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模块化管道焊接机器人结构设计与分析

机床与液压 2024年第15期52卷 22-29页

作者：罗雨叶朔朔许耀波焦向东北京石油化工学院机械工程学院北京102617

针对城市供水管网铺设时操作空间狭小、人工焊接效率低、质量不稳定等问题,设计一种模块化管道焊接机器人。采用模块化设计方法,完成焊接机器人的机械结构设计,主要包括焊接行走底盘、焊枪姿态调整机构和可调柔性导轨3部分。运用D-H参... 详细信息

针对城市供水管网铺设时操作空间狭小、人工焊接效率低、质量不稳定等问题,设计一种模块化管道焊接机器人。采用模块化设计方法,完成焊接机器人的机械结构设计,主要包括焊接行走底盘、焊枪姿态调整机构和可调柔性导轨3部分。运用D-H参数法建立机器人运动学方程,基于蒙特卡罗法对该机器人的可视化工作空间进行仿真分析。最后进行模块化管道自动焊接工艺实验和施工现场应用。实验结果和施工现场应用结果表明:该机器人能够完成对应壁厚钢管的全位置焊接任务,焊接过程稳定且焊缝成形良好。

关键词：全位置焊接机器人模块化结构设计空间仿真分析实验验证工程应用

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基于多相压力波响应图版识别超深井气侵位置

中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 83-91页

作者：孙腾飞李永安张杨孔祥伟北京化工大学机电工程学院北京100029 长江大学石油工程学院湖北武汉430000

考虑相界面雷诺应力、拖拽力、虚拟质量力、气液物性差异等参数,创建井筒多相压力波速及压力响应数学模型,基于超深井环空多相压力波响应图版唯一性,提出压力波响应图版识别超深井气侵位置的新方法;考虑井口气体溢流量、回压、钻井液密... 详细信息

考虑相界面雷诺应力、拖拽力、虚拟质量力、气液物性差异等参数,创建井筒多相压力波速及压力响应数学模型,基于超深井环空多相压力波响应图版唯一性,提出压力波响应图版识别超深井气侵位置的新方法;考虑井口气体溢流量、回压、钻井液密度等边界参数,结合差分数学方法对其求解,该方法在超深井YS1井(8680 m)验证,压力响应误差小于等于1.703 s,计算与实测误差小于等于6.15%。结果表明:随回压增大,井筒流体可压缩性减小,井筒压力波速增大,压力响应时间减小;随井口气体溢流量增大,环空空隙率增大,压力波速减小,井筒压力响应时间延长,井口气体溢流量从0.83 L/min变化至38.33 L/min,井底8680 m处压力响应时间从10.127 s增至36.643 s,增大了261.83%;气侵位置识别结果不仅取决于井口压力及流量传感器准确度,也与压力波响应图版计算准确性有关;实践证明借助压力波响应图版识别超深井气侵溢流位置的方法可行。

关键词：压力波响应图版气侵位置压力波速多相流多相压力

Aspen Plus在绿色化学工艺教学中的应用——环氧乙烷反应精馏合成乙二醇

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化学教育（中英文） 2024年第8期45卷 104-108页

作者：韩东敏刘博文马巍巍史德青山东石油化工学院化学工程学院山东东营257000 中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580

石油化工工艺学是介于理论和生产实践之间的一门“桥梁”课程,围绕课程中绿色化学工艺内容,在教学中引入“环氧乙烷反应精馏制取乙二醇”工程案例。引导学生利用Aspen Plus对环氧乙烷制取乙二醇的传统水合工艺和新型的反应精馏工艺进行... 详细信息

石油化工工艺学是介于理论和生产实践之间的一门“桥梁”课程,围绕课程中绿色化学工艺内容,在教学中引入“环氧乙烷反应精馏制取乙二醇”工程案例。引导学生利用Aspen Plus对环氧乙烷制取乙二醇的传统水合工艺和新型的反应精馏工艺进行模拟优化,并分析对比2种工艺的经济性和绿色性,通过教学,加深了学生对绿色化学工艺的理解,培养了学生工程实践能力和节能降耗意识。

关键词：绿色化学工艺 Aspen Plus 反应精馏案例教学

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油基岩屑高温等离子体气化过程数值模拟研究

现代化工 2024年第2期44卷 227-232页

作者：吴徐磊于海龙张世锋陈海群徐亚运郑和常州大学石油与天然气工程学院江苏常州213164 常州大学石油化工学院江苏常州213164 中石化华东石油工程公司江苏钻井公司江苏南京210019

使用Aspen Plus软件中的Gibbs自由能平衡计算模块对油基岩屑的气化过程进行了物理建模和数值模拟研究,分析了等离子体炬功率、ER值和气化剂的流速等操作运行条件对气化效果的影响。确定了汽化过程最佳操作参数,体炬功率为25 kW,当量比为... 详细信息

