将氢气掺入现役天然气管道中混输是实现氢气大规模、长距离、低成本储运的有效方法，但是氢气的掺入会对天然气管道水力特性和安全等方面造成较大影响。为此，采用SPS软件对不同混氢比（均为摩尔分数）的天然气管道输送工况和泄漏工况进行仿真计算，探究掺氢对天然气管道水力特性、离心压缩机运行特性、泄漏后截断阀压降速率及泄漏量的影响。结果表明，掺入氢气会降低天然气管网的输气效率和压缩机性能，可通过增大压降的方式确保管道输气效率不变；在相同天然气需求下，随混氢比的增大，管道动态压力波动减小；掺氢天然气管道泄漏后，随着混氢比的增加，压降速率和泄漏量均增大,管线截断阀压降速率阈值设定值也要相应增大。该研究成果为确定天然气管道最大混氢比的研究奠定了一定基础，为天然气管道掺氢输送工艺的确定提供了有效借鉴。

分析讨论了常规欧拉模型和耦合PBM下水力旋流器的静压力、切向速度及湍流耗散率等流场信息分布规律，结果表明在流场预测方面二者基本一致。在此基础上，采用基于PBM模型的CFD数值模拟方法，对水力旋流器的分离特性进行研究，并探究了不同入口流量、溢流分流比、油相黏度及密度等因素对油滴粒径分布以及油水分离特性的影响。结果表明，随着入口流量的增加，水力旋流器的分离效率呈先增大后减小的趋势，在处理量为4 m³/h时达到98%的最高分离效率；溢流分流比的增大有利于提升分离效率；随着油相黏度的增大，油滴受到的径向力减小，不易发生聚结，使分离效率明显降低；油相密度的增大导致尾管段平均油滴粒径的增加，使分离效率明显降低。总体而言，利用CFD?PBM数值模拟方法可以获得水力旋流器内部油滴粒径分布及变化特性，有利于从不同尺度揭示水力旋流器的分离机理。

机械密封作为一种被广泛应用的密封方式，已成为流体密封技术重要的动密封形式。随着密封行业标准要求不断提高以及工业整体的发展，机械密封设计与制造技术是当前流体传动与控制领域发展的重点对象之一，且对于机械密封的发展也提出了更高的要求。对机械密封的影响因素、常见问题进行梳理总结。从解决机械密封问题角度，对机械密封未来发展方向进行简要介绍，以促进机械密封技术发展。总结与展望机械密封发展趋势，对于极端工况条件下的密封性能、常规工况下使用寿命、稳定性等提出了更高的要求；在机械密封可控层面上，机械密封智能化与密封组合会成为未来机械密封的研究重点。

为评价浅海海底天然气管道泄漏事故后果，根据计算流体力学与多相流动理论，针对国外某天然气管道海峡穿越段，建立浅海海底管道泄漏扩散过程的计算模型。将泄漏孔径、泄漏速率、水流速度3个主要影响因素作为条件变量，模拟不同情况下的气液两相运动过程。结果表明，水下气体扩散分为三个阶段，即泄漏口上方形成气团、气团呈蘑菇状上升、气团由大气泡分裂为小气泡；泄漏孔径和泄漏速率对水下气体扩散到水面的时间具有显著影响，泄漏孔径与泄漏速率越大，气体泄漏量越大；气体泄漏量越大，水下气团体积越大，到达水面的时间越短；水流速度显著影响气体的扩散轨迹，水流速度越大，气体运动轨迹与海底的夹角越小，沿海流方向扩散的距离越远。研究结果可为水下天然气管道泄漏事故应急处理提供一定的科学指导。

以某输气管线气液联动执行机构中的储气罐为例，利用Ansys Fluent软件建立同比例三维模型，模拟火灾工况下，外部热量不断输入，罐内压力和罐体温度随时间的变化情况。利用Aspen Hysys软件模拟计算该小型储气罐在火灾工况下安全泄放所需的最小安全阀口径。结果表明，当钢制储气罐外部发生火灾时，罐体温度和罐内压力急剧升高，在很短的时间内就能达到储气罐坍塌温度和储气罐设计压力；达到钢制储气罐坍塌温度的时间滞后于达到储气罐设计压力的时间；从安全的角度，设置安全阀可安全有效泄放气体，即使储气罐发生坍塌，也有助于降低事故发生的危害程度；确定的安全阀最小口径为0.03 cm²，建议选型的安全阀口径不低于0.05 cm²。

