基于labview与容栅传感器的液位测控系统

根据容栅传感器的检测原理,设计了一套基于LabVIEW和容栅传感器的液位精密测控系统,精度达0.05ml。利用容栅传感器输出的电容信号经信号调理模块输入msp430单片机处理并精密控制液位,采用LabVIEW设计系统监控界面程序,实现系统数据的显示、存储、绘图以及人机控制测定仪工作等功能。可配装为数显测定仪和物体密度测量仪,人机界面良好,成本低,易推广。     

中缅天然气管道清管临界积液量研究

中缅天然气管道积液导致管输效率低、腐蚀加快、管道节点压力高,目前采取频繁的清管措施,不但影响正常供气,还存在磨损管壁、卡球、憋压等风险,给安全生产带来了极大隐患。为此,根据积液量越多管道节点压力越高的特点,提出通过确定管内压力升高到接近管道设计压力时临界积液量的方法,以此判定管道是否需要清管。首先根据气液两相流理论,采用OLGA多相流仿真软件,将管道沿线分布的温度、压力模拟值与实际运行参数进行对比以校核模型的准确性,然后分析了管道在不同输量下运行,达平衡态时的临界积液量。结果表明:当管道输量为1 000 m~3/d时,管内积液量最大为3 100 m~3;且随着输量的不断增大,管内临界积液量逐渐降低;为减少清管次数可增大输量到3 500 m~3/d。该成果对提高起伏管线输送效率、降低能耗和清管风险具有重要意义。     

输油管道液柱分离模拟

为了研究输油管道在不稳定流动过程中,因轻质组分挥发、气泡聚集而形成的液柱分离现象,建立了水击分析数学方程.基于分相流模型,采用特征线法、有限差分法将偏微分方程数学模型转化为代数方程组,并采用Newton-Raphson法进行求解,给出了分析步骤.最后,采用VC++开发了仿真程序,分析了输油管道中途截断阀突然关闭时,阀后管道拔高点处的水力瞬变工况.同时,还分析了初始油品中的含气率对液柱分离的影响.结果表明,当含气率大于10-6时,初始含气率越大,管道拔高点处低压持续时间越长,压力响应越滞后,液柱弥合压力越大;否则,可以不考虑含气对水力瞬变的影响.     

天然气液烃输送管道非平衡汽液相变及两相流动研究进展

天然气液烃(NGL)的主要成分是乙烷、丙烷、丁烷等低碳烷烃。在压力瞬变工况下,储运设备中的NGL汽液相变过程很难在瞬间达到热力学平衡状态,由此引发非平衡、非稳态的汽液两相流动。综述了NGL非平衡汽液相变机理及传热传质速率计算方法、非平衡汽液两相管流数学模型与数值模拟方法的研究进展。指出应着重开展以下三方面的研究:第一是采用实验和理论相结合的方法,探究NGL非平衡汽液相变的微观机理,建立汽液相间非稳态传热传质模型;第二是考虑非稳态传热传质过程与管道压力、温度、流速等参数之间的耦合作用,基于流体力学理论和非平衡态热力学理论,建立伴随非平衡汽液相变的NGL输送管道两相流动数学模型,研究模型的数值求解方法;第三是开发NGL输送管道仿真软件,揭示NGL汽液两相管流参数变化规律,为NGL输送管道的设计、运行和管理提供理论和技术支撑。     

湿天然气凝结流动的双组分模型

基于气液相间滑移的影响,建立了适用于湿天然气凝结系统的水蒸气-甲烷双组分自发凝结流动数理模型,研究了水蒸气在以甲烷为载气的超声速流动中的凝结规律,对比了不考虑相间滑移的单流体模型与加入了相间滑移因素的双组分模型在自发凝结过程中的凝结规律的区别,分析了压力、温度对湿天然气在Laval喷管中自发凝结的影响.结果表明,湿天然气中相间滑移作用对凝结参数影响较大,本文建立的包含相间滑移因素的双组分模型能更准确的预测湿天然气的凝结特性;在凝结初始阶段相间滑移速度较大达到7.2 m/s,对湿天然气的自发凝结规律影响较大,随凝结过程的不断进行气液两相逐渐达到平衡,相间滑移速度逐渐降低至1.8 m/s;随入口温度的降低、入口压力的升高最大凝结成核率位置向入口方向移动。     

天然气集输管网仿真技术研究

通过建立天然气管网管道元件以及非管元件仿真数学模型,采用隐式差分法将偏微分模型转换为有限差分方程,并采用牛顿-拉夫逊法求解模型,最后对某天然气管网进行了仿真分析,结果表明:各管道中的压力没有超过管道允许压力,部分管段压降、流量很小,增输潜力巨大,因此,可以调整输气方案,适当增加输气量.     

醇基燃料高效燃烧智能控制器

目前醇基燃料的燃烧需要人工点火,手动调节油阀来控制燃料流量,危险性较大、不易控制且燃烧效率较低,用户达不到节约成本的目的。为了解决此问题,设计了醇基燃料高效燃烧智能控制器,给出了该控制器系统、软件的组成以及检测结果。测试结果表明,该控制器能够完全实现自动点火,且大大提高了醇基燃料的燃烧率,达到节能的目的,具有广阔的市场前景。     

基于STM32的医用X射线机高频高压发生器的研制

高频高压发生器是X射线机的核心部件之一,其作用是给高压球管提供直流高压使之输出能量集中的X射线,该直流电压值是X射线机的关键参数;在医用X射线机使用过程中,当其作用于不同的个体体型及不同的人体部位时,通常需要不同的球管电压等级(kV值)以控制X射线的辐射量;因此,其输出的管电压必须是精度高且可调;设计中采用全桥串并联谐振逆变换技术并结合脉冲频率调制系统来实现高压电源的调节输出,其输出到球管的高压直流电源电压调节范围为40~150 kV;系统控制部分采用STM32微控制器实现对高压直流电源的检测与控制;实验结果证明,所设计的高频高压发生器输出的直流高压相对误差小于5%,精度高且稳定性好,可满足医用X射线机的工作要求,具有良好的应用价值。     

埋地输油管道的热力计算

在埋地热油管道中,当其输送工况变化后,管内油品及土壤中的热力平衡会遭到破坏,油温及土壤温度将重新分布。因而,研究这一非稳定热力过程就必须对非稳定温度场进行分析。通过运用数学分析法(保角变换、拉普拉斯变换等)对管道内介质和周围半无穷大土壤的不稳定传热问题进行了分析,得出土壤温度场的计算公式。同时研究了埋地热油管道的停输理论计算问题。     

某气田集输配气管网仿真分析

针对国内的某些老气田已经进入开发后期,产气规模小,产量田已满足不了市场的需求的实际,提出以管网仿真分析,实施地面管网规划和改造,进行邻区天然气的开发和利用。建立了包括管道和非管元件的复杂管网的数学模型,对稳态仿真采用节点压力法建立非线性方程,对瞬态仿真采用隐式法建立非线性差分方程,并应用广义阻尼牛顿—拉夫逊法求解非线性方程组,最后研制出管道仿真系统Pipeline Emulation System（PES）仿真软件包,对某片区的目前管网和规划管网进行仿真分析。结果表明：规划后管网中的管道压力没有超过允许压力,大部分管道可以增加流量,个别管道应该改换成较大管径的管道。