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蒸汽吞吐分采同抽水平井工作参数优化

蒸汽吞吐分采同抽水平井工作参数优化

作者：李俊平东北石油大学

学位级别：硕士

目前,水平井蒸汽吞吐是国内外各油田开发稠油油藏的重要方法,但是在实际的油田开发过程中,水平井筒内的流体存在一定的压差,使得水平井筒内的流体从趾端流向跟端,同时沿水平井筒生产方向也有流体不断地从地层流入,这就是一种变质量流动... 详细信息

目前,水平井蒸汽吞吐是国内外各油田开发稠油油藏的重要方法,但是在实际的油田开发过程中,水平井筒内的流体存在一定的压差,使得水平井筒内的流体从趾端流向跟端,同时沿水平井筒生产方向也有流体不断地从地层流入,这就是一种变质量流动过程,而且井筒内的流动和油藏渗流之间相互影响、相互作用。在水平井笼统采油过程中,水平井筒的两端是存在一定压力差的,在稀油井或含水较高的油井,沿水平井筒长度方向的压力降通常都是很小的,基本可以忽略不计。但是对于高粘度长距离水平段的油井,水平井筒内可能会产生较大的压力降,这种压降最终的结果可能是跟部生产压降高于端部,使得流体不均匀地沿井眼流动,即使在均质地层中,这种压差(即根部-端部效应)也会存在,即油井根部动用较好,但是在生产一段时间后出现水锥或气锥现象,最终导致油井的生产寿命过早结束,在油井水平段的端部留下大量的剩余油。为了实现水平井段油层的均匀泄油,本文提出了水平井分采同抽的方案,即在水平井的水平段中下入中心管,将中心管和水平段环形空间各自作为独立的液流通道进行开采。但是,对于采取分抽方案后水平段压降变化规律及其对油井流入动态的影响仍不明确。因此,有必要研究地层深处向井流动及水平井井筒内的流动特性,为后续抽汲参数的优化设计提供理论依据。本文首先从基本的质量、动量和能量守恒方程出发,以油水两相流理论为依据,充分考虑井壁摩擦、加速损失以及液流混合干扰等造成的压降,建立了水平井井筒流动压降计算的数学模型;同时以两相渗流力学理论为基础,推导出了水平井在油藏中产生的势,建立了水平井地层稳定渗流方程,确定水平井井筒的流入动态模型;根据压力的连续性、质量体积平衡条件,并利用温度的能量守恒方程把井筒模型和油藏模型连接起来建立耦合模型,并用VB语言编制了计算程序并导入到MATLAB软件对压降分布规律进行了描述。通过对比加中心管前后压降的变化规律,优化了中心管的最优距离以及管径等的参数。最终得到:若水平井筒长度为100m时,加中心管后其产量比未加中心管产量增加约0.8.05m3/d,中心管管径4cm,下入长度118m为最优,能使增产效果达到最大,增产量约为2 m3/d。,并且选取杜84大-H1井进行抽汲参数的优选。最终选择管式泵中的整体泵筒,泵径为70mm,泵的柱塞面积为38.48cm2,联接油管外径为88.9mm,联接抽油杆螺纹直径为30.163mm,通过查找抽油机技术规范,选择抽油机型号为CYJY14-6-89HB。

关键词：蒸汽吞吐分采同抽水平井筒工作参数优化中心管耦合模型

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基于稻谷力学特性胶辊砻谷机工作参数优化

基于稻谷力学特性胶辊砻谷机工作参数优化

作者：李阳河南工业大学

学位级别：硕士

稻谷是我国乃至世界最主要的粮食作物,在我国粮食安全中占有极其重要的地位。随着农业机械化的普及,稻谷在收获、流通、加工中容易产生破碎,不仅造成经济效益的下降,而且影响稻谷的储藏和加工特性,降低稻谷品质,也容易诱发稻谷的霉变,... 详细信息