旅大油田A井为稠油热采井，注350 ℃高温高压蒸汽，井下监测设备液控管线腐蚀严重。通过扫描电子显微镜(SEM)以及电子能谱分析(EDS)对现场液控管线腐蚀试样进行分析，对采出液水样进行离子及腐蚀性气体成分分析，得出该管线腐蚀主要原因是在高温、高压和高矿化度条件下的H₂S腐蚀，并伴有氯离子腐蚀和少量CO₂腐蚀。在模拟现场温度、压力和介质条件下，挑选316L、Inconel 625、P110、9Cr1Mo材质的试片，进行动态模拟腐蚀实验，用失重法对4种材料的腐蚀性能进行了评价。结果表明，在稠油热采环境中，Inconel 625材料抗温耐蚀效果最优。

为了便于辽河稠油的管道输送，以分水率和降黏率为两项重要研究指标，通过稠油乳化降黏实验，分析了表面活性剂类型及质量分数，有机碱的质量分数和Ca²⁺对辽河稠油乳状液稳定性和流变性的影响规律和作用机理。结果表明，不同的表面活性剂具有不同的分子结构，在油水界面膜上的作用能力差别较大，导致乳状液的流变性和稳定性发生较大变化；用两性表面活性剂LAO?30配置的辽河稠油O/W型乳状液，其分水率与降黏率均随着LAO?30质量分数的增大而降低；表面活性剂LAO?30分别复配有机碱（TEA、ETA、TEOA）时均具有协同作用，能很好地提高乳状液稳定性；对乳状液降黏率、分水率、绿色环保等方面综合考量，选用质量分数为0.20%的ETA和0.75%的LAO?30复配，经乳化得到的乳状液在抗硬水能力方面有很大提升，在CaCl₂质量分数达到0.20%时，乳状液6 h的分水率为24.4%。

针对稠油掺稀过程中原混合器混合效果不佳的问题，选择满面式螺旋叶片作为混合元件，增加动力叶轮，以增强叶片对流体的剪切能力和转动频率。基于CFD仿真软件，对影响动态混合器混合效果的叶片螺距和动力叶轮两参数进行数值模拟分析，并以管内稀油体积分布情况作为评价标准，研究混合过程中混合元件几何结构的变化对混合器性能的影响规律。结果表明，叶片螺距过小将阻碍流体在管内流动，导致混合速率降低，过大则会产生流体前窜现象；动力叶轮过少则会降低元件转动频率，过多则会阻碍流体向前流动。最后将优化后的新型随动式动态混合器与原混合器混合性能进行对比，新型随动式动态混合器内稀油体积分布更为均匀，能够更好地增强稠油掺稀混合效果，有利于稠油资源的开采。

原油管道电耗的准确预测能够用于控制原油管道耗能水平，充分挖掘原油管道输送系统的节能潜力。实际采集到的原油管道运行数据具有波动范围大的特点，且存在严重的噪声干扰和信息冗余，对精确预测管道电耗造成不良影响。为解决上述问题，提出一种基于混合神经网络的电耗预测模型。利用自适应噪声的完备集成经验模态分解，对原油管道日运行数据进行分解；利用主成分分析对分解后数据做降维处理；利用改进粒子群算法调节神经网络结构参数；使用该模型预测某原油管道电耗，并与常见的几种预测模型展开对比。结果表明，分解算法能够提高模型预测精度；该混合神经网络模型预测精度最高，其测试集的平均绝对误差为5.394%，较使用分解算法前降低39.200%。

平面外失稳为圆弧形拱式跨越管道常见的失稳形式之一，为了解多荷载下圆弧形拱管的稳定性，利用ANSYS软件对正常工况下的圆弧形拱管受风荷载和竖直分布荷载的工况进行模拟，对拱脚位移对极限竖直分布荷载的影响进行有限元计算分析。分析结果表明，拱脚水平位移对极限竖直分布荷载影响最大，且存在极限竖直分布荷载随拱脚水平位移增大而迅速下降；相同水平拱脚位移下，极限竖直分布荷载随风荷载的增大线性减小；不同风荷载下拱顶极限出拱平面位移在拱脚水平位移一定范围内分布集中，可结合水平拱脚位移对拱管变形情况进行监测。以上研究为跨越管道的设计和安全运行提供了一定的参考依据。