使用Aspen Plus软件中的Gibbs自由能平衡计算模块对油基岩屑的气化过程进行了物理建模和数值模拟研究,分析了等离子体炬功率、ER值和气化剂的流速等操作运行条件对气化效果的影响。确定了汽化过程最佳操作参数,体炬功率为25 kW,当量比为0.3,气化过程应保证充足的氧气。

关键词：油基岩屑等离子体气化数值模拟 Aspen Plus

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火龙果皮花青素生物转化菌株筛选及工艺优化

中国酿造 2024年第1期43卷 197-202页

作者：程水明李露欣刘杰凤广东石油化工学院生物工程系广东茂名525000

该研究以火龙果皮粉为发酵基质,采用20种食用真菌进行发酵,通过监测发酵后发酵液中花青素含量的变化,筛选出转化效率高的供试菌株作为火龙果皮发酵菌株,并采用响应面法优化其发酵工艺。结果表明,20种食用真菌中,经蜜环菌(Armillaria mel... 详细信息

该研究以火龙果皮粉为发酵基质,采用20种食用真菌进行发酵,通过监测发酵后发酵液中花青素含量的变化,筛选出转化效率高的供试菌株作为火龙果皮发酵菌株,并采用响应面法优化其发酵工艺。结果表明,20种食用真菌中,经蜜环菌(Armillaria mellea)发酵的火龙果皮液中花青素含量最高,其最优发酵工艺为发酵时间5 d、接种量6%、发酵温度25℃、料液比1∶50(g∶mL)。在此优化条件下,发酵液中花青素含量达(2.03±0.02)mg/100 mL,是未经食用真菌转化的11.94倍,表明微生物辅助可有效转化火龙果果皮中花青素。

关键词：火龙果果皮花青素生物转化食用真菌筛选工艺优化

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面向危险化学品事故的事理图谱构建

中国安全科学学报 2024年第5期34卷 195-203页

作者：李红儒栾婷婷邓明月陈文涛张雪北京石油化工学院安全工程学院北京102617 应急管理部信息研究院北京100029

为提高危险化学品企业安全管理水平,构建危险化学品事故因果关系事理图谱。首先,依据事故调查报告,提出一种基于改进CasRel的实体关系联合抽取模型,该模型通过关系感知双向编码器表征法(R-Bert)和Span指针网络提高文本信息的抽取准确性... 详细信息

为提高危险化学品企业安全管理水平,构建危险化学品事故因果关系事理图谱。首先,依据事故调查报告,提出一种基于改进CasRel的实体关系联合抽取模型,该模型通过关系感知双向编码器表征法(R-Bert)和Span指针网络提高文本信息的抽取准确性;其次,利用相似度计算方法进行事件泛化,使得图谱更加完整和准确,并将其存储在图数据库Neo4j中,以可视化的方式直观展示事件之间的关联;最后,基于构建的事理图谱,设计出与之匹配的问答系统架构,开发危险化学品事故因果关系智能问答系统。研究结果表明:改进的CasRel模型计算结果F_(1)值为90.5%,较未改进模型准确率提升约2%。构建的危险化学品事故事理图谱及智能问答系统,在多个评价指标表现良好,能够清晰揭示事件之间的逻辑关系;所提方法可满足危险化学品事故知识问答需求,协助探究事故发生的规律和潜在风险因素,推断事故发展趋势。

关键词：危险化学品事故事理图谱知识抽取因果关系智能问答系统

一种新型管道内检测器泄流调速装置的数值模拟分析

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上海交通大学学报 2024年

作者：唐建余文秀张秋平焦向东丁学鹏北京石油化工学院信息工程学院中冶检测认证有限公司

针对输油管道内检测器运行速度控制问题，提出了一种新型的泄流调速装置，该装置由泄流阀座、泄流阀芯、弹簧、导杆等组成。通过分析检测器泄流调速装置在水平管道内的受力情况，建立了泄流调速装置的数学模型。利用数值模拟的方法研究... 详细信息

针对输油管道内检测器运行速度控制问题，提出了一种新型的泄流调速装置，该装置由泄流阀座、泄流阀芯、弹簧、导杆等组成。通过分析检测器泄流调速装置在水平管道内的受力情况，建立了泄流调速装置的数学模型。利用数值模拟的方法研究了泄流阀座弧度、泄流阀芯-检测器后端距离以及入口流体速度对管道内检测器运动状态的影响。研究结果表明，在相同边界条件下，流体介质通过检测器时，泄流调速装置前后两端压差、总水头损失系数、流场的湍流动能值与泄流阀座左侧弧度成反比关系、而与右侧弧度成正比关系，当泄流阀座左侧弧度为60°、右侧弧度为15°时，各参数均为最小值；入口流体速度的增加会导致泄流调速装置前后两端压差、流场湍流动能值增大，当泄流阀座弧度相同、入口流体速度从0.6 m/s增加到2 m/s时，压差增加了106290 Pa，湍流动能增加了1.831 m2/s2；泄流阀芯-检测器后端距离与泄流调速装置前后两端压差、检测器速度成反比关系，当阀芯-检测器后端距离从15 mm增加到35 mm时，泄流调速装置前后两端的压差减小了240 Pa。本研究为优化输油管道内检测器的运行性能、提高检测效率提供了重要的理论基础与实践指导。

