高温高盐油藏可动凝胶-渗吸调驱配方体系研究与应用

通过室内试验,研究了聚合物分子量、聚合物浓度、交联剂用量及pH等因素对耐高温有机交联剂HT-2008与高分子量星形抗温耐盐聚合物CA-2588形成的凝胶黏度和成胶时间的影响,确定了尕斯库勒E_3~1油藏高温高盐可动凝胶调驱体系的基本配方及性能:环境扫描电子显微镜结果表明,高分子量星形抗温耐盐聚合物CA-2588和耐高温有机交联剂HT-2008能够形成稳定的互穿网络体型结构,该可动凝胶体系,在矿化度为117000mg/L(且钙镁离子含量高达3340 mg/L),pH为7.80,实验温度为126℃条件下,5d时黏度达到最高值43900 mPa s,180 d时凝胶黏度为43500 mPas,耐温耐盐性能好,稳定性好;通过考察不同结构的渗吸剂相态、渗吸脱油效率和长期稳定性等因素,确定了适用于尕斯库勒油田E_3~1高温高盐油藏的3种渗吸剂LF1008,AESN70和N111-2.在尕斯库勒油田E_3~1油藏进行可动凝胶.渗吸深部调驱现场应用后,取得良好效果.     

钛合金室温和高温三维复合型断裂实验研究

钛合金结构在复杂载荷和工况下的损伤容限对现代飞行器安全十分重要,但至今没有结构三维几何尺寸因素对材料高温断裂性能的影响结果报道.利用新发展的光测断裂试验技术,对航空结构材料TC11高温钛合金制成的紧凑拉伸剪切试样,在3种不同温度条件下进行了多种厚度（1.8～7.1mm）的I/II复合型断裂试验,系统分析了温度、厚度和复合载荷对断裂承载力和裂纹起裂角的影响.结果表明,TC11材料在室温下断裂承载力随厚度增加单调降低;在高温下则呈现与室温下不同的厚度效应：温度明显降低2mm试样的承载能力,而增强7mm试样的承载能力,4mm试样的承载能力则较少变化.I/II复合加载时起裂角在室温和高温条件下都存在一定的厚度效应和温度效应.这些复杂的厚度-温度耦合效应不能用已有断裂理论准确预测,必须发展新的三维复合型断裂理论和评定技术.     

微细金属丝表面熔融盐自然对流传热实验与数值模拟研究

为了得到熔融盐自然对流传热规律,本文在数值计算的基础上,采用焦耳加热方法首先对水平微细金属丝在空气和水中的自然对流传热规律进行了实验研究,在验证了实验方法,实验系统及实验设备选择的可靠性后,对熔融盐硝酸锂的自然对流传热规律进行了实验研究.结果表明,无论是计算结果还是实验结果,都与考虑黏性耗散影响的Fand关联式符合较好.     

焦炭颗粒群氧燃烧速率特性

富氧燃烧技术是一种有效的低碳排放洁净燃烧技术且已受到国内外广泛关注.但其二氧化碳和水分固有的物化本质引发的燃烧和火焰传播等诸多特性有待深入研究.本文仅针对二氧化碳气化对富氧焦炭燃烧速率影响机制进行研究,探讨二氧化碳气化吸热反应、氧气氧化放热反应和富氧交叉竞争反应中二氧化碳气化对焦炭燃烧速率贡献作用和层流火焰传播特性.基于自行搭建的高温富氧燃烧实验平台,研究中高温燃烧环境(1273 K,1773 K)二氧化碳气化对焦炭富氧燃烧速率贡献率和火焰传播特性影响,并与空气燃烧基准工况对比,即27%O_2/CO_2/Ar,27%O_2/Ar,73%CO_2/Ar和21%O_2/N_2/Ar.结果表明:中温燃烧且煤灰非熔融态时气化和氧化反应对焦炭氧燃烧最大燃烧速率贡献率近似相同,分别为47.1%和52.9%.高温富氧燃烧且煤灰熔融态时两者贡献比相差较大,分别为34.8%和65.2%,高温富氧燃烧的焦炭最大燃烧速率高于中温燃烧1.72倍;中温富氧燃烧时颗粒群最大燃烧温度几近相同且略高环境温度27 K,火焰从煤焦外缘传播至焦炭核心.高温富氧燃烧时熔融态颗粒群表面温度略低于环境温度60 K,高于空气燃烧55 K,存在化学发光无火焰锋面.     

反应堆严重事故卸压管线瞬态传热特性与高温蠕变效应研究

严重事故预防和缓解措施能够保障反应堆安全稳定运行,在核动力厂设计中具有重要意义.本研究构建了反应堆严重事故卸压管线瞬态响应模型,实现了适用于卸压管线的传热特性及蠕变特性仿真.基于某三代压水堆典型假想严重事故的瞬态特性及严重事故卸压管线的功能性要求,采用RELAP/SCDAPSIM和CFX程序开展了传热特性研究,明确了严重事故工况下的管道壁面的压力和温度特点,进一步采用Larson-Miller模型实现了管道蠕变特性研究.研究表明,在典型严重事故工况下严重事故卸压管线温度远低于反应堆堆芯熔融温度1200°C,但为防止高温蠕变失效,在瞬态设计时应尽量避免来流介质压力和温度同时偏高的情况;此外,严重事故卸压管线采用奥氏体不锈钢时钢材中的铬(Cr)含量对管道高温蠕变失效有较大的敏感性影响,铬含量原则上应高于12%.本研究为严重事故卸压管线的瞬态工况确定、管线高温蠕变失效评定和设计优化提供了理论支撑,对核电厂严重事故预防和缓解措施的设计有着重要意义.     

