我国稠油资源储量丰富,但其开采难度大,实际采收率较低,因此提高开采效率对保障石油产量具有重要意义。目前,国内外广泛采用热力采油方式,其中蒸汽干度对稠油热采效果影响显著,然而无法直接实时测量。国内现有方法为人工化学滴定法,存在明显的滞后性,难以满足实时在线监测需求。为此,提出了一种基于矩阵电导法的湿饱和蒸汽干度测量新方法。在压力为17 MPa、温度为310 ℃的工况下,针对内径为64 mm、外径为89 mm的注汽管道,设计了一次测量元件,并完成了材料选择、系统的密封及固定,实现了数据的稳定采集与精准测量;在此基础上,建立矩阵电导法的算法模型,分析了影响干度的参数,并分别采用权重离散法和离散法进行了结果对比与误差分析。结果表明,离散法的最大相对误差达11.5%,而权重离散法的最大相对误差仅为3.9%,权重离散法的测量精度高于离散法。
针对旋转机械轴承故障诊断中振动信号噪声干扰强、特征提取依赖人工设计等导致的故障诊断不准确问题,提出了一种融合轴承动力学机理与Kolmogorov⁃Arnold网络(KAN)的物理注意力Transformer模型。首先,基于Hertz接触理论推导轴承内圈、外圈及滚动体故障特征频率方程,构建频域掩码引导注意力机制聚焦故障敏感频带;其次,设计KAN⁃Transformer架构,通过KAN的多尺度分解能力自适应解析振动信号的时频特征,结合Transformer的全局注意力实现长程依赖建模;最后,在凯斯西储大学(CWRU)轴承数据集上验证了模型的性能。结果表明,该模型的准确率达99.75%,显著优于传统模型。研究结果为旋转机械轴承故障诊断提供了一种高精度、高鲁棒性且物理可解释的解决方案。
立式吸附塔对烟气中二氧化碳的脱除至关重要,但其复杂多变的吸附过程对优化生产提出了挑战,因此实现气体的均匀分布至关重要。通过计算流体力学(CFD),对各种气体分布器进行评估,并比较了无分布器、圆锥形分布器(Ⅰ型气体分布器)、圆台形分布器(Ⅱ型气体分布器)及筛板加挡板的组合型气体分布器(Ⅲ型气体分布器)的性能;根据速度矢量平滑度和曲线均匀性对实验结果进行了评价。结果表明,单一筛板的不均匀气流集中在塔中心;Ⅰ型气体分布器和Ⅱ型气体分布器可改善气流流通的均匀性,但效果仍不理想;Ⅲ型气体分布器的气流均匀性显著提高;在挡板直径(d)为100 mm、筛板与挡板的距离(h)为150 mm时,气流分布最均匀,对二氧化碳的吸附效果好。
目前稠油开采工程普遍使用热采方法,将高温高压湿饱和蒸汽由注汽管道注入油井,通过其携带的热量与低温稠油进行热交换,提高稠油的流动性和渗透性以实现开采。湿饱和蒸汽干度是影响热采效率的重要参数,没有公认的测量方法,当前常用的方法是人工测量法,但此方法的测量结果存在严重的滞后性。为达到实时监测干度的目的,使用新型测量方法——矩阵电导法,在10 MPa、310 ℃的条件下,建立了用于测量外径为76 mm、内径为54 mm注汽管道内湿饱和蒸汽干度的26×26丝网模型;介绍了矩阵电导法的测量原理,并建立了干度算法模型;在Ansys Electronics软件中进行了电场模拟,分析了层间电场,结果表明适宜的层间距为2 mm。为提高精度,使用线性插值法处理边缘,对实际测量误差进行了预测。结果表明,一次线性插值后整体误差小于2.50%;二次线性插值后整体误差小于1.10%。