关键词：输油管道内检测器泄流调速装置压差速度控制

基于轻量化模型结合DA与TL的轴承故障诊断

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机床与液压 2024年第16期52卷 216-223页

作者：邓兴超张清华朱冠华邓立伟杜杰宾广东石油化工学院自动化学院广东茂名525000 吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林132022

为了在计算量有限的平台上实现对轴承故障的准确和实时诊断,提出一种基于轻量化Mobilenet V3模型结合数据增强和迁移学习技术的轴承故障诊断方法。将一维振动信号通过连续小波变换转换为二维时频图,以更好地揭示信号的时频特性;采用数... 详细信息

为了在计算量有限的平台上实现对轴承故障的准确和实时诊断,提出一种基于轻量化Mobilenet V3模型结合数据增强和迁移学习技术的轴承故障诊断方法。将一维振动信号通过连续小波变换转换为二维时频图,以更好地揭示信号的时频特性;采用数据增强技术对时频图进行图像增强,并将它作为网络模型的输入,进一步提高模型的鲁棒性和泛化性能;最后,通过迁移学习调整网络模型,有效减少模型的训练迭代次数,提高诊断精度。采用所提方法在凯斯西储大学数据集上进行了实验验证。实验结果表明:所提方法在源域下达到了100%的诊断精度,诊断时间为41.3 ms,模型大小为16.3 MB,相比同类型中最优的网络模型,其精度提高了0.437%;在不同信噪比的噪声下,平均诊断精度仍达到97.406%;在跨域实验中,平均准确率达到了98.188%,比同水平中最优的模型提高了1.563%。综合考虑诊断精度、诊断时间、模型大小、抗噪性和泛化性等指标,所提方法可以实现对轴承故障的准确诊断和实时响应。

关键词：故障诊断数据增强迁移学习轻量化

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共热解副产物对生物炭吸附苯蒸气性能影响

环境科学 2024年

作者：王海秋彭越徐馨墨平晓晨佟心语朱玲北京石油化工学院环境工程系

为探讨生物质原料组成及共热解副产物对生物炭物化特性的影响，选取木质素含量高和N元素含量低的稻壳(RH)与纤维素和N元素含量均高的木屑(SD)为典型原料，采用热解法合成生物炭，并在固定床上进行苯蒸气吸附评价，利用热重(TG)、扫描电... 详细信息

为探讨生物质原料组成及共热解副产物对生物炭物化特性的影响，选取木质素含量高和N元素含量低的稻壳(RH)与纤维素和N元素含量均高的木屑(SD)为典型原料，采用热解法合成生物炭，并在固定床上进行苯蒸气吸附评价，利用热重(TG)、扫描电镜(SEM)和气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析热解过程产生的副产物组分，结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)和拉曼(Raman)等方法对生物炭结构进行表征，探究共热解副产物对生物炭结构及吸附苯蒸气性能的影响机制。结果表明，所制备样品的晶体结构没有明显差别；纤维素含量高的木屑比木质素含量高的稻壳热解后比表面积高1.6倍；共热解中生物质中的原料油酸和含N元素的氨基酸分解产物氨气的协同反应，生成副产物油酸酰胺并聚集堵塞孔道，RC1比表面积最小，为134.28 m2·g-1；掺混共热解生物炭(RCn)的苯蒸气实际吸附容量比单独热解生物炭(RC和SC)以及单独热解再掺混(RC-mSC)低。共热解过程中增加木屑含量，油酸酰胺生成量减少，RC4的吸附容量和比表面积分别提升至238.78 mg·g-1和367.37 m2·g-1。Yoon-Nelson动力学方程拟合结果表明，RCn吸附速率常数k值范围在0.060～0.084 min-1，均高于SC的k值(0.039 min-1)，共热解有利于提升吸附速率。共热解副产物对生物炭吸附苯蒸气有抑制影响，随着掺混比的上升，抑制影响逐渐减弱；生物炭对苯蒸气的吸附符合拟一级动力学模型，并以物理吸附为主。RC3经过5次循环后的再生效率超过85%，具有较好的工业应用潜能。以上研究结果从原料组成和副产物角度分析了共热解生物炭吸附苯蒸气的关键影响因素，可为生物质减量化、资源化和无害化提供参考。

关键词：生物质组成生物炭共热解副产物油酸酰胺苯蒸气吸附