中高温热泵工质的研究方法及性能分析

中高温混合工质直接充灌常温压缩机是我国发展中高温热泵的主要技术途径．依据上述技术路线，考虑多方面因素作者提出了中高温热泵工质的筛选原则，并建立了一整套包含理论计算和实验检验的研究方法．对筛选得到的4个中高温热泵工质HTR01～HTR04的性能进行了比对分析，结果表明：中高温热泵工质系列可直接充灌常温压缩机；所提供热水的温度可覆盖60～90℃，且系统制热性能高；HTR03与HTR04的臭氧层破坏潜能为0，环保性能突出．     

等离子体激光复合直接成形的弧柱形态与成形特性

提出了等离子激光复合直接熔积制造金属零件技术, 研究了高温合金直接成形过程中激光与等离子弧柱和成形特性的关系. 利用高速摄像仪CCD拍摄了复合激光前后的等离子弧形态图像, 通过图像处理提取弧柱轮廓, 从而实验研究分析了激光的平均功率、脉冲宽度、脉冲频率、复合角度等对等离子弧形态与高温合金成形特性的影响规律, 得到了激光对等离子弧形态有重要影响且可提高直接成形精度的结果.     

改性白云石制备CO_2吸收剂的活化条件优化

为了确定利用NaNO_3改性白云石制备CO_2吸收剂MgO-CaCO_3的制备工艺,本文利用热重分析仪研究了活化条件对钙镁复盐吸收剂活化程度及活化后所得吸收剂吸收性能的影响.研究结果表明活化温度越高、活化时间越长、活化气氛用空气代替N_2时,NaNO_3改性白云石制备的钙镁复盐在活化过程中的失重量越大.然而活化后所得吸收剂的CO_2吸收性能并不与样品在活化过程中的失重量成正比.结合钙镁复盐MgCO_3-CaCO_3的分解反应机制和熔融的NaNO_3通过离子液体通道促进离子扩散机制,分析了活化条件对吸收剂吸收性能的影响机理.样品活化过程过于剧烈会增大CaCO_3晶粒和MgO晶粒之间的间距,减弱CaCO_3对MgO基吸收剂CO_2吸收能力的促进作用,得到在高温条件下基本无CO_2吸收能力的独立的MgO吸收剂.     

植物硫苷-黑芥子酶系统对环境胁迫的响应

硫苷-黑芥子酶系统是植物中一种特有的底物酶系统,其水解产物具有高度生物活性,该系统对植物的生长发育、生长素微调以及植物的防御保护等均有重要意义.目前对植物硫苷-黑芥子酶系统对环境胁迫的响应的研究多为对硫苷的研究,而对系统相关物质研究较少.本文对硫苷-黑芥子酶系统做了简单介绍,并对植物硫苷-黑芥子酶系统对病虫害和酸雨、水、温度、盐、重金属胁迫下的响应进行了综述.     

锶铁氧体的结构特征及制备方法研究现状

对锶铁氧体的结构、性能特征以及主要制备方法进行了综合评述.锶铁氧体为六角晶系,属于M型铁氧体,其矫顽力主要取决于磁晶各向异性；制备方法主要有陶瓷法、化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、熔盐合成法和自蔓延高温合成法等.水热法和溶胶-凝胶法因具有工艺简单、产品磁性能高等优点,是今后高性能锶铁氧体制备技术的主要研究方向.     

硅酸镓镧晶体上优化的压力敏感切向

硅酸镓镧晶体良好的温度特性、相对大机电耦合系数以及高温稳定性等特点,使得利用其制作高温压力传感器具有独特的优势.为了研究SAW谐振频率与外界压力扰动的关系,在相对于参考状态的LAGRANGE坐标描述下,结合叠加偏载的电弹方程和一阶微扰方程,将偏载和扰动引起的机械弹性扰动和压电项同时考虑在内,得到了适用于强压电性基片,常温或高温情况下的通用声表面波压力敏感模型.提出了研究声表面波压力传感器敏感基片优化选择的基本准则和需要综合考虑的性能指标(高机电系数和低温度延迟系数).全面分析了三旋硅酸镓镧压电晶体上分别适用于常温和高温条件下的声表面波压力传感器使用的优化切向.其中,适合常温SAW压力传感器使用的优化基片切向:?1:Φ=0°~0.6°,Θ=144.4°~145.8°,Ψ=23.2°~24.1°;?2:Φ=59.4°~61°,Θ=34.2°~36.2°,Ψ=24.1°~22.3°;?3:Φ=119°~120°,Θ=143.8°~145.5°,Ψ=22.3°~23.5°.适合高温SAW压力传感器应用的基片优化切向:Ⅰ:Φ=8°~30°,Θ=24°~36°,Ψ=4°~25°;Ⅱ:Φ=30°~55°,Θ=144°~158°,Ψ=4°~28°.利用(0,150°,22°)和(0,90°,0)两种切向进行了实验验证,证明理论计算结果与实验值吻合.     

