基于CFD分析的涡轮钻具力学性能预测

以φ115mm涡轮钻具涡轮为研究对象，采用实体建模、CFD前置处理器等工具生成涡轮定、转子的单周期跨叶片流道计算模型，应用CFD(计算流体动力学)商用软件研究分析了其在不同转速下的内流场。重点分析了转子叶片表面压力场的分布情况，并将模拟结果与10级涡轮台架的实验数据进行了对比，证明CFD模拟分析的有效性，为预测分析涡轮钻具力学性能、改进叶型设计、提高叶型的水力性能具有重要的指导意义。     

涡轮钻具叶栅水力性能仿真优化技术研究

束流理论设计的涡轮钻具叶栅叶片,往往达不到预期的性能指标。采用实体建模、CFD前置处理器等工具真实、准确地建立涡轮定、转子的单周期跨叶片流道计算模型,对其内流场进行CFD仿真模拟。根据速度场分布情况进行叶型优化,同时模拟出优化设计后的涡轮在不同转速下的输出特性,并与实验数据进行对比,证明了应用CFD技术对涡轮钻具叶栅内流场模拟分析的有效性、准确性,为涡轮钻具水力性能预测、叶栅结构优化提供了一种有力技术手段。     

机械搅拌通风发酵罐内气液两相流的仿真模拟

本文采用实体建模、CFD(计算流体动力学)前置处理器等工具建立机械搅拌通风发酵罐CFD计算模型,应用两相流的欧拉模型模拟发酵罐内流场的气、液两相流动。对模拟出的内流场,重点分析了气相含量、气相速度的分布情况,并用取样实验进行验证,证明了应用CFD技术对机械通风发酵罐内流场模拟分析的有效性,为此类发酵罐性能预测评价、结构优化提供了一种有力的技术手段。     

固溶处理对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响

采用浸泡方法研究了1100℃固溶0.25~2 h对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响,用光学显微镜观察了不同热处理状态316L不锈钢的显微组织与腐蚀形貌的演变,用显微硬度仪测定了不同热处理状态316L不锈钢的硬度。结果表明,在1100℃固溶时间越长,固溶态试样的显微硬度越高,晶粒尺寸越大。随着固溶时间的延长,固溶态试样的腐蚀失重略有降低,敏化态试样的腐蚀失重先迅速降低,然后不再降低。敏化态试样的腐蚀失重高于固溶态试样1倍以上。所有试样的腐蚀失重都随着腐蚀时间的延长逐渐增加。根据实验结果得出,在1100℃固溶0.5~1 h的试样具有较好的综合性能。     

原位合成的ZrO2/TiB2复合陶瓷材料摩擦磨损特性研究

对原位合成的ZrO2/TiB2复合陶瓷材料进行了室温下的摩擦磨损性能试验研究,利用扫描电镜对其磨损表面进行观察.结果表明:复合材料随着TiB2含量的增加摩擦系数减小,其抗磨损能力增强.磨损机理为微观切削和机械冷焊.     

高密高粘钻井液四相分离技术研究

对钻井过程中地面返回流体的四相分离进行了分析研究,重点是高压、超高压气层钻井和井控时,发生气侵的高密度、高粘度钻井液的分离系统研究。文中提出了几种典型的立式两级分离系统方案,第一级除去地面返回流体中的大宗气体、泡状液体和固体颗粒,第二级对弥散在混合液中的小起泡进行深度分离。由于钻井液随粘度的增大,越难发生气液分离,为除去该钻井液中极难分离的小气泡,提出了几种高效的离心式气液分离器设计方案。一些方案通过实验证明是合理、可行的,分离器实验模型的除气性能稳定、显著,从而为高压、超高压气层安全钻井及井控提供了保障。     

面向电磁MEMS的微流通道流体运动特性的数值模拟研究

基于正交磁场和速度场的弱耦合作用,建立微流孔通道内导电流体的二维直流磁流体动力学模型,采用数值模拟方法研究电磁MEMS微流道内的导电流体运动特性。数值模拟基于Galerkin有限元方法,采用SIMPLE压力修正算法,求解瞬态不可压层流运动。模拟结果表明微流道内上游抛物线型速度分布的流体加速明显,并在控制段形成M型速度分布,当Hartmann数增大到一定数值后,并不能显著增加系统压力降,反而可能在电极区形成回流涡。     

高速干切削技术分析

面向环境的绿色工艺设计是实现绿色制造的有效途径，是制造业可持续性发展的重要方向，保证企业的经济效益和社会效益最优化。在切削加工中大量使用切削液进行冷却润滑提高了加工成本并带来环境污染问题，消除这些与使用切削液有关的问题的合理措施是采用高速干切削方式。文章提出了干切削技术的新内涵，分析了高速干切削技术的绿色特征，重点分析了实现高速干切削的机床技术，刀具技术和工艺技术。     

拉伸载荷作用下套管接头的应力分析

针对深井和大位移井中套管存在很大的轴向拉伸和压缩载荷的情况,采用弹塑性接触有限元方法对套管柱中最薄弱的螺纹接头部分进行分析计算,分析AP18牙圆螺纹套管接头在拉伸载荷作用下的应力情况,给出了负荷和各应力沿轴向的分布规律。     

CFX-BladeGen在涡轮叶片造型中的应用

涡轮钻具中的主要元件是由定子和转子组成的涡轮,它的作用是把液体能变为主轴上的机械能。将CFX-BladeGen应用于涡轮钻具叶片的造型,并对生成的模型进行数值模拟计算。计算结果与同类型涡轮钻具台架实验的数据比较表明,CFX-BladeGen可以比较方便、快捷地满足涡轮叶片造型要求。