摘要：旋风分离器是甲醇制烯烃（MTO）装置常用的气固两相分离设备，其分离效率对装置的长周期稳定运行非常重要。某0.6 Mt/a MTO装置采用高活性催化剂后，再生器烧焦主风量低于设计值，导致一级旋风分离器入口气速低，20μm以下细粉催化剂跑损量增大，催化剂消耗量增大。为此，采用计算颗粒流体力学（CPFD）软件模拟再生器四组二级旋风分离器的不同操作工况，调整旋风分离器入口面积与烟气流量改变入口气速，研究入口气速对旋风分离器压降和分离效率的影响规律。结果表明：烟气流量为42 241 m3/h时，封闭一组一级入口，旋风分离器入口气速提高3 m/s,旋风分离器总效率提高0.501百分点。依据模拟结果对旋风分离器提出了优化操作建议，可推广应用于其他MTO装置的操作调整。

摘要：本文在雷诺数为2639~17599的恒热流边界条件下,通过实验和数值研究分析偏转角(α)、位错角(β)和间距比(l/D)三个几何参数对四叶片式LPD静态混合器内的换热和湍流流动特性的影响。采用速度场与温度场的协同性、对流换热系数和局部努塞尔数(Nulocal)等参数分析四叶片式LPD静态混合器内传热强化性能。结果表明:采用SST k-ω湍流模型预测四叶片式LPD静态混合器湍流流动和传热是可靠的;通过正交设计表和极差分析方法得到静态混合器的最优结构;随着α的减小混合器内速度场与温度场协同性逐渐增强;考虑到Re和α之间的耦合作用,提出在湍流条件下四叶片式LPD静态混合器的Nu和f的经验关联式;当叶片宽度与直径比(w/D)<0.2时,PEC值最大。

摘要：页岩气井多级压裂过程中的套管剪切变形问题日益严重,甚至出现了水力压裂诱发断层激活造成邻井套管变形的现象,这导致相邻水平井压裂不能顺利进行,严重影响了区块产能建设,而降低泵压及排量等现有方法对套管变形控制效果不明显。为此,基于Mohr-Coulomb准则建立了页岩气井井间断层激活评价模型,揭示了常规压裂模式下井间断层激活机理,提出了一种基于避免水力压裂诱发断层激活机制的组合压裂模式。研究结果表明:常规压裂模式下井间断层区域均会被激活,导致相邻水平井丢段;随井间距增加及水平井夹角减小,水平井丢段长度增加;通过采用拉链-顺序-同步组合压裂模式优化断层附近多井多段压裂顺序,可达到避免断层提前激活、缩短水平井丢段长度的效果。研究结果可为页岩气水平井断层激活及套管变形控制提供理论指导。

摘要：在吉木萨尔页岩油藏开发过程中,压裂导致井筒完整性失效的问题严重,不同固井方案下的失效位置和比例差异较大。为研究固井方案对压裂时井筒完整性的影响,基于该地区固井现状构建了二开特征水平井Ⅰ井和Ⅱ井,分别选取这2口井在一开、二开井段的相同位置及Ⅰ井水泥环与钻井液的固液交界处作为关键节点进行研究。采用有限元软件模拟压裂施工对井筒的影响,明确了压裂时不同固井方案下井筒不同位置处套管和水泥环的应力分布规律,分析了全井筒多节点的失效风险,优选了固井方案。研究结果表明:B环空内是钻井液时油层套管的Mises应力明显大于是水泥环时,损伤风险更大;B环空中水泥环的受力大于C环空,且顶部有较高拉伸破坏风险,底部有较高压缩破坏风险;固井方案Ⅰ相较于方案Ⅱ完整性失效风险低。风险评价及优选结果可为拟压裂井的固完井方案设计提供指导,为优选安全经济的固完井方案提供参考。

