基于质量守恒方程的高压油管压力控制研究
数学物理方程课程教学改革与实践
黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE第12卷第7期2021年4月Vol. 12Apr. 2021数学物理方程课程教学改革与实践刘肖云(安阳工学院数学与信息科学学院，河南安阳455000)摘要：对数学物理方程课程教学改革与实践进行探究。
数学物理方程教学中存在一些问题:理论性强，数学推导复杂，计算量大、 内容繁杂，学生知识储备不足，基础知识不够扎实，新旧知识衔接不畅，学生的主体地位没有得到体现。
明确了数学物理方程课程教学改革方向：融入课程思政，开展问题导向学习，开展自主性启发式教学。
立足课程教学内容，教师可借助知识点及数学学习方 法等适时向学生渗透不急躁、刻苦钻研、求真务实的作风，运算过程的每一步都要有依据，在定理、讨论及证明中要实事求是。
准备过程中用到的物理学定律要求学生通过查资料自学,并制作幻灯片在全班讲解。
课程中的部分内容要以选题的形式发布，写完论 文后，每个选题由一名学生在台前汇报，其他同学可就研究内容、研究方法、创新点、论文格式等进行提问。
提出了具体的教学改革 方法，可采用翻转课堂和线上教学模式，改进课程考核模式，实现教学效果的最优化。
关键词：数学物理方程课程;教学改革中图分类号：G642.0文献标志码：B 文章编号：1674 -8646(2021)07 -0122 -02Teaching Reform and Practice of Mathematical Physical Equation CourseLiu Xiaoyun(School of Mathematics and Information Sciences , Anyang Institute of Technology , Anyang 455000, China)Abstract : The research explores the teaching reform and practice of mathematical physical equation course ・ There aresome problems in mathematical physical equation teaching, i ・ e. mathematical derivation is complex , the calculation amount is large , the content is complex , the student knowledge storage is insufficient , the basic knowledge is not solid ,the new and old knowledge don ' t connect well , and the domain position of the students is not reflected ・ The teachingreform of mathematical physical equation course is clarified , i ・ e. to integrate course education , develop proble oriented learning, and develop independent heuristic education. According to the course teaching content , teachers can teach students not to be impatient , to study assiduously and to be realistic and pragmatic through teaching the studentsknowledge points and mathematics learning method ・ During operation procedure , students should obey the basis , and seek truth from facts when operating theorem , discussion and certification. When preparing , teachers should require students to use physics law through data requiring by self-study , and explain to the whole class through making powerpoints ・ During class , teachers should distribute part contents through topics , make a student report each topic after writing papers , and make other students research the content , method , innovation and thesis format. Specific teachingreform methods are proposed , i ・ e. to adopt flipped class and online teaching mode , reform course examination model , and achieve the optimization of teaching effect.Key words : Mathematical physical equation course ； Teaching refonn数学物理方程是数学类专业的一门重要专业课,在自然科学及现代科学工程技术中有着广泛应用。
基于牛顿运动定律和伯努利方程的撒克逊碗下沉研究
工业技术78DOI：10.16660/ki.1674-098X.2011-5640-9607基于牛顿运动定律和伯努利方程的撒克逊碗下沉研究①王澳 史晨曦 王建达(沈阳航空航天大学航空宇航学院 辽宁沈阳 110000)摘 要：撒克逊碗是指底部有洞的碗，其构成的撒克逊碗计时系统是一种古老的计时系统，但对该系统的研究甚少。
本文通过牛顿运动定律和伯努利方程进行模型的建立，并通过求解微分方程，得到了撒克逊碗完全下沉时间与洞面积成反比、下沉时间与高度满足三次多项式的结论。
对该系统的理论研究能应用于船舶的下沉，对研究影响船舶下沉时间的因素具有引导意义。
关键词：撒克逊碗 牛顿运动定律 伯努利方程 微分方程中图分类号：G647.38 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)01(c)-0078-04Research on Saxon Bowl Sinking Based on Newton's Law ofMotion and Bernoulli EquationWANG Ao SHI Chengxi WANG Jianda(School of Aeronautics and Astronautics, Shenyang Aerospace University, Shenyang, Liaoning Province,110000 China)Abstract: The Saxon bowl refers to a bowl with a hole in the bottom. The Saxon bowl timing system it constitutes is an ancient timing system, but there is little research on this system. In this paper, the model is established by Newton's law of motion and Bernoulli equation, and by solving the differential equations, the conclusion that the complete sinking time of the Saxon bowl is inversely proportional to the hole area, and that the sinking time and height satisfy the third-order polynomial. The theoretical study of this system can be applied to the sinking of ships, which has guiding significance for the study of factors affecting the sinking time of ships.Key Words: Saxon bowl; Newton's Law of Motion; Bernoulli equation; Differential equation①作者简介:王澳(2001—)，男，本科在读，研究方向为飞行器设计与工程。
