新疆北部地区岩石生热率分布特征

在大量岩石样品分析数据和研究成果的基础上,系统分析了新疆北部地区不同时代、不同岩性和不同大地构造单元岩石生热率的分布特征,讨论了岩石生热率与大地构造单元地质特征之间的关系．根据岩石中 Ｋ、 Ｔｈ 、 Ｕ 的含量和地壳各结构层的岩石组成,计算了地壳各壳层放射性生热元素的含量,系统研究了新疆北部地区岩石与各时代地层的平均生热率及其变化．岩石生热率分布在一定程度上反映了区域基底生热元素的丰度和岩浆活动的强度．对不同体系生热元素的时空分布与地球化学特征进行了探讨     

压裂液低温破胶化学生热体系的探讨

针对目前压裂液低温破胶存在的问题 ,着重研究了适合于低温浅层油气井压裂液破胶的化学生热体系 ,提出一种微胶囊包裹化学生热剂压裂液破胶方法 .阐述了不同生热体系的生热反应速率及其影响因素 ,并通过对不同生热体系的研究 ,筛选出了 NH4Cl和 Na NO2 作为低温压裂液破胶体系的生热体系 .实验结果表明 :在 1 70 1 /s下连续剪切 2 h后 ,含有 NH4Cl— Na NO2 的压裂液黏度能保持在 5 0 0 m Pa· s左右 ,满足压裂施工时的压裂液性能要求 ;将催化剂、过硫酸铵、NH4Cl和Na NO2 加到压裂液中 ,4h后压裂液即可完全破胶 ,其破胶液黏度小于 1 0 m Pa· s     

山东省陈庄潜凸起区地温场特征与泰山岩群放射性元素生热率探讨

 自然界的岩石中存在着放射性元素,这些元素在衰变过程中会释放出热能,放射性生热是岩石圈内热的主要来源之一。山东省陈庄潜凸起区作为一个干热岩勘探研究区域,在干热岩调查研究方面取得了一些基础性资料。本文对该区大地热流及地温场进行分析的基础上,利用Rybach 生热率公式计算了钻孔岩石的放射性生热率,从GRY1 孔的生热率与深度的关系来看,1650 m 以上,生热率整体数值较大,且变幅较大,在埋深1430~1645 m 生热率达到4.72~6.78 μW/m³,该区间主要由含黑云母二长花岗岩及绿泥石化二长花岗岩组成。1645~2500 m 区间主要由花岗岩及含黑云母闪长岩、辉长岩组成,生热率有所降低。整体来说,花岗岩中生热率变化较小,一般在2.0~2.5 μW/m³;而含黑云母二长花岗岩及弱绿泥石化二长花岗岩生热率较高,且变化较大。     

一种化学生热增能助压裂体系的升温特性和破胶性能研究

为改善低压低渗透气藏压裂施工效果,引入Na NO2-NH4Cl化学生热助压裂体系。通过数字式温度计系统研究了生热剂浓度、催化剂浓度、初始温度对该化学生热反应速率的影响。结果表明:生热剂Na NO2质量分数由10%增至18%,体系达到87.0℃的时间由7.7 min缩短至0.5 min;催化剂草酸的最佳质量分数为1.0%。将生热体系(18%Na NO2+14%NH4Cl+1.0%草酸)引入到羟丙基胍胶压裂液体系中,当二者体积比为1∶1时,该压裂液体系升温效果最佳。考察了生热剂浓度、破胶剂浓度对化学生热增能助压裂体系破胶性能的影响。结果表明:生热剂质量分数由10%增至18%,表面张力由32.2 m N/m降低至29.1 m N/m;冻胶完全泡沫化时间随APS用量增大而缩短,而破胶液黏度略微降低。采用光学显微镜对破胶液微观结构进行观察,探讨破胶机理。     