摘要：随着油气井逐渐走向深井、超深井,射孔中完井管柱安全问题越来受到关注。基于计算流体力学原理,建立了射孔段-封隔器爆轰波传播模型,揭示了井筒完井液中爆轰波传播、反射规律,明确了完井液对爆轰波传播的影响特征。研究表明,爆轰波传播过程中表现出极强的非周期性、不规则性,传播至封隔器位置时爆轰波压力幅值降低高达75.65%,而爆轰反射波具有较好的周期性,传播至射孔段时的爆轰压力波幅值降低23.4%。完井液密度不仅对传播过程中爆轰波的幅值造成较大影响,对爆轰波波形特征也产生较大的干扰。完井液黏度对传播过程中爆轰波波形特征几乎没有影响,对爆轰波幅值有较小的影响。仅考虑爆轰波对完井管柱的影响时,应优先选择密度小、黏度大的完井液体系以降低爆轰波对井下完井管柱的冲击影响。研究结果为油气井现场完井液参数设计提供参考依据。

摘要：在实际生产过程中,多管程换热器广泛应用,其中既存在逆流换热也存在并流换热。针对多管程换热器网络中并流换热与逆流换热时换热温差对夹点特性尤其是换热网络综合的影响,定量分析最小温差的选择与夹点特性及其总费用的关系。兼顾管程数目的选择以及换热网络总费用两方面因素,以年度化总费用最低为目标,优化求解多管程换热器网络的最小温差。然后,将求得的最小温差作为夹点温差,遵循夹点设计原则综合换热网络。同时,计算得出多管程换热器网络的FT修正因子,并对结果进行分析。最后,结合示例对比分析求解结果,证明方法的有效性。

摘要：压缩空气储能作为一项新型物理储能技术,利用模型预测控制可降低热力成本、提高能源利用效率.为实现压缩空气储能系统的温度控制,分析了压缩空气储能系统中的换热器系统、热能存储系统和盐穴储气系统的热力学特性,建立压缩空气储能系统的集中参数和分布参数耦合系统模型.设计耦合系统的模型预测控制策略,针对控制器中复杂约束优化求解问题,提出了基于Cayley-Tustin变换的离散化方法,提高了压缩空气储能系统控制精度.仿真结果表明模型预测控制可避免天气变化引起的干扰,可以有效提高压缩空气储能系统热能利用.

摘要：车轮力传感器(WFT)在汽车道路试验中起着非常重要的作用,其动态特性是评价传感器的重要指标,但在国内尚缺乏研究。文中以零成本的方式,设计了WFT中的侧向力传感器的动态标定装置。用负阶跃加载的方式,进行了侧向力的动态标定,通过对试验数据进行分析,得到了传感器的传递函数。试验结果表明:用负阶跃加载的方式对WFT进行动态标定是可行的,侧向力的动态标定为其余五维力的动态标定奠定了基础。

摘要：换热网络的旁路控制是调节物流出口温度、节能降耗的有效方法,旁路位置的确定往往是实现最优控制的关键。因此,从控制理论的角度,对比分析具有旁路控制的换热网络结构可控性等结构特性。首先,基于图论的概念通过换热网络结构模型,求取其状态结构图以及状态结构阵。然后根据求解结果分析网络的结构可控性以及控制结构的强度与冗余度。通过实例对比分析证明结构可控性分析的方法,从控制理论的角度分析论证了换热网络旁路优化设计结果的可控性,并且本文方法从换热网络结构模型入手简化了求解过程,为换热网络的旁路优化控制提供一种新的思路。

摘要：贝壳珍珠层是一种天然的层状结构复合材料,类似"砖和泥"的软硬相交替的层状分级组装结构赋予其优良的力学性能。通过对贝壳的珍珠层进行仿生研究,人们已利用不同技术如冷冻铸造技术等,制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,并且这些材料在航空航天、军事、民用及机械工程等领域表现出广阔的应用前景。首先介绍了贝壳珍珠层的结构性能,并对其断裂机制进行了阐述;然后综合介绍了冷冻铸造技术的发展历程、作用机理、控制因素、装置设计和总体工艺流程。在此基础上,对制备仿贝壳层状结构陶瓷复合材料的表观密度、多孔陶瓷的孔隙率进行介绍,综述了多孔陶瓷的性能、陶瓷/金属层状结构复合材料以及陶瓷/聚合物层状结构复合材料的特点和应用,最后分析和总结了在研究仿贝壳层状结构陶瓷复合材料过程中出现的问题,并对该复合材料的未来发展趋势做了一定的预测。