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活塞.dwg
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活塞容器部件图.dwg
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全自动泡沫流体PVT实验仪的设计论文.doc
容器塞盖.dwg
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筒体.dwg
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总装配图.dwg
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以下实验流程方框图可以简要说明实验仪测试系统的原理实验仪工作原理与泡沫钻井液密度测定装置基本相同。
工作时，步进电机旋转带动柱塞泵螺杆旋转，柱塞移动，缸内出现负压，油杯内的液体被吸入缸内。
柱塞向另方向移动，将液体压缩后另单向阀被打开，被吸入缸内的液体排除流入与缸相连的管道。
再通过管道流入筒体内，进而推动活塞移动，压缩泡沫钻井液，改变钻井液的压力，支架柜内装配的计算机软件会测试钻井液随压力的变化情况。
.优化设计利用上述原理，实验仪的优点在于采用计算机软件跟踪测试。
只需在计算机软件操作界面上输入具体的温度值，然后操作系统加热或冷却，再启动电机计量泵，设定电动计量泵的流量和上限压力，正反启动电机计量泵，排尽泵和过渡容器端的空气，吸满工作液水停泵。
在达到设定的温度值后，设定泵的恒压功能和参数值此时压力表读值，启动电动机计量泵，当泵的压力达到设定值时，泵会自动停止。
实验仪的优点体现在结构简单操作方便测量精确。
.主要设计部分的实物图设计的主要部分是剩有泡沫泥浆即泡沫钻井液的筒体部分。
.技术关键在设计中最主要的是注意筒体内的压力，根据工作压力和温度以及工作的其它环境选择合理材料和结构，螺纹设计要满足强度要求，且要注意密封效果。
要根据实用经济美观的原则设计容器的尺寸和结构。
实验仪的设计.筒体设计.筒体材料的选择设计之前首先对筒体进行材料的选择。
压力容器材料费用占总成本的比例很大，般超过。
材料性能对压力容器运行的安全性有显著的影响。
选材不当，不仅会增加总成本，而且有可能导致压力容器破坏事故，因此，合理选择压力容器是设计的关键之。
压力容器用材多种多样，有钢有色金属非金属复合材料等，用的最多的还是钢。
设计中我选择了不锈耐酸钢，因为不仅在高温高压下变形抗力较大而且耐酸耐腐蚀性强，适合本设计的操作条件，成本也较其他耐酸不锈钢小。
.筒体结构的选择近年来，高压容器的操作压力越来越高，容器尺寸越来越大，这就迫使人们去研究高压容器的新结构和新的设计方法。
普遍使用或散见于文献中的高压容器的筒体结构主要有.单层厚壁筒体.双层或多层筒体.饶丝式筒体.其他形式筒体剖分块式层间充压式其他形式各种结构的筒体承载能力如下图根据筒体结构的承载能力和设备的操作条件以及技术经济指标，选择单层厚壁筒体。
.筒体内径的设计根据体积公式而工作要求根据结构需要以及为使整体美观，选取筒体内径.筒体长度的设计由可得.可知钻井液在筒体中所占的长度为.，又考虑到活塞，螺母等在筒体中所占的空间，在设计中取筒体高度。
.厚度的设计根据我国钢制石油化工压力容器的设计规定，为计算简便，内压厚壁圆筒壁厚的计算仍采用薄壁圆筒的中径公式。
由机械设计手册，对，可查得其中，为为常温时材料的抗拉强度为钢材的屈服点根据设计压力和液柱静压力确定计算压力液柱静压力假设液体密度小于设计压力的忽略不计园筒应力分析如图弹性失效设计准则将容器总体部位的初始屈服视为失效。
对于韧性材料，在单向拉伸应力作用下，屈服失效判据的数学表达式为式中材料的屈服点，.许用应力代替中的材料屈服点，得到相应的设计准则由于历史的原因，压力容器设计中，常用最大拉应力来代替中的应力，建立设计准则，即压力容器材料的韧性较好，对于承受内压的薄壁圆筒，经向和周向薄膜应力为式中计算厚度，圆筒中面直径，显然由式得用系圆筒内直径带入上式，经化简得取等号得径比为圆筒厚度计算式为称为中径公式在该实验仪筒体的厚度设计中，我们选择中径公式.由机械设计手册查得单层厚壁筒体在内压作用下，圆筒壁内所产生的应力很大，并且应力的分布沿着器壁的厚度方向是极不均匀的，内壁应力很大，外壁应力就降低很快，应力变得很低。
所以在较高压力作用下，筒内壁受有很高的应力，以至有可能发生屈服或者塑性流动，而外壁应力仍然很低。
厚壁圆筒在非弹性范围内工作，会使容器的寿命大大受到影响，更容易发生疲劳破坏。
为了保证筒体在弹性范围内工作，可以用高强度的材料来制造筒体，但是随着材料强度的提高，其塑性韧性就下降，反而显得不甚安全。
而且整个筒体都采用高强度钢制造就不经济。
为了提高单层厚壁圆筒的承载能力，在筒体的外径与内径之比在以内，常常用增加筒体的壁厚的办法。
根据以上理论，为保证筒体安全，在设计中取厚度。
.筒体的强度校核厚壁圆筒在几何上对称于轴线，所受载荷和约束情况，般也对称于轴线。
针对单层厚壁筒体，最大剪应力理论即第三强度理论，只考虑了周向应力与径向应力，而未考虑轴向应力对强度的影响，尽管有些偏差，但经加压试验证实无论在理论上或在实验上，最大剪应力理论都比其他理论合理，且设计所得数据偏于保守安全。
因此，采用第三强度理论进行校核。
这里略去轴向应力效应，径向应力与周向应力形成个二维系统。
最大正应力发生在垂直于轴的截面上，而最大剪应力发生在与轴成的截面上，其值为最大主应力与最小主应力之差的半，等于最大正应力之半，即所谓相当应力值，即在复杂应力下的二倍剪应力，相当于材料受拉伸时的应力，。
当剪应力达到最大值时，相当应力即达到屈服时应力。
内壁表面剪应力，时有最大值。
只承受内压相当于应力值代入设计的数据，.由化工设备手册查得，在时的许用应力是。
于是可得出满足强度要求容器塞盖的设计.容器塞盖的结构设计所设计的顶盖是由下面的沟槽和上面的立柱组成。
中心轴处开直径为的孔，与上端的阀门管道连接。
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