自生热泡沫体系调剖机制试验

自生热泡沫体系是将化学生热方法和氮气泡沫结合得到双液法调剖体系。设计自生热泡沫体系封堵调剖测量装置用于研究自生热泡沫体系在渗流中的封堵调剖机制。研究表明:自生热泡沫体系阻力因子随渗透率增加而增加,封堵能力约为常规泡沫的两倍;自生热泡沫体系产生的泡沫可以圈闭90%以上的气体,在试验范围内,渗透率越大圈闭气体量越大,最高可达99%;自生热泡沫体系能起到较好的调剖作用,在渗透率级差4~16均能达到分流量反转,级差越大达到均衡反转流动所用时间越长,但调剖效果持续时间增加;以温度上升率比分析得到驱替中温度由高渗占优逐渐向低渗占优转变,渗透率级差越小,转变后持续时间越长,与自生热泡沫体系的调剖分流作用结果一致。     

山东省陈庄潜凸起区地温场特征与泰山岩群放射性元素生热率

自然界的岩石中存在着放射性元素,这些元素在衰变过程中会释放出热能,放射性生热是岩石圈内热的主要来源之一。山东省陈庄潜凸起区作为一个干热岩勘探研究区域,在干热岩调查研究方面取得了一些基础性资料。本文对该区大地热流及地温场进行分析的基础上,利用Rybach生热率公式计算了钻孔岩石的放射性生热率,从GRY1孔的生热率与深度的关系来看,1650 m以上,生热率整体数值较大,且变幅较大,在埋深1430~1645 m生热率达到4.72~6.78μW/m3,该区间主要由含黑云母二长花岗岩及绿泥石化二长花岗岩组成。1645~2500 m区间主要由花岗岩及含黑云母闪长岩、辉长岩组成,生热率有所降低。整体来说,花岗岩中生热率变化较小,一般在2.0~2.5μW/m3;而含黑云母二长花岗岩及弱绿泥石化二长花岗岩生热率较高,且变化较大。     

模拟研究和设计高强度低生热聚合物复合材料

利用分子动力学模拟方法研究聚合物复合材料中填料分布、聚合物链性质和体系微观结构对力学强度和动态滞后生热性能的影响.研究结果表明,提高填料分散程度和减少聚合物链末端数量都能有效降低聚合物复合材料的动态滞后生热,聚合物复合材料的力学强度和动态滞后生热随分子链刚性的增加而增加.但是,刚柔嵌段共聚体系的力学强度,在高拉伸状态下,甚至会优于全刚性聚合物体系.在前述研究基础上,笔者设计了一款以填料颗粒为交联点、刚/柔环状链段互穿的三维网络结构复合体系.研究结果表明,新型复合材料与传统聚合物相比,力学性能最高提升640％,生热性能降低40％.模拟研究结果期望能为分析聚合物复合材料的生热机制、设计兼具高力学强度和低生热性能的聚合物复合材料提供理论指导和新的思路.     

微注射成型超声塑化中黏弹性生热效应

考虑超声衰减,基于广义Maxwell力学模型建立超声塑化聚合物黏弹性生热数学模型,通过数值计算研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)黏弹性生热规律和生热过程温度场分布,结合超声塑化PMMA形态演变实验分析黏弹性生热效应在聚合物由玻璃态到黏流态转变中的作用。研究结果表明:聚合物的温度是影响黏弹性生热的重要因素,PMMA的黏弹性生热效应在105~150℃之间作用明显;塑化样品由玻璃态到黏流态的转变过程温度场分布不均,靠近工具头端面和塑化腔壁处先于其他部分达到黏流温度;超声作用初始阶段摩擦生热作用明显,颗粒界面消失后黏弹性生热起主要作用。     

微胶囊包裹化学生热体系与压裂液的配伍性研究

讨论了NH4Cl-NaNO2-草酸微胶囊(反应催化剂)生热体系与羟丙基瓜尔胶压裂液的配伍性.研究结果表明,草酸微胶囊、破胶剂、生热剂等与压裂液复配后,压裂液的初始黏度有所降低,在170 s 1下剪切2 h后黏度能保持在300 mPa·s左右,体系的稳定性及抗剪切性能都保持较好,说明微胶囊包裹化学生热体系与该压裂液有很好的配伍性.     