稻谷是我国乃至世界最主要的粮食作物,在我国粮食安全中占有极其重要的地位。随着农业机械化的普及,稻谷在收获、流通、加工中容易产生破碎,不仅造成经济效益的下降,而且影响稻谷的储藏和加工特性,降低稻谷品质,也容易诱发稻谷的霉变,增加食品安全隐患。砻谷工序作为稻谷产生破碎的第一道工序,降低稻谷在此工序中的破碎率,对于稻谷后续加工有着重要的意义。目前,胶辊砻谷机是使用最为广泛的砻谷设备,针对稻谷在胶辊砻谷机中加工破碎的问题,通过对国内外研究现状分析,表明通过稻谷力学特性对胶辊砻谷机主要工作参数进行优化以降低稻谷在胶辊砻谷机中破碎率的方法,可以为胶辊砻谷机研究提供新思路和新方法,并且从根本上降低稻谷在胶辊砻谷机中的破碎率,对于维护我国的粮食安全具有极为重要的意义。本课题主要研究内容和结论如下:(1)稻谷在辊间脱壳及破碎分析。首先,通过对稻谷在辊间的运动、脱壳以及受力情况进行分析,得出稻谷在辊间主要受到胶辊对其产生的摩擦力和挤压力,且稻谷在中间轧点时,挤压搓撕作用最为显著,稻谷所受的径向力最大,脱壳效果最好,最容易产生破碎。然后,对稻谷在辊间的接触应力进行分析,得出稻谷在辊间的最大接触应力计算公式,并运用材料力学强度理论,推导出稻谷在辊间不破碎所需满足的强度条件。最后,根据以上研究内容,提出砻谷工艺效果评价系数计算公式,以此反映稻谷在辊间的破碎和脱壳情况。(2)稻谷力学特性试验。首先,定义稻谷和糙米的外形尺寸,并对样本X01、X02、X03稻谷及糙米的外形尺寸进行测量,得出样本X03稻谷和糙米的三轴长度在三个样本中最大,样本X01稻谷和糙米三轴长度在三个样本中近似为最小。其次,分别对三个样本进行稻谷外壳拉伸试验、糙米压缩试验、稻谷压缩试验,得到三个样本稻谷外壳、糙米、稻谷的破坏力、弹性模量、破坏强度等力学试验数据;通过试验结果柱状图分析,得出在水分一定的情况下,样本X02稻谷外壳抗拉伸能力最强,样本X01稻谷外壳抵抗拉伸能力最弱,样本X01糙米抵抗压缩能力最强,样本X03糙米抵抗压缩能力最弱,样本X02稻谷抵抗压缩能力最强,样本X01稻谷抵抗压缩能力最弱;并对三个样本稻谷外壳、糙米、稻谷的破坏力分别进行单因素方差分析,得出三个样本之间稻谷外壳、糙米、稻谷的破坏力均存在显著差异;最后,对三个样本的糙米和稻谷的力学试验数据进行直观分析和统计学分析,得出在水分一定的情况下,由于稻谷外壳的原因,三个样本稻谷外壳拉伸破坏力、糙米和稻谷的压缩破坏力存在显著差异,且稻谷抵抗压缩能力优于糙米。通过以上研究得到的稻谷力学试验数据,以此计算第二章中的评价系数,可判断稻谷在辊间脱壳及破碎情况,同时为后续仿真分析提供数据支持。通过探究得出:由于不同样本试验数据存在差异性,故而稻谷加工时,砻谷机工作参数设置不同,稻谷的破碎率、脱壳率将不同。(3)运用ADAMS软件进行砻谷过程仿真。首先,以样本X01为例,运用ADAMS软件对稻谷单颗粒进行砻谷仿真,得出稻谷在胶辊间的受力和运动情况与第二章中的理论分析情况基本相符,且通过ADAMS中的后处理Adams/Processor程序得到稻谷在辊间所受的最大径向力,计算稻谷在辊间的最大接触应力,利用第二章中的评价方法评价稻谷的破碎和脱壳情况。然后,结合佐竹THU35C试验用砻谷机,对样本X01稻谷进行虚拟和实机砻谷试验,对试验结果对比分析,得出虚拟和实机试验结果相同,最优轧距均为0.6mm,验证了评价及仿真方法的有效性。(4)砻谷机工作参数虚拟正交优化试验。首先,针对样本X01,运用第二章中的评价方法和第四章中的仿真方法对QLHU10型胶辊砻谷机工作参数进行虚拟正交试验,通过对试验结果的极差分析,得出砻谷机的最优工作参数为轧距0.7mm、线速差3.2m/s、快辊转速1250r/min。通过对试验结果的方差分析,得出轧距对评价系数有着显著的影响,而线速差和快辊转速对于评价系数没有显著影响,QLHU10型胶辊砻谷机的最优工作参数为轧距0.7mm、线速差2.8m/s、快辊转速1150r/min,即辊间压力5.52kg/cm、线速差2.8m/s、快辊线速15.35m/s。