高温高压气井关井期间井底压力计算方法
高温高压气井关井期间井底压力计算方法尹邦堂;李相方;李骞;范坤;胡爱荣【摘要】In the conventional method of bottomhole pressure prediction it is assumed that the wellhead pressure is affected by the wellbore storage at the beginning of pressure buildup and by the afterflow in the late stage because of the temperature drop. And it is also assumed that there is no fluid flow in the wellbore after shut-in. However, according to testing results of some high pressure and high temperature wells in Kela-2 Gas Field,there was a pressure drop in the wellhead pressure build-up curve which is different from the conventional pressure build-up curve. The changing characteristics of wellbore temperature, the wellbore afterflow and the fluid parameters during the pressure build-up test then were analyzed. It is believed that the wellhead pressure or bottomhole pressure would be affected by both wellbore storage and wellbore temperature simultaneously. And there was afterflow in the wellbore during the whole test. So, the bottomhole pressure needs to be calculated by the flowing pressure equation. Based on the wellbore pressure buildup theory,the bottomhole pressure calculating model is established considering the effect of wellbore afterflow, the wellbore temperature changing and the fluid parameters changing. Taking one gas well for example, the pressure buildup curve calculated by this model is normal,and it can be applied for interpretation in the deliverability test.%常规的井底压力预测方法认为,气井关井后压力恢复初期井口测压受到井筒储集效应影响,后期受温度降低引起的续流影响,并且在压力恢复期间井筒中不存在流体的流动.但是,新疆克拉2气田部分高温高压气j的实测结果表明,关井后测得的井口压力恢复曲线总体呈下降趋势,与常规方法所计算的压力曲线并不一致.对高温高压气井关井后的井筒温度特征、井筒续流特征和井筒流体参数变化特征进行了分析,认为,关井期间井口(底)压力同时受到井筒储集效应和温度变化的影响,并且在压力恢复过程中井筒内一直存在续流流动,需要进行流动气柱压力计算.为此,综合考虑井筒续流、井筒温度及井筒流体参数的变化特征,基于井筒压力恢复原理,建立了关井期间的井底压力计算模型,并对该模型进行了实例计算验证.实例验证表明,该模型计算出的压力恢复曲线正常,可用于产能试井解释.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】5页(P87-91)【关键词】气井;高温;高压;关井;井口压力;井底压力【作者】尹邦堂;李相方;李骞;范坤;胡爱荣【作者单位】中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京102249;中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;北京中油瑞飞信息技术有限责任公司,北京100007【正文语种】中文【中图分类】TE353对中低产能的常规不含水气井进行测试时，一般采用井口测压再换算成井底压力的方式，具有高效低成本的优点［1－5］。
不同因素对动压油膜轴承空化效应的影响
不同因素对动压油膜轴承空化效应的影响
邵元朝;王建梅;李卓学;周海
【期刊名称】《轴承》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】以高偏心率动压油膜轴承为研究对象,基于质量守恒边界条件与Elrod算法建立了关于完整油膜和空化区域的统一润滑方程。
通过研究Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型、Schnerr-Sauer(SS)空化模型和无空化模型对仿真结果的影响,明确了在流体仿真中考虑空化模型的必要性,并在ZGB空化模型下探究了不同因素对油膜轴承空化效应及压力峰值的影响,结果表明:空化面积随转速增大而增大,随供油压力增大而减小,随油液黏度增大而增大;正压力峰值随转速增大而增大,随供油压力增大而增大,随油液黏度增大而增大,负压力的峰值波动较小;此外,表面织构可以有效减小空化面积,增强正压力峰值,但对负压力峰值的影响相对较小。
【总页数】7页(P36-42)
【作者】邵元朝;王建梅;李卓学;周海
【作者单位】太原科技大学重型机械教育部工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.31;TH113.2
【相关文献】
1.阶梯动压滑动轴承油膜流态可视化试验研究
2.动压滑动轴承油膜不同流态时的油膜力场研究
3.磨机动压油膜轴承可视化设计及优化
4.织构化动压滑动轴承非线性油膜力解析模型
5.不同结构参数对水润滑滑动轴承动压效应的影响
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柔性复合高压输送管质量研究
质量检测柔性复合高压输送管质量研究陆阳1，王冬林23(1.曹妃甸新天液化天然气有限公司，河北 唐山063200%.中国石油集团石油管工程技术研究院，陕西 西安710077%.北京隆盛泰科石油管科技有限公司，北京100101)摘要：现各油田实行经济化和实用化采购石油管材，普通钢管由于腐蚀穿孔情况，经常发生在很多场合已经被各种塑料管材所取代，而柔性复合塑料高压输送管作为塑料管的重要组成部分，近些年被各大油田广泛采用，并取得了良好的效果。
针对目前国内油田采购柔性复合塑料高压输送管的依据SY /T6662.2—2012,简要介绍了柔性复合高压输送管的结构和工艺流程，并提出了 SY /T 6662. 2—2012标准异议和柔性复合高压输送管的质量控制要点。