自生热泡沫体系在多孔介质中协同作用机制

自生热泡沫体系是将自生热体系和泡沫流体相结合得到的体系。设计研发自生热泡沫多孔介质反应测量装置,包括注入系统、测量系统及出口计量系统,用于研究自生热泡沫体系在多孔介质中的作用机制。研究表明:自生热泡沫体系在多孔介质中呈现出化学反应与泡沫的协同作用,泡沫可以调节化学反应温度分布,使化学反应产热均匀加热岩心,并延缓后续热量散失;利用化学药剂在地层中反应产生泡沫,可以增强泡沫封堵性能;在岩心内部,化学反应程度随渗透率增加而增加,最高反应程度约50%,但泡沫不影响化学反应程度。通过理论计算验证了试验结果的正确性,该体系尤其适用于海上稠油开采。     

摩擦材料热分解温度初探

分析了摩擦副摩擦热的产生、扩散及“热影响表面层”的形成。在测试结果的基础上分析了热分解温度对摩擦性能的影响，同时指出热分解温度对于研制和科学运用摩擦材料的意义。     

湿式多片离合器散热性能研究

给出湿式多片离合器的摩擦热和对流换热系数的计算方法,用有限元法求解了离合器接合时摩擦片的温度场,并对离合器的冷却强度进行了仿真计算,计算结果表明:冷却液的温度与流量对离合器散热性能影响极大,是导致摩擦片失效和传动液变质的主要因素.     

基于流变特性的球轴承差动滑动摩擦热量研究

以高速球轴承拟静力学计算结果为基础,分析了高速球轴承接触区内的差动滑动状态,结合弹流润滑状态下润滑油的流变特性,得到了差动滑动速度、滑滚比、摩擦因数等在接触区内的分布状态,进而确定了高速球轴承的差动滑动摩擦热量. 对轴承转速、载荷、沟曲率系数、初始接触角等参数对差动滑动状态的影响进行了分析计算,得到了差动滑动摩擦热量随转速、载荷、沟曲率系数、初始接触角的变化规律.      

固体润滑剂对半金属摩擦材料性能的影响

半金属磨擦材料与金属对偶的磨擦起源于接触区附近的表面形变和粘着。各种固体润滑剂材料可在磨擦表面上生成牢固的、分子定向的转移膜，使磨擦表面的磨擦变为固体润滑剂之间的磨擦，从而降低其磨擦与磨损。研究表明，不同的固体润滑剂润滑效率不同，改性效果对温度的依赖主要与固体润滑剂本身的温度特性有关；当少量填充固体润滑剂时，对磨耗即有明显改善，而磨擦系数下降不大，但用量过多会使磨擦材料的磨擦系数下降过低，同时磨耗性能的改善也会下降；几种固体润滑剂复合使用会提高固体润滑剂改性效率。     

Heat Transfer and Friction Characteristics of Wavy Fin with Hydrophilic Coating under Dehumidifying Conditions

An experimental study on the airside heat transfer and friction characteristics of seven hydrophilic-coated wavy finned tube heat exchangers is performed under dehumidifying conditions. The effects of fin pitch, number of tube rows and inlet air relative humidity on the airside characteristics are investigated. The airside heat transfer and friction characteristics are presented in the form of Colburn factor and friction factor, respectively. The test results indicate that the Colburn factor and friction factor increase with decreasing fin pitch. The Colburn factor of 2tube row heat exchanger is higher than that of 3 row heat exchanger, while their friction factors are nearly equal. As the inlet relative humidity increases, the Colburn factor increases and the friction factor is almost unchanged. The airside heat transfer and friction correlations are proposed for the hydrophilic-coated wavy fin with mean deviations of 6.5% and 9.1%, respectively. They can be used to design or evaluate hydrophilic-coated wavy fin-and-tube heat exchangers.     

