主题赛事
返回
第十三届中国研究生能源装备创新设计大赛企业命题发布通知（第三批）
发布时间：2026-06-26
来源：中国研究生能源装备创新设计大赛
阅读次数：5342
41、高含气率工况下油气混输泵内流机理和高效过流部件优化设计
油气混输泵是油气田集输核心装备，可直输井口油气水多相流体，无需预先分离即可增压长距输送，简化集输流程、降低管线配套投入，适用于边际油田、海上平台等复杂工况。多相流动机理研究和高含气率水力设计是行业关键核心技术。针对入口含气率超60%工况，构建适配高含气率气液两相流数值计算体系，探究泵内空泡演化规律与气泡溃灭对泵性能的影响；通过气液两相流仿真分析叶轮参数性能关联，依托多目标优化算法完成叶轮多参数协同优化，得到最优水力结构方案。
命题单位：合肥通用机械研究院有限公司 联系人：任启乐 联系方式：13865917680
42、高压密相煤粉流量控制阀的气固耦合流动机理与调控特性研究
煤粉流量控制阀是高压密相煤粉气化装置的核心设备，用于干煤粉气化装置生产负荷调节和氧煤比控制，密相输送煤粉流量的平稳调节是煤粉气化技术的关键难点。针对4MPa载气CO2、煤粉粒径40-60μm、输送浓度200-500kg/m³(管道输送浓度)、流速4-8m/s，阀门压差0.2-1.5MPa的密相输送工况，开展2000t/d典型煤粉气化装置的粉煤流量控制阀气固耦合流动机理与流量调控特性研究，建立气固耦合节流理论模型，揭示阀门结构参数对流量特性的影响规律、冲蚀磨损机理与结构优化，提出调控优化策略，并通过现有工程数据或试验验证关键结论。
命题单位：合肥通用机械研究院有限公司 联系人：任启乐 联系方式：13865917680
43、典型液氢密封件的密封性能劣化机理及其规律研究
液氢是氢能高效利用的核心形态，是氢能规模化应用的关键介质，广泛应用于航空航天、能源等领域。液氢密封是航天发动机、液氢储运加注系统等安全运行的核心环节，直接保障氢能装备运行安全，是低温氢能领域核心关键技术。开展典型液氢密封件的密封性能劣化机理研究，探究多场耦合下密封泄漏率演变规律，分析超低温特性带来的泄漏损伤影响机制，建立劣化演化模型，研究密封失效临界条件，为液氢密封结构优化提供理论依据。
命题单位：合肥通用机械研究院有限公司 联系人：任启乐 联系方式：13865917680
44、低功耗钻井装备运动部件姿态感知系统
连续旋转运动部件广泛应用于钻井装备，通过采集和分析运动部件的振动、温度、倾角等信号有助于分析其健康状态，为设备预防性维护提供依据。顶驱吊环安装于顶驱回转头上，随回转头在360°旋转的同时还可以前后倾一定角度，以便抓取钻杆，但受结构限制无法通过电缆为安装其上的传感器供电，需要研发一种低功耗多传感器系统，采用电池/电磁耦合/振动换能复合供电，利用低功耗LORA通讯协议、低功耗传感器实现多种信号采集与传输。其核心设计指标要求如下：1）无线传输：采用LORA无线传输协议，有金属遮挡物环境中有效传输距离≥200米。2）多姿态感知：能在单一芯片上集成倾角、速度、温度、振动信号采集。3）低功耗：连续运行时间≥90天。
命题单位：北京石油机械有限公司 联 系 人：王博 联系方式：13910722104 wangbodri@cnpc.com.cn
45、电子机械制动器研发
液压卡钳广泛应用于工程机械、轨道交通等各类装备的制动场景，通过液压油传递制动力实现设备减速或驻车，但在实际应用中存在液压管路泄漏、系统响应滞后、调节精度不足等问题，需研发一款可替代液压卡钳的电子机械制动器，采用对置浮动钳盘式结构，通过电信号直接驱动执行机构实现制动，结合低功耗控制技术、精准力控算法，实现制动性能的全面升级。其核心设计指标要求如下：1）单钳夹紧力≥20000N。2）反应时长≤120ms。3）制动盘310mm（直径）×20mm（厚度）。4）通过CAN总线或电平信号切换松开、制动、驻车工作状态。
命题单位：北京石油机械有限公司 联 系 人：王博 联系方式：13910722104 wangbodri@cnpc.com.cn
46、60°管螺纹密封失效机理研究
液压系统在油气装备中应用广泛，通常面临高压、振动、温度变化等恶劣工况，其密封可靠性是保障装备性能与使用寿命的关键。60°密封管螺纹广泛应用于液压系统连接部件，其装配渗油问题直接影响系统能效与运维成本。在高压油液长期作用下，螺纹界面因材料塑性变形、加工尺寸偏差及装配应力分布不均等因素，易形成微米级渗漏通道，且在交变载荷与温度波动下进一步加剧密封失效风险。亟需从材料、加工、装配协同角度，揭示螺纹界面接触力学特性与渗漏抑制机制，为材料优选、加工工艺优化及装配质量控制提供理论支撑。
命题单位：北京石油机械有限公司 联 系 人：郭晨 联系方式：010-80165894 guochendri@cnpc.com.cn
47、轴向柱塞泵振动与噪声的多场耦合机理及抑制方法研究
轴向柱塞泵是液压系统的核心动力元件，广泛应用于工程机械、油气装备等领域，但其运行中产生的振动与噪声问题严重制约设备的可靠性、使用寿命及操作环境的舒适性。在高压、高频及变工况条件下，柱塞泵内部运动部件的惯性冲击、流体压力脉动与结构特性之间的耦合作用，会引发泵系统产生振动与噪音，同时伴随能量损耗与部件疲劳损伤。需系统性研究多场耦合作用下振动与噪声产生的机理并提出抑制方法，指导柱塞泵及液压系统的优化设计，推动液压系统在高端油气装备领域向低耗、低噪、长寿命方向升级。
命题单位：北京石油机械有限公司 联 系 人：郭晨 联系方式：010-80165894 guochendri@cnpc.com.cn
48、基于人工智能的工业设备故障预测与健康管理（PHM）系统研发
工业设备在运行过程中常因零部件磨损、老化等原因导致故障，传统维护方式依赖定期检修，效率低且成本高。为解决这一问题，需研发一套基于人工智能的故障预测与健康管理（PHM）系统。该系统应具备以下功能：1）实时采集设备运行数据（如振动、温度、压力等）；2）通过机器学习算法分析数据，预测设备潜在故障；3）提供健康状态评估及维护建议；4）支持多设备、多场景的适配与扩展。通过该系统的应用，实现设备运维的智能化与精准化，降低设备停机风险和维护成本。
命题单位：北京石油机械有限公司 联系人：张柯凡 联系方式：17611665121/zhangkfdr@cnpc.com.cn