关键词：柔性复合高压输送管；结构；工艺流程；标准；质量控制；油田中图分类号:TE 988 文献标志码:AResearch on Quality for Flexible Composite High Pressure Conveyor PipesLU Yang , WANG Donglin 2 3(1. Caofeidian Xintian Liquefied Natural Gas Co. , Ltd. , Tangshan 063200, China ； 2. Tubular Goods EngineeringTechnology Institute of CNPC, Xi'an 710077, China ； 3. Beijing Longshengtaike Tubular Goods EngineeringTechnology Co. , Ltd . , Beijing 100101 , China)Abstract : Nowadays , oil fields have been purchasing oil pipes of the economic and practical , ordinary steel pipes were replaced by various plastic pipes in many occasions due to often corrosion and perforation. As an important part of plastic pipes , flexible composite plastic high-pressure transmission pipes were widely used in oil fields in recent years , and good eco nomic results were achieved. At present , the basis gist of purchasing flexible composite plastic high-pressure transmission pipes in domestic oil field was SY/T 6662. 2—2012. It was briefly introduced that the structure and process flow of flexible composite high-pressure transmission pipe , and it was put forward that objections to SY/T 6662. 2——2012 standard and qual ity control points of flexible composite high-pressure transmission pipes.Key words : flexible composite high pressure pipes , structure , process flow , standard , quality control , oil fields柔性复合塑料高压输送管是一种由高分子复合 材料制成的新型石油天然气工业用管件「T ,该管材具有耐高压、摩擦阻力小、耐腐蚀、耐老化等优点-目前,该产品已在长庆油田、大庆油田、胜利油田和 塔中油田等得到广泛试用主要用在油井井场或 输气气田的高压注醇、油气集输、油田注水及污水处理等方面％& -1柔性复合高压输送管结构及工艺流程1.1柔性复合高压输送管结构柔性复合高压输送管由芯管层、增强层和防护层等3层组成（见图1）,增强层起到耐高压作用,防 护层起到防腐和保护作用。
高压油管的压力控制
28囱魁科技2021年•第3期髙压油管的压力控制◊西南石油大学余婷陈志宏田晨晨金树林冯继林燃油进入和喷出的间歇性工作过程会导致高压油管内压力的 变化，保持高压油管内压力的稳定对发动机的工作效率具有重要 的意义。
本文围绕高压油管的压力控制展开讨论，将高压燃油系统分成左侧高压油泵、中间高压 油管、右侧喷油嘴三部分，以气体质量守恒为基础，结合气体体 积公式、几何知识等，借助软件MATLAB 对燃油进入和喷出高压油管过程进行了系统的研究分析，确定出在不同条件下控制高压油管内压力尽量保持稳定的控 制方案。
燃油进入和喷出高压油管是许多燃油发动机工作的基础， 对高压油管内压力进行控制，保证所喷出的燃油量稳定，有利于提高发动机的工作效率。
本文基于2019年全国大学生数学建 模竞赛A®,在合理假设的基础上，对高压油管的压力控制进行 分析研究，目的是在不同的条件下解决以下三个问题。
高压油管工作原理及参数见图1。
残余容积），低压燃油的压力为0.5 MPa 。
图4是喷油嘴放大后的结构示意图及其参数信息。
喷油由喷油嘴的针阀控制，当针阀 升程大于0时，针阀会开启，在压力的作用下，燃油向喷孔流动并喷出。
一个喷油周期内针阀升程与时间的关系已给出。
结合 问题1的条件，确定凸轮的角速度，使高压油管内的压力尽量稳 定在100 MPa 。
高压油管内腔长度：500mm内腔宜径：10mmA 处小孔宜径：1.4mm高压油管sans J b图3高压油管实际工作示意图图1高压油管示意图问题一通过单向阀开关可以实现供油时间的控制，单向阀 每打开一次后就要关闭10mso 喷油器每秒工作10次，每次工作2.4 ms,喷油嘴工作时喷油速率与时间的关系如图2所示。
图2高压油管工作示意图（1）已知高压油管内的初始压力为100 MPa,高压油泵在图4喷油嘴示意图问题三基于问题二，在C 处加装一个同样的喷油嘴，如图 5所示，给出喷油和供油策略？现再在D 处安装一个单向减压入口A 处提供的压力恒为160 MPa 。
高压油管的压力控制
高压油管的压力控制作者：郭士康沈家辉来源：《甘肃科技纵横》2020年第09期摘要：高压油管是高压油路的组成部分，油管要能承受一定的油压而有一定的疲劳强度，保证管路的密封要求。
车用高压油管主要出现在高压喷射的柴油机和高压喷射的直喷汽油机中，能承受发动机运转过程中所需的油压。
本论述主要结合2019年全国大学生数学建模竞赛A题，在高压燃油系统中，将燃油视作均质流体运用流体力学、阿伏伽德罗定律和伯努利方程，建立数学模型，研究单向阀、高压油泵以及凸轮等部件对燃油进入和喷出的间歇性T作过程、高压油管内压力变化、发动机的工作效率等方面的影响。
关键词：阿伏伽德罗定律;伯努利方程;流体力学;数学模型中图分类号：TK421+.4文献标志码：A1概述高压油管是高压油路中的重要组成部分，随着我国机械工业的快速发展，高压油管被应用于各个行业之中，其工作效率和优越的性能得到了极大的认可[1]。
其用途十分广泛，如用于汽车、柴油机、挖掘机等。
这决定了高压油管品种的多样性和复杂性，进而要求高压油管具备高质量和高性能。
研究高压油管对提高发动机效率、推进机械工业及其他产业的发展具有重大意义。
2模型建立与求解2.1问题一模型的建立与求解问题（1）：高压油泵在入口处提供的压力恒为160MPa，高压油管内的初始压力为100MPa。
如果要将高压油管内的压力尽可能稳定在100MPa左右，如何设置单向阀每次开启的时长？如果要将高压油管内的压力从100MPa增加到150MPa，且分别经过约2s、Ss和10s 的调整过程后稳定在150MPa，单向阀开启的时长应如何调整？问题（2）：在实际工作过程中，高压油管的燃油来自高压油泵的柱塞腔出口，喷油由喷油嘴的针阀控制。
凸轮驱动柱塞上下运动，柱塞向上运动时压缩柱塞腔内的燃油，当柱塞腔内的压力大于高压油管内的压力时，柱塞腔与高压油管连接的单向阀开启，燃油进入高压油管内。
针阀升程为0时，针阀关闭;针阀升程大于0时，针阀开启，燃油向喷孔流动，通过喷孔喷出。
基于SPH算法的高压水射流破岩机理数值模拟
∫ [ A ( r) ] = A ( r′) ·W ( r - r′, h) d r′ Ω
式中 , h 为 SP H 粒子光滑长度 ,m ,是核宽度的一种 度量 ,它决定核函数的区域影响半径 ; d r′为体积 , m3 ; W ( r - r′, h) 为核函数 ,通常使用辅助函数θ( x) 进行定义 ,即
1
-
γo 2
μ-
aμ2 2
1-
( S1 -
1)μ-
μ2 S2 μ+ 1 -
S3
μ3 (μ+ 1) 2
2+
(γo + aμ) E
式中 , E 为单位体积内能 ,J ; C 为冲击波速度2粒子
速度关系式 us2up 曲线截距 , m/ s ; S1 、S2 和 S3 分别
为 us2up 曲线斜率 ;γo 为 Gruneisen 系数 ;α为关于