关键词：稻谷力学特性胶辊砻谷机稻谷破碎 ADAMS 工作参数优化

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基于甘蔗切割有限元分析的割台工作参数优化

江苏农业科学 2019年第11期47卷 257-262页

作者：李科王凤花赵亮宋彦赵威昆明理工大学现代农业工程学院

为了研究垄沟甘蔗收割台的切割性能,分析割台切割器的刀盘倾角、刀盘转速和割台前进速度对切割力和切割能耗的影响。通过试验测量了甘蔗轴向和径向的剪切模量、弹性模量、泊松比分别为0.59MPa、8.63MPa、0.458和4.30MPa、5.25MPa、0.41... 详细信息

为了研究垄沟甘蔗收割台的切割性能,分析割台切割器的刀盘倾角、刀盘转速和割台前进速度对切割力和切割能耗的影响。通过试验测量了甘蔗轴向和径向的剪切模量、弹性模量、泊松比分别为0.59MPa、8.63MPa、0.458和4.30MPa、5.25MPa、0.419。利用ANSYS/LS_DYNA软件和物理特性试验结果对甘蔗的切割过程进行了有限元仿真分析。利用软件Design-Expert.V8.***.6.1对有限元仿真数据进行了方差分析、回归分析和响应曲面分析,其分析结果表明,当机器前进速度为0.45m/s时,刀盘倾角14°~23°、刀盘转速630~670r/min为最佳参数范围。对甘蔗进行有限元仿真能缩短试验时间,降低试验的成本,为样机的设计提供有效的依据。

关键词：甘蔗割台仿真模型建立有限元仿真 ANSYS/LS_DYNA 响应曲面分析工作参数优化最佳范围

高气液比斜井水力喷射泵工作参数优化软件及应用

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中国石油和化工 2013年第1期 55-58页

作者：王存博任桂山王进陈津刚徐津民高档大港油田公司采油工艺研究院天津大港300280 北京雅丹科技开发有限公司北京昌平102200

本篇论文结合大港油田高气液比斜井水力喷射泵的实际应用,在优化传统计算模型的基础上,自主开发了一套综合考虑各方面影响因素,直井斜井,高气液比井,不产气井均适用的水力喷射泵油井工作参数优化软件,现场应用效果明显。

关键词：大斜度井水力喷射泵工作参数优化摩阻产气

基于神经网络和遗传算法的磨煤机结构和工作参数的优化

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热能动力工程 2007年第1期22卷 69-72页

作者：常绿杨涛姚树建李春然吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130025 沈阳重型机械集团有限责任公司辽宁沈阳110025

双进双出钢球磨煤机的磨煤功率和磨煤出力是其重要的性能参数,它们与磨煤机的结构参数、工作参数、被磨原煤的特性参数之间的关系十分复杂。利用人工神经网络建立了磨煤机磨煤功率和磨煤出力的数学模型,借助遗传算法对双进双出磨煤机的... 详细信息

双进双出钢球磨煤机的磨煤功率和磨煤出力是其重要的性能参数,它们与磨煤机的结构参数、工作参数、被磨原煤的特性参数之间的关系十分复杂。利用人工神经网络建立了磨煤机磨煤功率和磨煤出力的数学模型,借助遗传算法对双进双出磨煤机的结构和工作参数进行了优化设计。算例计算结果表明,滚筒有效长度L从6 m降为5 m,有效直径D从4 m降为3.8 m;磨煤机入口热风温度T12从295℃降为269.67℃,但其入口热风的体积流量QH从46.5 m3/s升到48.16 m3/s;目标函数磨煤比能耗em从142.55 kWh/t降为121.13 kWh/t。优化设计方案的工作参数有升有降,但优化设计方案改善了磨煤机的结构参数,目标函数的改善较明显。

关键词：遗传算法神经网络球磨机结构优化工作参数优化

半喂入花生联合收获机关键工作参数试验与优化

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半喂入花生联合收获机关键工作参数试验与优化

作者：南飞飞江苏大学

学位级别：硕士

花生以其丰富的含油量,在我国农产品出口、油料加工产业中占据重要地位。花生在我国分布广泛,近年来,随着其种植面积日益增加,我国已成为世界第二大花生种植国,其产量更是跃居世界第一位。相对我国花生种植规模的不断扩大,我国花生收获... 详细信息