液黏传动摩擦副温度场分布特性研究

为了揭示液黏传动摩擦副温度场分布规律,以矿用刮板输送机可控启动装置为研究对象,基于热传导原理建立了摩擦副三维瞬时热传导方程,采用摩擦功率法推导了热流密度数学模型,确定了摩擦副的对流换热系数,在ANSYS Workbench中建立了摩擦副温度场有限元模型,分别研究了不同接合压力和相对转速及整个软启动过程中摩擦副的温度场分布特性。结果表明：摩擦片和对偶片具有相似的温度场分布规律,均是沿内径至外径方向先上升后下降,温度最大值出现在接近摩擦副外径处;摩擦副温度随接合压力和相对转速的增大而升高;摩擦片每个菱形区域中心温度高于四周区域,容易形成热斑;整个软启动过程中摩擦副温度逐渐升高,在软启动刚结束时达到最大值,摩擦副接触表面高温区向中心靠近。温度场仿真结果为后续的摩擦副热—结构耦合分析打下了基础,提供了相关的理论依据。     

粉煤灰增强树脂基摩擦材料的热处理工艺研究

为了改进粉煤灰增强树脂基摩擦材料的摩擦学性能和制造工艺,对摩擦制动材料的热处理工艺参数：热处理温度和热处理时间分别进行了研究。实验结果表明：热处理温度为200℃,热处理时间10 h,制备的粉煤灰增强树脂基摩擦材料具有良好的力学性能和摩擦磨损性能。     

凹陷涡发生器形状对湍流流动与传热性能的影响

利用数值计算方法研究了分别具有球形、椭球形、倾斜椭球形以及泪滴形凹陷涡发生器阵列表面的湍流传热与流阻性能.采用湍流模型Relizable k-ε、SST(Shear Stress Transportation)和Standard k-ω模拟凹陷涡发生器表面的湍流传热与流阻性能,并与其实验结果进行对比,确定了Standard k-ω是研究凹陷传热和流动的最精确湍流模型.同时,通过数值计算分析了4种凹陷结构在雷诺数为8 500~60 000下的传热、流阻和流动特性,利用Matlab软件对数值计算结果进行后处理.结果表明:与充分发展的光滑通道内湍流流动相比,球形凹陷通道的传热性能提高了约40%,摩擦因子增加了约70%;椭球形凹陷通道的传热性能提高了约30%,摩擦因子增加了60%左右;倾斜椭球形凹陷通道的传热性能提高了约40%,摩擦因子增加了60%左右;泪滴形凹陷通道的传热性能提高了约70%,摩擦因子增加了约1倍,即泪滴形凹陷通道的传热性能和综合热性能最佳.     

液黏离合器摩擦副对流换热系数数值模拟研究

为了预测液黏离合器的温度场分布及热负荷特性,通过数值模拟研究求得摩擦副散热面的对流换热系数。应用计算流体动力学软件CFX建立了摩擦副流固耦合有限元模型,获得了摩擦副的温度场分布,综合考虑换热表面形状、摩擦片转速、油液流速和入口压力、流体物理性质等因素,揭示了各因素与对流换热系数之间的内在联系。结果表明：摩擦副温度从内径到外径逐渐升高,菱形区域中心温度比四周高。摩擦片转速越大对流换热系数越大;油液黏度越小,入口压力越大,对流换热系数越大。可见,油液流速对换热系数的影响最为显著;摩擦片转速、油液的入口压力和黏度会改变流速及流体的运动状态,从而影响对流换热系数。     

导电摩擦焊热源行为及其对工艺过程的影响

在对导电摩擦焊热源进行研究的基础上，建立了相应的传热方程，通过理论计算和实际测试，提示了导电摩擦焊热源的特征和导电摩擦焊工艺过程的特点。