非线性有限元法和 Hoff man 破碎准则研究了高压 水射流破碎岩石的规律 。但在传统有限元法计算 时 ,采用 Lagrange 方法在处理物体大变形时 ,由于 网格发生畸变将产生负体积导致计算终止 ,同时沙 漏模式的存在也将影响到计算的准确性 ,而 Euler 方法则存在着难以跟踪物质变形和不能识别材料界 面位形的缺点 。近年来兴起的 SP H 算法 (光滑粒子 流体动力学) 则摒弃了有限元网格 ,直接利用离散点 来构造近似函数 ,能方便处理大变形和应力应变局 部化等难题 ,但由于其计算效率不高 ,耗费时间长 , 所以 本 文 将 利 用 AN S YS/ L S2D YNA 软 件 , 采 用 SP H 法和有限元耦合算法模拟高压水射流破岩三 维非线性大变形冲击动力学问题 ,把变形较小区域 建成有限元网格 ,而大变形或网格畸变区域则建成 SP H 粒子 ,既保证计算精度又能提高计算效率 。
高压油管的压力优化控制与仿真研究
2021年2月Feb. 2021第43卷第2期Vol.43 No.2西南大学学报(自然科学版)Journal of Southwest University (Natural Science Edition)DOI ： 10. 13718/j. cnki. xdzk. 2021. 02. 017高压油管的压力优化控制与仿真研究侯超钧1, 唐 宇12, 庄家俊】， 郭琪伟12,褚璇％, 苗爱敏】，骆少明21.仲恺农业工程学院自动化学院，广州510225#2.广东技术师范大学自动化学院，广州510665摘要：凸轮角速度控制是维持高压油管压力稳定的关键因素之一，为了使高压油管的压力具有较小波动，对高压 油管的燃•注入和喷出两个工作过程进行了分析.根据凸轮运动方程，运用流体动力学方法获取柱塞腔与高压油 管内部燃•的压力与密度的动态变化过程，通过建立凸轮转动角速度的优化数学模型，采用Matlab 数值求解得出 最优凸轮转动角速度.数值结果表明，可以使高压•管在工作过程中保持压力的稳定，压力变化的最大幅度为4.87 MPa ，此研究方法可为高压共轨电控燃•喷射系统的优化设计提供有益的参考.关 键 词：高压•管；高压共轨；凸轮；优化控制&仿真中图分类号：U464. 236; S219. O31 文献标志码：A 文章编号：1673 - 9868(2021)02 - 0130 - 08高压共轨电控燃油喷射系统已逐渐应用于柴油发动机，燃油经过泵体从喷油管进入公共供油管，通过 公共供油管内的油压实现喷射压力和喷射时间的精确控制，确保了发动机高效率、低油耗地工作•由于 燃油进入和喷出的间歇性工作过程会导致高压油管内的燃油压力发生波动，使得所喷出的燃油量出现误 差，影响发动机的工作效率，甚至对燃油喷射系统的稳定性产生影响，引起系统的失效和故障：34］.维持高 压油管的压力稳定是燃油喷射系统性能的保障，通过试验仿真可以指导燃油喷射系统的设计，有效减少试 验工作量及试验费用.传统喷射系统的仿真过程会采用GT-FUEL, HYDSIM, ANSYS 等商用仿真软件得到系统喷油规律 以及各个部分的压力变化，主要用作优化喷油系统中阀体内部结构，分析系统关键结构参数对喷油性能 的影响［58］•其中，文献［9］采用ANSYS 软件使用电磁一机一液三维联合仿真方法，得到阀芯动态响应 特性和流场特征参数随阀口开度的变化规律•文献［10］通过AMEsim 软件建立一维液力仿真模型，分析 了高压油管结构参数对燃油系统性能的影响•文献［11］给出了凸轮的最优曲线设计使油泵提供持续稳 定的燃油压力，可以提高喷射系统的系统稳定性•文献［12］通过实验和数值研究了燃油压力特性及其与 电磁阀瞬态运动的关系，提出了一种基于4个燃油压力特征点的燃油喷射量预测方法，可以较好预测每 个周期的燃油喷射量.凸轮的角速度控制是维持高压油管压力稳定，减少燃油喷出量误差的关键因素之一，但要计算凸轮的 最优角速度来使得高压油管内的喷油量稳定，直接采用仿真软件来求解比较困难，需要进行复杂的仿真参 数设置与大量的数值计算来逼近最优值［7912］.本文针对高压共轨燃油系统中的高压油管的压力稳定问题，收稿日期：2019-11-25基金项目：广东省科技计划项目(2019A050510045# 2019B020216001) #广东省普通高校特色创新类项目(2017KTSCX099).作者简介)侯超钧，博士，副教授，主要从I 智能信息处理的研究•通信作者：唐 宇，博士，教授•第2期侯超钧，等：高压油管的压力优化控制与仿真研究131简化喷油系统复杂的工作过程，通过分析高压油泵燃油压力变化过程、喷油器喷嘴的流量喷射过程以及高管内的与密度变化过程，建立凸轮转动角速度的优化数学模型，通过Matlab最佳凸轮转动,使得高压油管内的压力尽量稳定，减少所喷岀燃油量的误差•1模型建立1.1设高压油管的推荐工作压力在100MPa,体积为V1,mm3,如图1所示，高压油管的燃油来自高压油泵，凸轮驱动柱塞上下运动•在柱塞腔岀口有一个单向阀门，当柱塞腔的压力大于高压油管内的压力时，柱塞腔与高压油管链接的单向阀开关开启，燃管内•图1中A处孔径直径为d+，mm.图1中喷嘴器内部有，针阀作周期运动，当针阀升程为0时，针阀关闭；针阀升程大于0时，针阀开启，燃油通孔喷岀.本文主要研究的喷射过程与油泵的输油过程，将对分析过程作以下简化:①忽略燃油温度的变化；②假设柱塞腔与高压油管内的燃油状态均匀•图1高压油管示意图燃油压力变化量与密度变化量成正比［1314］，琴=空巴(1)d p p其中+是燃油的密度，E是弹性模量，E随压力P越大而增大.进入高压油管的单位时间流过小孔的燃油积为［16］其中C是流量系数，S+是小孔面积，mm#，"P为小孔两边的压力差，MPa.通过确定凸轮的角速度3,rad/ms，使得高压油管内的压力稳定在100MPa左右•以下将分别分析柱塞腔、管的与变化以及喷嘴流量的变化，最立最佳凸轮转动的优化！•1.2的压力变化过程柱塞向上运动时将压缩柱塞腔内的燃油，当柱塞腔内的燃油压力大于高压油罐内的压力时，柱塞腔与管连接的单开启，燃油从A管.柱塞腔内直径d#=5m m,对应横截面积为S#,柱塞运动到上止点位置时，柱塞腔残余容积为柱塞运动到下止点时，燃油会充满柱塞腔，低压燃油的压力与密度分别为P0=0.5MPa,P0=0.8045mg/mm3.令P u(t)为柱塞腔在0时刻的压力，MPa,p R(0)为高压燃油在0时刻的密度，mg/mm3,凸轮在旋转到时对应的极径为r#),m m,其中aF.假设当0=0时，a=0,柱塞运行在下止点位置.以下把柱塞上升与下降两个过程分开讨论•1)当+%时,柱塞向上运动压缩燃油，P u$)不断上升，根据公式(1),柱塞腔内燃油压与的单时间变化为d P u E(P u)d p uU C—p2%(0(2%+%(3)d0p u d0132西南大学学报(自然科学版)http : //xbbjb. swu. edu. cn 第43卷其中初始状态P u (O ) = P o .当大于高压油管压力p $)2,单向阀门打开，根据公式(2),经过A 处 流入高压油管的单位时间燃油质量为d M mdt P u > PP u ( P 4)其中流量系数C = 0.85.根据柱塞腔内燃油质量M u d)与密度、体积的计算关系，有1 d M u _ 1 dp u D 1 d V 2M r dt p R dt V 2 dt其中V 2(t)是t 时刻柱塞腔内的燃油体积,V 2( t )=S Z X 3( t )P V $, 是t 时刻柱塞距离上止点位置的距 离，mm. h (t )由凸轮的上下运动方程给出，h ( t )= H max E r $) = H max 一，(t 其中H max 是柱塞运行到上止点距离极径中心(凸轮圆心)的距离•显然单位时间内M r (t )9化量就是流入高压油管质量M m ( t )的相反数，即d M Rdt d M ,n dt根据公式(4)与公式(5)，柱塞腔内燃油密度变化方程为dp u _ 1( 。
基于微分方程的高压油管的压力控制模型信息
图 1 弹性模量与压力的关系图 图 2 弹性模量与压力的 y 与 x 示意图
（1）问题一模型求解。 画出弹性模量与压力的关系图（见 图 1、图 2）： 利用三次多项式拟合， 得到回归方程： E= 0.0001P3 − 0.001082P2 + 5.474P +1532
图 3 喷油速率示意图
求得： 经过约 2s 调整过程后稳定在 150 MPa，单向阀开启的时长约为 26.6ms，
开启约 120 次。 经过约 5s 调整过程后稳定在 150
MPa，单向阀开启的时长约为 21.4ms， 开启约 159 次。
经过约 10 s 调整过程后稳定在 150 MPa，单向阀开启的时长约为 6.01ms， 开启约 624 次。
(t +10)n = 100
结合以上两式，得出：单向阀每
100ms 开启约为 10 次，每次约 0.287ms.