花生以其丰富的含油量,在我国农产品出口、油料加工产业中占据重要地位。花生在我国分布广泛,近年来,随着其种植面积日益增加,我国已成为世界第二大花生种植国,其产量更是跃居世界第一位。相对我国花生种植规模的不断扩大,我国花生收获方式仍以人工收获为主,劳动强度大、收获效率低、成本高,对农民种植花生的积极性具有严重影响,阻碍了我国花生产业的发展,机械化收获是解决我国花生收获现状的必由之路。但现阶段我国花生收获机械保有量不到市场需求的2%,且研发技术相对落后,整体仍处于发展的初级阶段,无法满足市场需求。因此,研发集成度高、工作效率高、生产成本低的花生收获机械是国家和农民的迫切需求。半喂入式花生联合收获机在收获花生时可一次性完成挖掘、输送、摘果、清选、集果和抛秧所有收获工序。通过对目前国内主要两款花生联合收获机调研发现,收获效率低、损失率和破碎率高、适应性差,市场接受度不高。针对上述问题进行研究分析,制定了优化方案,设计了新的传动路线方案,以降低损失率和破碎率为目标进行了田间试验,确定了关键工作部件的最佳工作参数范围,提高了各部件工作参数的匹配性和机具的田间适应性。具体工作内容和优化结果如下:(1)对试验地花生的植株形态、物理特性、种植模式等基本生物特性进行测定。测量不同起秧角度下花生荚果的掉果率,得到最佳起秧角度。通过拉压力试验测量花生的力学物理性能,得到花生荚果果柄节点和秧柄节点临界拉力、花生荚果果壳临界破碎力。花生拉力试验表明:果柄断点拉力均值为10N左右;花生压力试验表明,不论花生荚果体积大小,果壳破碎力范围为40-60N。(2)研究目前国内现有半喂入式花生联合收获机传动路线,发现存在某些工作组件工作参数不匹配和田间适应差等问题,并提出设计新的传动路线,将传动路线分为两路,一路连接行走机构、夹持输送机构和抛秧机构,另一路连接拍土机构、清选机构、扶禾器和摘果机构,这种设计将摘果机构与前进、夹持机构独立开来,解决了关键部件工作参数线性相关问题,提高了机具田间适应性。(3)通过调研不同花生收获机收获效果,确定关键影响因素为前进速度、夹持输送速度、摘果辊转速和辊筒长度,结合花生特性试验,通过理论分析和仿真初步确定各关键影响因素的工作参数范围为:前进速度参数范围为0.60-1.80m/s,夹持速度参数范围为0.72-2.16 m/s,摘果辊转速范围为450—750r/min,摘果辊筒长度确定为定长1250mm。(4)在确定初步工作参数范围的前提下,以确定的关键因素为试验因素,以损失率和破碎率为试验指标,进行田间试验,并采用响应面分析法对试验结果进行分析,得到响应面数学模型。根据试验结果确定各关键部件最优工作参数范围为:前进速度范围约为1.00m/s-1.30m/s,夹持输送速度工作范围为1.20m/s-1.60m/s,摘果辊两种可调转速为450r/min、600r/min,并通过样机进行田间验证试验。

关键词：半喂入式花生联合收获机传动路线优化工作参数优化田间试验

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基于离散元的BETA磨最优工作参数分析

现代制造技术与装备 2024年第12期60卷 96-101页

作者：张勇梁星邵明扬上海铸研重工科技有限公司上海201306 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

BETA磨是工业矿物加工中的关键设备。它的性能直接影响生产效率和能耗。利用离散元法(Discrete Element Method,DEM)分析BETA磨的单位时间进料量、动辊转速、辊轮间距、辊轮直径与长度等工作参数,得到最优组合参数,以提高破碎效率并降... 详细信息

BETA磨是工业矿物加工中的关键设备。它的性能直接影响生产效率和能耗。利用离散元法(Discrete Element Method,DEM)分析BETA磨的单位时间进料量、动辊转速、辊轮间距、辊轮直径与长度等工作参数,得到最优组合参数,以提高破碎效率并降低能耗。研究建立了BETA磨的DEM模型,通过仿真破碎过程,确定了各单因素对破碎效率的影响。通过分析不同参数组合下的破碎能,得出了多因素的最优参数组合,可为BETA磨的设计和操作提供选择依据。

关键词： BETA磨离散元法(DEM) 工作参数优化正交实验工业破碎

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高功率放电引发非链式脉冲DF激光器

中国激光 2015年第7期42卷 1-6页

作者：潘其坤谢冀江邵春雷邵明振王春锐张来明郭劲中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033

研制了一台放电激励重复频率运转的高功率非链式脉冲氟化氘(DF)激光器,采用倍压式储能电路及自引发体放电激励方式,在SF6和D2的混合气体中实现了体积为1.65 L的均匀辉光放电;凭借大流量离心风机提供的8.5 m/s风速实现了电极间工作气体... 详细信息

