也是影响CNTs分散性及其悬浊液稳定性的重要原因。

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稠油水基降黏剂评价方法研究

黄启玉,李增材,丁振军,于达

石油化工高等学校学报 2013, 26 (3): 62-64. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.03.014

摘要（367）

PDF （1855KB）（246）

含水稠油加入水基降黏剂后常以油水悬浮液或乳状液形式存在,这种不均匀体系给流变性测量带来了困难,搅拌法是解决该问题的常用方法。目前评价水基降黏剂通过测试不同温度下油水悬浮液黏度来评价其效果,该方法不能模拟实际管流剪切对油水悬浮液的影响,其效果过于乐观,本文提出了模拟实际管道降温和剪切的水基降黏剂评价方法,该方法模拟过程与实际管输过程一致,可以对稠油水基降黏剂的降黏效果进行准确评价。

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油、水混合预热投油过程中传热数值计算

韩秀梅

石油化工高等学校学报 2013, 26 (3): 65-68. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.03.015

摘要（379）

PDF （2067KB）（248）

在热油管道启输前,需要预先对管道进行预热,为确定合理预热介质总量和预热时间,有必要预先知道预热过程中管道周围土壤温度场和管内介质温度的变化规律。用有限元法对以油、水混合预热过程中土壤传热进行数值计算,对预热管道管内介质沿程温降进行了分析,得出了油、水混合预热过程中输油管道管内介质温度变化规律,以此为依据确定相应的预热输油工艺,可使预热输油达到安全节能的目的。

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基于K-均值聚类与小波分析的声发射信号去噪

周俊,刘丽川,杨继平

石油化工高等学校学报 2013, 26 (3): 69-73. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.03.016

摘要（483）

PDF （3964KB）（399）

为准确识别声发射信号模式,必须剔除声发射信号中的噪声,传统滤波去噪方法效果并不理想,小波阈值去噪方法显示了独特的优势。针对小波阈值去噪方法中阈值设置风险问题,利用K灢均值聚类法对小波分解后的高频系数进行分类,确定去除噪声对应小波系数的阈值,然后进行小波系数重构达到去噪目的。采用硬阈值法与软阈值法对声发射信号进行小波阈值去噪,将基于K灢均值聚类方法生成的阈值和改进Donoho方法生成的阈值分别作为小波去噪阈值,实验结果表明,在信噪比、均方根误差和平滑度三个指标上,本方法优于改进Donoho方法。

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双核函数最小二乘支持向量机汽油干点软测量建模

赵连彬,苏成利

石油化工高等学校学报 2013, 26 (3): 74-78. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.03.017

摘要（524）

PDF （3169KB）（292）

针对单核函数最小二乘支持向量机容易陷入局部最优值,提出双核函数最小二乘支持向量机软测量建模算法。该方法利用Sigmoid核函数与RBF核函数线性加权构成双核函数,去除部分较小支持向量样本的方法,改善最小二乘支持向量机的稀疏特性,提高模型运算速度,用k灢交叉验证法进行部分参数的优化,最后将此方法用于建立汽油干点软测量模型,并与标准支持向量机、单核最小二乘支持向量机比较,结果表明双核函数最小二乘支持向量机软测量模型具有更高的计算精度和更好的推广能力。

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聚丙烯反应器熔融指数预测控制算法

王天培,翟春艳,刘慧哲,李书臣,苏成利

石油化工高等学校学报 2013, 26 (3): 79-82. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.03.018

摘要（621）

PDF （1354KB）（381）

针对双环管聚丙烯反应器中的熔融指数难以在线测量的问题,采用机理建模方法建立熔融指数软测量模型。为了实现预测控制,将软测量模型转化为Hammerstein模型形式作为预测模型。并基于这个预测模型设计预测控制器,实现了聚合反应过程的熔融指数预测控制,仿真结果验证了该方法的有效性。

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转速突变对竖直井钻柱系统动力学特性的影响

张微,朱向哲,周暋振,马文涛

石油化工高等学校学报 2013, 26 (2): 47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.02.011

摘要（390）

PDF （5098KB）（307）

钻井过程是一个非常复杂的瞬态响应过程。钻头突遇硬质岩石等突发状况使钻柱转速瞬时降低、随后经历一个加速过程恢复到正常转速。为了研究钻柱在这种情况下的动力学特性,应用有限元软件ANSYS分析了竖直井钻柱系统的恒转速和突遇硬质岩石后的加速过程,得到了两种工况的钻柱振动响应规律。结果表明,突遇硬质岩石后,由于钻头与岩石的撞击作用造成钻柱转速突变,钻柱与井壁发生碰撞,碰撞程度跟转速恢复时间有很大关系,转速恢复时间短,碰撞程度低,钻柱受力小;转速恢复的时间长,钻柱振动明显加剧,与井壁的碰撞频繁,受力增大。转速突变加剧了钻柱的振动响应。

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