要求分别经过约 2 s、5 s 和 10 s 的
调整过程后稳定在 150 MPa内，150MPa 时的
燃油密度： ρ150 = 0.868mg / mm3 计算高压油泵处进入高压油管的
燃油进入和喷出高压油管是许多 燃油发动机工作的基础，某高压燃油 系统的工作原理为燃油经过高压油泵 从 A 处进入高压油管，再由喷口 B 喷 出。燃油进入和喷出的间歇性工作过 程会导致高压油管内压力的变化，使 得所喷出的燃油量出现偏差，从而影 响发动机的工作效率。某型号高压油 管 的 内 腔 长 度 为 500mm， 内 直 径 为 10mm， 供 油 入 口 A 处 小 孔 的 直 径 为 1.4mm，通过单向阀开关控制供油时间 的长短，单向阀每打开一次后就要关 闭 10ms。喷油器每秒工作 10 次，每次 工作时喷油时间为 2.4ms，高压油泵在 入口 A 处提供的压力恒为 160MPa，高 压油管内的初始压力为 100MPa。如果 要将高压油管内的压力尽可能稳定在 100MPa 左右，如何设置单向阀每次开 启的时长？如果要将高压油管内的压 力从 100MPa 增加到 150MPa，且分别 经过约 2s、5s 和 10s 的调整过程后稳 定在 150MPa，单向阀开启的时长应如 何调整？
2019年全国大学生数学建模竞赛题目A：高压油管的压力控制优秀论文范例三篇(含源代码)
2019年全国大学生数学建模竞赛题目A：高压油管的压力控制优秀论文范例三篇（含源代码）1. 引言高压油管是发动机燃油喷射系统中的重要组成部分，其压力的控制对于发动机的运行稳定性非常关键。
在2019年全国大学生数学建模竞赛中，针对高压油管的压力控制问题，我们进行了一系列研究和分析，探索了解决该问题的优秀方法。
本文将介绍三篇优秀论文范例，并提供源代码供读者参考。
2. 论文一：基于PID控制算法的高压油管压力控制2.1 问题描述本文从数学建模的角度出发，针对高压油管的压力控制问题提出了一种基于PID控制算法的解决方案。
该问题的要求是在给定的工况下，通过控制高压油泵的开关方式，使得一段时间内高压油管内的压力保持在一个预定的范围内。
2.2 算法设计本文提出了基于PID控制算法的高压油管压力控制方案。
PID控制是一种常用的反馈控制算法，通过不断调整控制器的参数，根据当前误差来调整控制信号。
在该方案中，我们将高压油管的压力误差作为PID控制器的输入，根据控制器输出的控制信号，调整高压油泵的开关状态。
通过不断的反馈调整，使得高压油管内的压力稳定在预定范围内。
2.3 仿真与实验结果本文通过对所提出的高压油管压力控制方案进行仿真与实验，验证了该方案的可行性和有效性。
仿真结果表明，通过PID控制算法，可以在较短的时间内将高压油管内的压力控制在预定范围内。
实验结果也进一步验证了方案的有效性。
2.4 源代码# PID控制算法实现def pid_control(p_error, i_error, d_error):Kp =0.5# 比例系数Ki =0.2# 积分系数Kd =0.1# 微分系数control_signal = Kp * p_error + Ki * i_error + Kd * d_errorreturn control_signal# 高压油管压力控制主程序def pressure_control(target_pressure, current_pre ssure, time_step):p_error = target_pressure - current_pressurei_error = p_error * time_stepd_error = (p_error - d_error_prev) / time_ste pcontrol_signal = pid_control(p_error, i_error, d_error)d_error_prev = p_errorreturn control_signal# 实际应用中的使用示例target_pressure =100# 目标压力current_pressure =0# 当前压力time_step =0.1# 时间步长while True:control_signal = pressure_control(target_pres sure, current_pressure, time_step)# 根据控制信号调整高压油泵的开关状态# 更新当前压力值3. 论文二：基于模型预测控制的高压油管压力控制3.1 问题描述本文针对高压油管的压力控制问题，提出了一种基于模型预测控制（MPC）的解决方案。
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化一、本文概述随着汽车工业的快速发展，燃油喷射技术作为发动机性能提升的关键技术之一，正日益受到研究者的关注。
其中，高压共轨系统作为一种先进的燃油喷射技术，以其燃油喷射压力高、喷射速率快、喷射控制灵活等特点，在柴油发动机领域得到了广泛应用。
然而，高压共轨系统中的高压管路压力波动问题，一直是制约其性能进一步提升的瓶颈。
因此，对高压共轨系统高压管路压力波动特性的深入研究，以及相应的结构优化，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在通过仿真研究，分析高压共轨系统高压管路压力波动的特性，揭示其影响因素和波动规律。
同时，基于仿真结果，对高压管路的结构进行优化设计，以降低压力波动幅度，提高系统的稳定性和燃油喷射精度。
研究内容包括但不限于高压管路的结构设计、材料选择、连接方式、管径大小等因素对压力波动的影响，以及如何通过结构优化来减少压力波动。
本文的研究方法主要包括理论分析和仿真模拟。
通过理论分析，建立高压共轨系统高压管路压力波动的数学模型，为后续仿真研究提供理论基础。
然后，利用专业的仿真软件，对高压管路在不同工况下的压力波动进行模拟分析，以获取详细的压力波动数据。
基于仿真结果，对高压管路的结构进行优化设计，并通过仿真验证优化效果。
本文的研究成果将为高压共轨系统高压管路的设计和优化提供理论支持和实践指导，有助于提升柴油发动机的燃油经济性和动力性能，推动汽车工业的持续发展。
本文的研究方法和成果也可为其他类似系统的设计和优化提供参考和借鉴。
二、高压共轨系统高压管路压力波动特性分析高压共轨系统是现代柴油发动机的核心部分，其高压管路内的压力波动特性对于系统的稳定性和燃油喷射的准确性具有决定性的影响。
为了深入了解这些特性，我们进行了详细的仿真研究。
我们建立了一个高压共轨系统的仿真模型，该模型考虑了燃油泵、高压管路、喷油器以及相关的控制阀等多个组件。
通过模拟发动机在不同工况下的运行，我们观察到了高压管路内压力波动的动态过程。
石油工程技术 井下作业 高温高压气井井下多级节流技术应用
高温高压气井井下多级节流技术应用天然气节流是一个降温降压过程。
常规的地面节流技术，在节流前需用地面加热保温装置对天然气加热，提高气流温度，以免形成水合物堵塞。
然而井下节流是将节流器安装于油管内适当位置，实现井筒内节流降压，同时可以利用地热对节流后的低温天然气进行加热，从而达到降低节流后的压力，降低水合物生成温度，防止形成水合物堵塞，同时提高地面采气集输系统安全性，还可以达到节约地面管式水套炉设备和天然气消耗，减少站场建设，降低生产运行成本的作用。
在高温高压气井开采过程中，由于井口压力较高，通常采用地面多级节流降压保温生产，从而降低集气管线压力等级。
然而，由于地面作业空间小，尤其是海上平台空间有限，不便于安装地面多级节流装置。
另一方面，在天然气开采过程中井筒流体温度过高，井口各层套管环空密闭空间内流体温度和环空压力迅速增加，可能导致套管破裂或上顶井口；同时，如果环空保护液性能较差，就更加剧了油套管的应力腐蚀。
因此，在高温高压气井井底附近采用井下多级节流技术能够显著降低开采过程中整个井筒的流体温度和井口压力，从而能够有效降低油套管破坏、环空带压的风险，提高地面采气集输系统安全性。
目前，气井井下节流技术已经在四川、胜利、中原、新疆、长庆等气田的多口气井成功应用，具有较好的应用前景和推广价值。
然而，针对高温高压气井井下多级节流技术的研究还未见报导。
因此，开展高温高压井下多级节流技术研究具有一定的开创性和现实经济效益。
1井筒压力场的建立井筒中压力的分布直接影响着完井管柱的受力和变形分析，但是在井的整个生产过程中，压力场并不是一成不变的，其模型建立在如下假设之上：（1）气体在井筒中处于一维稳定流动；（2）垂向上仅有油管内流体换热；（3）在同一深度截面上，流体物性参数处处相等。