研制了一台放电激励重复频率运转的高功率非链式脉冲氟化氘(DF)激光器,采用倍压式储能电路及自引发体放电激励方式,在SF6和D2的混合气体中实现了体积为1.65 L的均匀辉光放电;凭借大流量离心风机提供的8.5 m/s风速实现了电极间工作气体的快速更新;运用介孔碱性分子筛完成对放电产物的吸附处理。实验研究了工作气体参数及充电电压对激光器输出性能的影响,在总气压8.1 k Pa,SF6与D2工作气体配比为8∶1,充电电压为43 k V时,获得了3.46 J的单脉冲能量,电光转换效率为3.12%,脉冲宽度为135 ns。在50 Hz时,获得了平均功率为150 W的激光输出,其脉冲幅值差优于±8%。实测远场发散角在水平方向和垂直方向分别为7.92 mrad和9.58 mrad,并采用DF激光谱线分析仪测试获得了22条激光谱线。结果显示,放电激励非链式脉冲DF激光器是获得高功率中红外激光的有效途径。

关键词：激光器高功率工作参数优化输出特性

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秸秆粉碎特性分析及其粉碎设备结构优化

秸秆粉碎特性分析及其粉碎设备结构优化

作者：刘维岗贵州大学

学位级别：硕士

秸秆是农业生产中最大的可再生资源,有着广泛的用途。秸秆还田就是其中一种重要的利用途径,该方法能够增加土壤有机质、改善土壤结构、增强蓄水保墒能力,同时也是保护环境、发展生态农业、实现农业可持续发展的重要措施。烟秆作为秸秆... 详细信息

秸秆是农业生产中最大的可再生资源,有着广泛的用途。秸秆还田就是其中一种重要的利用途径,该方法能够增加土壤有机质、改善土壤结构、增强蓄水保墒能力,同时也是保护环境、发展生态农业、实现农业可持续发展的重要措施。烟秆作为秸秆中的一个重要类别,自身携带病原体不适合直接粉碎还田,所以需要将烟秆粉碎加工后综合利用其生物质价值。目前我国烟草种植量很大,大量烟秆需要回收、粉碎后进行综合处理。但是当下关于秸秆和烟秆粉碎的理论尚不成熟,各种粉碎机层次不齐。因此,本课题选择烟秆为粉碎对象,在其组织结构及力学特性研究基础上,对现有粉碎设备的结构进行优化设计,使其适用于烟秆这类硬质秸秆的粉碎;然后通过试验对优化后的烟秆粉碎机进行工作参数的优化,提高粉碎机的粉碎粒径合格率,降低粉碎功耗。通过研究形成的烟秆的相关技术和设备也可推动玉米、高粱等秸秆破碎技术和设备的形成。首先,测量了烟秆的外观尺寸,分析了鲜烟秆的组织结构,采用微机控制电子万能试验机对烟秆的力学特性进行了试验研究,包括烟秆的压缩、弯曲及剪切等试验研究。通过试验得到了烟秆的力学性能参数,为粉碎机喂料机构与切割机构的优化提供了参考,并获得了EDEM中建立烟秆模型所需的参数。其次,针对现有秸秆粉碎机工作时存在的卡秆、打滑、振动幅度大、切割功耗高等问题,结合烟秆特性对粉碎机的关键零部件进行了理论分析及优化设计,包括喂料机构的优化设计、烟秆切断装置的优化设计、锤片的分布设计及受力分析。然后,采用FLUENT对粉碎室内的流场进行了仿真分析,得到不同转速下粉碎室内压力场和速度场的分布云图,通过对流场特性的对比分析得出了转子转速对粉碎室内负压特性及气流流速的影响规律;根据烟秆的组织结构特性及力学特性,建立了烟秆的BPM粘结模型,采用EDEM离散元软件对粉碎过程进行了模拟仿真,分析了不同转速下粉碎机的粉碎效果与排料效果。根据仿真分析结果对粉碎室的结构进行了优化设计,包括粉碎腔结构优化、梯形齿板的布置、出料口筛网的设计及出料通道的优化等,将优化后的仿真结果与优化前的结果进行对比分析后,发现优化后粉碎室内物料-气流的环流现象明显减弱,使得排料更加顺畅,提高了粉碎效果。最后,通过单因素试验和二次回归正交旋转组合试验,运用响应面分析法分析了喂料速度、转子转速、筛孔直径对粉碎粒径合格率及度电产量的综合影响,并对粉碎机的工作参数进行了多目标优化,得到了一组最优的工作参数,通过试验验证了优化结果是正确可行的。

关键词：烟秆粉碎设备流场分析离散元仿真结构优化工作参数优化