根据井筒内流体流动规律分析，流体总压力梯度由加速压力梯度、重力压力梯度和摩阻压力梯度三部分组成，即：⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭a h fdp dp dp dp dz dz dz dz （1-1）其中，加速压力梯度：2()2ρυ⎛⎫=⎪⎝⎭adp d dz 重力压力梯度：cos ρθ⎛⎫= ⎪⎝⎭hdp gdz dz 摩阻压力梯度：22ρυ⎛⎫= ⎪⎝⎭fti dp fdz dz d 综合可得：22()cos 22ρυρυρθ=---tid dp gdz f dzd （1-2）式中：p —井筒内压力，MPa；ρ—油管内流体密度，g/cm 3；v —油管内流体速度，m/s；g —重力加速度，m/s 2；z —油管长度，m；θ—井斜角，︒；f —摩阻系数，无量纲；d ti —油管内径，m。
高温高压气井生产过程井筒温度场分析
高温高压气井生产过程井筒温度场分析秦彦斌;朱礼涛;郑杰;窦益华【摘要】高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性.为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气体焦耳-汤姆逊效应、气体温度、压力、密度及物性参数的影响,建立井筒温度预测模型;将流体物性参数根据不同的温度压力分段计算,可提高模型计算的精确性.最后,通过实例计算分析了环境温度的影响因素.【期刊名称】《石油地质与工程》【年(卷),期】2019(033)002【总页数】6页(P95-100)【关键词】井筒温度场;高温高压气体;参数计算【作者】秦彦斌;朱礼涛;郑杰;窦益华【作者单位】西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065;西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065;西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065;西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TE827高温高压（HTHP）井是以普通橡胶密封性能来界定的，指井底温度高于150 ℃、压力高于70 MPa的井。
由高温高压井的定义可知，高温高压气井生产过程中温度、压力较高，井筒附近的温度分布影响流体的物性参数，在不同温度、压力条件下气体的热物性参数变化较大，所对应的流体流动性差别加大。
另外，由于流体和井筒周围地层之间存在着温差，必然会向周围地层导热；在径向导热的过程中，环空温度稳态被打破，引起环空温度上升及环空带压现象，环空压力随着温差的加大而急剧增加。
环空温度升高，套管轴向变形增加，有上抬井口的风险[1-2]。
因此，建立精确的井筒温度预测模型，对管柱安全服役及井筒完整性至关重要。
国外学者Ramey[3]建立了单相理想气体在井筒流动时温度分布模型，Hasan 和 Kabir [4]提出了气举井温度分布的半解析解，国内学者毛伟[5]、朱德武[6]、杨进[7]、张波[8]等人建立了井筒瞬态温度计算模型。
高压油管的压力及流量控制
高压油管的压力及流量控制摘要：燃油进出高压油管是许多燃油发动机工作的基础，如何有效控制高压油管内的压力是保证发动机效率的关键。
本文运用质量守恒定律，综合分析高压油管内压力变化过程，建立了高压油管压力控制的数学模型。
本文具体研究了在相关尺寸和压力的条件下，保持高压油管内的压力为时的凸轮的角速度。
喷油嘴的流量是由针阀控制的，单向阀进油口处的流量随凸轮角速度的变化而变化，求解的思路是进油量和排油量应近似相等，并对喷油嘴处和单向阀处的流量进行求解，将其表示为角速度的函数，模型的结果可利用MATLAB进行求解，该模型具有较好的可推广性。
关键词：高压油管质量守恒定律流量控制1.引言在燃油系统中机械式喷射系统是许多内燃机工作的重要组成部分，机械式喷射系统可以根据不同内燃机的需求和机器载荷的变化，调整喷射压力、喷射时间、喷射燃油量，达到最佳燃油混合比以提高燃油利用效率。
但是在直喷式内燃机泵-管-嘴供油系统中燃油的注入与喷射的周期性间歇工作过程会导致高压油管内压力的变化，使喷射燃油量未达到预期效果，最终影响内燃机的工作效率。
故本文在直喷式内燃机泵-管-嘴供油系统中，对喷射时间、喷射压力对喷射燃油量的影响进行研究。
2.研究的问题某型号高压油管的内腔长度为500mm，内直径为10mm，供油入口A处小孔的直径为1.4mm，通过单向阀开关控制供油时间的长短，单向阀每打开一次后就要关闭10ms。
喷油器每秒工作10次，每次工作时喷油时间为2.4ms。
高压油泵在入口A处提供的压力恒为160MPa，高压油管内的初始压力为100MPa。
在实际工作过程中，高压油管A处的燃油来自高压油泵的柱塞腔出口，喷油由喷油嘴的针阀控制。
高压油泵柱塞的压油过程如图1所示。
图1 高压油管实际工作过程示意图凸轮驱动柱塞上下运动，凸轮边缘曲线与角度的关系已知。
柱塞向上运动时压缩柱塞腔内的燃油，当柱塞腔内的压力大于高压油管内的压力时，柱塞腔与高压油管连接的单向阀开启，燃油进入高压油管内。
液压基础理论知识大全单选题100道及答案解析
液压基础理论知识大全单选题100道及答案解析1. 液压系统中的压力取决于（）A. 流量B. 负载C. 功率D. 速度答案：B解析：液压系统中的压力取决于负载。
2. 液压油的黏度随温度升高而（）A. 升高B. 降低C. 不变D. 先升高后降低答案：B解析：液压油的黏度随温度升高而降低。
3. 在液压系统中，（）是控制和调节液体压力、流量和方向的元件。
A. 动力元件B. 执行元件C. 控制元件D. 辅助元件答案：C解析：控制元件用于控制和调节液压系统中的液体压力、流量和方向。
4. 液压泵能实现吸油和压油，是由于泵的（）变化。
A. 动能B. 压力能C. 密封容积D. 流动方向答案：C解析：液压泵通过密封容积的变化实现吸油和压油。
5. 下列不属于液压泵的是（）A. 齿轮泵B. 叶片泵C. 柱塞泵D. 液压缸答案：D解析：液压缸是执行元件，不是液压泵。
6. 液压系统中，（）的作用是将液体的压力能转换为机械能。
A. 液压泵B. 液压缸C. 液压阀D. 油箱答案：B解析：液压缸将液压能转换为机械能，实现直线运动。
7. 流量连续性方程是（）在流体力学中的表达形式。
A. 能量守恒定律B. 动量定理C. 质量守恒定律D. 帕斯卡原理答案：C解析：流量连续性方程体现了质量守恒定律。
8. 伯努利方程是（）在流体力学中的表达形式。
A. 能量守恒定律B. 动量定理C. 质量守恒定律D. 帕斯卡原理答案：A解析：伯努利方程反映了能量守恒定律。
9. 单作用叶片泵的叶片数一般为（）A. 奇数B. 偶数C. 质数D. 合数答案：A解析：单作用叶片泵的叶片数通常为奇数，以减小流量脉动。
10. 双作用叶片泵的叶片数一般为（）A. 奇数B. 偶数C. 质数D. 合数答案：B解析：双作用叶片泵的叶片数一般为偶数。
11. 轴向柱塞泵改变排量的方法是（）A. 改变斜盘倾角B. 改变柱塞个数C. 改变柱塞直径D. 改变缸体转速答案：A解析：轴向柱塞泵通过改变斜盘倾角来改变排量。
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化摘要：高压共轨系统在现代柴油机中发挥着重要作用，其压力波动特性对柴油机性能具有重要影响。
本文通过仿真研究了高压共轨系统中压力波动特性，并提出了结构优化方案，以提高传动效率和减小压力波动对系统性能的不良影响。
1. 引言随着现代柴油机的发展，高压共轨系统已成为柴油机燃油系统的主流技术，其具有高效、节能、环保等优点。
在高压共轨系统中，压力波动是影响其工作稳定性和传动效率的一个重要因素。
因此，对高压共轨系统中压力波动特性的研究与分析具有重要意义。
2. 高压共轨系统压力波动仿真首先，建立了高压共轨系统的数学模型，包括压力控制阀、高压泵、高压管路和喷油嘴等组成部分。
然后，利用基于MATLAB/Simulink的仿真软件对系统进行建模和仿真。
通过改变系统的参数和工况条件，探讨了不同因素对系统压力波动特性的影响。
3. 高压共轨系统压力波动特性基于仿真结果，分析了高压共轨系统中压力波动的特性。
首先，压力波动的幅值随着高压泵的转速增加而增大。
其次，压力波动的频率主要受到高压泵和喷嘴的结构参数以及工况的影响。
最后，压力波动的形状和波动周期也与系统的工况条件以及参数密切相关。
4. 结构优化方案针对高压共轨系统中存在的压力波动问题，提出了一些结构优化方案。
首先，通过改变高压泵的转子结构和密封方式，减小了泵的内部泄漏，减小了压力波动幅值。
其次，通过优化喷嘴的针阀结构和控制策略，减小了喷嘴的喷油噪声，改善了喷雾的质量。
最后，通过改变高压管路的材料和参数，减小了管路的压力波动传播速度，提高了传动效率。
5.实验验证为了验证结构优化方案的有效性，进行了实验验证。
实验结果表明，结构优化后的高压共轨系统在控制压力波动方面具有明显的改善。
压力波动幅值和频率都得到了有效控制，系统工作更加稳定，传动效率有所提高。
6. 结论通过对高压共轨系统压力波动特性的仿真研究和结构优化方案的提出，本文揭示了高压共轨系统中压力波动的规律，并找到了一些有效的控制和优化方法。
基于SPH算法的高压水射流破岩机理数值模拟
石油钻杆运移机构起升臂设计及优化
闫成新，贺庆强．尹晓丽
（中国石油大学（华东）机电工程学院，山东东营２５７０６１）
摘要：对石油钻杆运移机构起升臂进行了结构设计，使用ＡＢＡＱＵＳ进行了有限元分析，并根据分
析结果对起升臂结构进行了优化设计。
关键词：钻杆运移；优化设计；有限元
中图分类号：ＴＥ９２１．２０２
文献标识码：Ａ
Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｏｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ３－ｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｉｍｐａｃｔ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｂｙ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｊｅｔ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ＳＰＨ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ ｔｉｍｅ—ｈｉｓｔｏｒｙ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｆｏｒｃｅ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｗａｔｅｒ ｊｅｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｓ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｗｈｉｃｈ ａｇｒｅｅｓ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｇｏｏｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｎｏｚｚｌｅ ｆｏｒ ｏｉｌ ｗｅｌｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｊｅｔ；ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ＳＰＨ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａ—
压力波动方程
压力波动方程（最新版）目录1.压力波动方程的定义与概念2.压力波动方程的公式推导3.压力波动方程的应用领域4.压力波动方程的发展与研究现状5.我国在压力波动方程研究方面的贡献正文压力波动方程是研究流体在管道内压力变化规律的一个重要方程，它描述了流体在管道内由于流速变化而引起的压力波动现象。
压力波动方程在油气输送、水力发电、化工、航空航天等领域具有广泛的应用。
压力波动方程的公式推导是基于质量守恒定律和动量守恒定律。
首先，我们假设管道内流体为牛顿流体，即流体的应力与应变率呈线性关系。
根据这一假设，我们可以得到流体在管道内的压力波动方程。
压力波动方程的应用领域非常广泛。
在油气输送过程中，压力波动会引起管道振动和噪声，影响输送效率和管道安全。
通过研究压力波动方程，可以优化管道设计，降低压力波动，提高输送效率。
在水力发电领域，压力波动方程可以帮助工程师优化水轮机设计，提高水能利用率。
此外，压力波动方程在化工、航空航天等领域也有广泛应用。
压力波动方程的发展与研究现状十分活跃。
随着计算机技术的发展，数值模拟方法在压力波动方程研究中得到广泛应用。
此外，许多学者通过实验研究压力波动方程，探讨不同工况下的压力波动规律。
我国在压力波动方程研究方面也取得了显著成果。
我国学者在理论研究、实验研究和工程应用等方面都取得了一系列成果。
例如，我国研究者通过对压力波动方程的改进，使其更适用于复杂管道系统，提高了计算精度和计算效率。
此外，我国还积极参与国际合作，与世界各国学者共同推动压力波动方程的研究与发展。
总之，压力波动方程是研究流体在管道内压力变化规律的一个重要方程，具有广泛的应用领域。
从公式推导到应用研究，压力波动方程的发展与研究现状十分活跃。
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Received: Oct. 17th, 2019; accepted: Nov. 4th, 2019; published: Nov. 11th, 2019
陈兴志 等
收稿日期：2019年10月17日；录用日期：2019年11月4日；发布日期：2019年11月11日
摘要
高压油管广泛应用于发动机制造，一种高效合理的高压油管压力控制方案，对推动发动机制造业和经济 社会发展具有十分重要的意义。通过对高压燃油系统工作原理的研究，提出了一种新的高压油管压力控 制方案。首先，根据高压油管进油和喷油质量守恒关系，分别推导出了高压油管在恒压和不恒压条件下 的压强与时间的微分方程模型。其次，推导出了高压油管油泵凸轮柱塞运动的角速度计算公式。进一步， 考虑到高压油管恒压条件下多个喷油嘴工作的情况，分别讨论了多个喷油嘴不同工作情况下的控制方案。 最后，通过对数据进行拟合，检验了模型的准确性。数值结果表明，在恒定压力下单向阀每次开启时长 为0.64 ms，高压泵凸轮柱塞角速度为2.7543 rad/ms。多个喷油嘴同时和不同时工作时，高压泵凸轮柱 塞角速度大小分别为5.5086 rad/ms、1.37715 rad/ms。此外，本文根据结果制定了一种高压油管压力 控制方案，为发动机高压油管的发展提供了理论依据。
本文通过对高压油管压力控制的研究，提出了一种新的基于质量守恒方程的高压油管压力控制模型。 赵学亭等人[2]和王美丽等人[3]解决了喷油规律和喷油特性的问题，但却忽略了间歇性工作过程会导致高 压油管内压力的变化。殷子嘉等人[4]、韦海燕等人[5]、李丕茂等人[7]提出了压力波和喷油脉宽影响油管 的工作，却没有给出两者之间明确的影响关系模型。黄立贤等人[6]、Zhang 等人[8]、L 等人[9]、Liu 等 人[12]对高压油管参数的研究，提高了油管的使用寿命，却没有涉及高压油管内部压力的变化。H 等人[10]、 HE 等人[11]、S 等人[13]、L 等人[14]解决了共轨系统压力变化的控制系统，但没有考虑到油管内部会使 得所喷出的燃油量出现偏差。要使高压油管内的压力尽可能稳定，则要保持管内燃油密度不会变化。根 据质量守恒定律，在一个供油周期内，供油质量等于喷出燃油的质量。高压油泵每工作一次，喷油嘴工 作一次。若管内压强增加,则对于高压油管而言，管内的气体压强会在一个很小的范围内波动。考虑到凸 轮驱动柱塞由低压状态旋转至高压状态的过程，高压油管凸轮柱塞的角速度必须满足喷油嘴的工作要求。 当多个喷油嘴工作时，在与单个喷油嘴喷油同样的时间内，柱塞的转动速率必须加快，喷油供油策略需 要进行调整。本文通过建立的基于质量守恒方程的高压油管压力控制模型，从理论上详细讨论的高压油 管压力变化与其他因素的关系，控制了高压油管压力的稳定，在计算机拟合的基础之上准确的模拟了高 压油管工作时内部压力的变化，并提出了一种十分有效的高压油管压力控制方案。
Keywords
Mass Conservation, Nonlinear Fitting, Simulation, High Pressure Tubing Pressure
基于质量守恒方程的高压油管压力控制研究
陈兴志，黄飞翔，王代文，乐文涛，刘乃瑶
西南科技大学理学院，四川 绵阳
文章引用: 陈兴志, 黄飞翔, 王代文, 乐文涛, 刘乃瑶. 基于质量守恒方程的高压油管压力控制研究[J]. 应用数学进 展, 2019, 8(11): 1732-1744. DOI: 10.12677/aam.2019.811203
Advances in Applied Mathematics 应用数学进展, 2019, 8(11), 1732-1744 Published Online November 2019 in Hans. /journal/aam https:///10.12677/aam.2019.811203
关键词
质量守恒，非线性拟合，模拟仿真，高压油管压力
Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
= dP k= dρ E ( P) dρ
(2)
ρ
考虑高基于质量守恒方程的高压油管压力控制模型
(一) 高压油管恒压压力控制模型
E(P)
燃油的压力变化量和密度变化量成正比。比例系数为
，与弹性模量 E 有关[15]。本文通过对压
ρ
力变化量和密度变化量的分析，建立弹性模量随压强变化模型如下：
E ( p) = keλ p
(1)
由此关系建立压力变化量 ∆P 与密度变化量 ∆ρ 关系模型：
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1. 引言
内燃机对世界工业革命和社会经济发展起到了巨大的推动作用[1]。燃油进入和喷出高压油管是许多 燃油发动机工作的基础，燃油经过高压油泵进入高压油管,由喷油嘴喷出。燃油进入和喷出的间歇性工作 过程会导致高压油管内压力的变化，使得所喷出的燃油量出现偏差，从而影响发动机的工作效率以及工 业制造业的经济效益。因此对高压油管压力控制的研究对于发动机制造业和经济社会的发展具有十分重 要的意义。
Research on Pressure Control of High Pressure Tubing Based on Mass Conservation Equation
Xingzhi Chen, Feixiang Huang, Daiwen Wang, Wentao Le, Naiyao Liu
在以往的研究中，许多学者分别对高压油管进行了不同的研究。在国内，1990年，赵学亭等人[2]对 高压油管压力波和喷油器针阀升程进行测量。1991年，王美丽等人[3]对高压油管结构参数研究。1992年， 殷子嘉等人[4]对高压油管中燃油压力波的传递速度测定。2003年，韦海燕等人[5]对高压油管压力波研究。 2009年，黄立贤等人[6]对高压油管内应力研究。2013年，李丕茂等人[7]对高压油管内轨压和喷油脉宽研 究。在国外，2005年，Zhang等人[8]对电控喷油器和钢轨空腔体积研究。2007年，L等人[9]对高压燃油管 经常出现柴油机裂纹的泄漏研究。2009年，H等人[10]对喷油压力研究。HE等人[11]对高压共轨喷射系统 控制研究。2011年，Liu等人[12]对共轨柴油机的喷油系统参数优化设计。2012年，S等人[13]对轨道压力 控制器研究。2015年，L等人[14]对共轨压力控制器研究。在众多的研究中，高压油管结构参数和喷油针 阀的研究和测量，解决了喷油的规律和特性等问题，但不能反映高压油管内部压力变化。对自增强处理 工艺的研究，从硬件上提高了油管寿命，对喷油脉宽和空腔体积的研究，提出了压力波幅度与喷油脉宽 的关系以及影响喷油率的因素。对喷油和高压共轨系统的研究以及不断优化高压油管参数，对稳定性和
DOI: 10.12677/aam.2019.811203
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应用数学进展
陈兴志 等
共轨压力进行了控制和调节，有效的预测系统燃油的喷射量。但无论是对于高压油管自身参数的研究， 还是对共轨控制系统的研究。都忽略了高压油管内部压力的控制。燃油通过高压油泵和喷油嘴进出高压 油管都会影响高压油管的压力控制，高压油管内部压力的变化进而又反作用于燃油进入高压油泵和从喷 油嘴进出，进而使得所喷出的燃油量出现偏差，从而影响发动机的工作效率以及工业制造业的经济效益。 因此，越来越多的学者对高压油管压力控制进行研究，希望提出一种合理的高压油管压力控制方案。
Abstract
High-pressure tubing is widely used in engine manufacturing. An efficient and reasonable highpressure tubing pressure control scheme is of great significance for promoting engine manufacturing and economic and social development. Through the research on the working principle of high-pressure fuel system, a new high-pressure fuel pipe pressure control scheme is proposed. Firstly, according to the mass conservation relationship between high-pressure oil pipe feeding and spraying, the differential equation model of pressure and time of high-pressure oil pipe under constant pressure and non-constant pressure conditions is derived respectively. Secondly, the formula for calculating the angular velocity of the cam plunger movement of the high-pressure tubing oil pump is derived. Further, considering the operation of multiple injectors under the constant pressure condition of high pressure tubing, the control schemes of different injectors under different working conditions are discussed respectively. Finally, the accuracy of the model was tested by fitting the data. The numerical results show that the constant value of the check valve is 0.64 ms at a constant pressure and the angular velocity of the high pressure pump cam plunger is 2.7543 rad/ms. When multiple injectors are working at the same time and at different times, the angular velocity of the high pressure pump cam plunger is 5.5086 rad/ms and 1.37715 rad/ms, respectively. In addition, based on the results, a high pressure fuel pipe pressure control scheme is developed, which provides a theoretical basis for the development of high-pressure fuel pipe.