高温条件下的固-固界面接触热阻测试方法与系统

高温条件下的固-固界面接触热阻是航空航天、能源、热核反应等领域中热控制和热防护系统设计的关键参数之一.针对高温条件下界面接触热阻测量系统设计与研制中存在的高温界面温差的高精度测量、热流量和压力的精确加载与计量、高温测试本体的绝热防护等技术问题,本文提出了一种上下对称布置稳态双向加载热流的高温条件下界面接触热阻测试方法,分析阐明了影响高温条件下接触热阻测量数据准确性的主要因素,建立了高温接触界面温差的红外热像测试与分析方法,攻克了钨热流计和接触界面处压力的精确加载与计量技术,设计了功率、温度全闭环精确控制的盘式钨丝高温加热器和高温测试本体的真空多层隔热结构,研制了高温条件下界面接触热阻的测试系统,实验测试了高温合金、C/C材料等材料对之间的接触热阻.结果表明,本文建立的高温条件下界面接触热阻测试方法和系统,实现了界面温度达1200℃的高温条件下接触热阻的高精度测量,测试误差小于10%.     

高温变形过程中的动态再结晶类型识别

通过分析高温变形过程中伴随再结晶晶粒长大的内部位错密度变化,判别不同变形条件下动态再结晶过程的进行形式,研究动态再结晶形式对变形参数的依赖规律,发现：低温大应变速率下,高温变形过程中的再结晶形式以连续性动态再结晶为主;高温低应变速率下,以周期性动态再结晶为主.根据动态再结晶软化与加工硬化平衡,得到反映稳态流动时钛合金流动应力对变形参数的响应,建立具有实际物理意义描述钛合金稳态流动本构关系的Arrhenius型方程.通过热模拟压缩实验得到800~900℃,0.0005~10 s-1条件下的TC18钛合金高温变形流动应力应变曲线,验证动态再结晶形式的判据模型,并通过DMM耗散效率分布图分析模型的适用性.通过显微组织分析,研究不同变形参数下的高温变形过程中,不同动态再结晶形式对应的再结晶晶粒粗化/细化的特点.通过各变形条件下真应变？=0.8时的稳态应力验证得到的本构模型,并分析应变速率敏感系数的变化规律.     

基于干扰温度的频谱感知算法研究

干扰温度机制是认知无线电的频谱感知方式中的一种.为了进一步提高干扰温度的效率和效果,对基于干扰温度的感知技术进行了分析和研究.对比了多窗谱估计方法和Welch方法,并采用一种基于神经网络的多窗谱结估计合奇异值分解算法.仿真结果表明,多窗谱估计方法优于Welch方法.基于神经网络的多窗谱估计结合奇异值分解算法,降低了干扰温度估计算法的复杂度,同时能够适应频谱环境时变的特性.     

高温作用下岩石力学性能的实验研究

采用电液伺服材料力学试验系统对常温~800℃高温作用下大理岩、石灰岩、砂岩的力学性能进行了研究. 考察了三种岩石的全应力-应变曲线, 给出了其峰值强度、峰值应变、弹性模量E随温度的变化特征. 研究结果表明: (1) 大理岩的峰值强度、弹性模量在常温~400℃内呈现起伏变化; 400℃后则呈平缓下降态势. (2) 石灰岩的峰值强度、弹性模量在常温~200℃内, 随温度升高呈下降趋势; 在200℃~600℃内变化不大; 当T>600℃后, 呈现出急剧下降现象. (3) 砂岩在常温~200℃内, 峰值强度呈下降趋势, 弹性模量变化不大; 在 200℃~600℃内, 峰值强度呈上升趋势, 弹性模量变化不大; 当 T>600℃后, 峰值强度、弹性模量均急剧下降. (4) 对于峰值应变, 石灰岩在常温~600℃变化不大, 当 T>600℃后, 峰值应变急剧上升; 大理岩、砂岩的峰值应变在常温~200℃之间随着温度升高在降低, 当 T>200℃后, 峰值应变迅速增长. 研究结果可为相关岩体工程设计与研究提供参考.     

高黏度微量喷射系统的实验研究

在微电子封装技术发展过程中, 封装用胶的分配技术正从接触式向非接触式过渡, 尤其是作为非接触式分配技术代表的微滴喷射技术的出现, 使高精度按需分配成为可能, 而高性能的封装用胶一般具有较高的黏度, 采用传统的非接触式分配技术并不能满足其黏度特性要求. 本文通过研究, 提出了一种机械式高黏度流体微量喷射系统, 其核心是通过阀杆相对于阀座的运动, 带动并将一部分流体从喷嘴中挤出. 通过实验研究发现, 影响该系统喷射质量的主要因素包括阀杆的行程、气缸驱动压力、弹簧预压、供料腔背压以及流体工作温度等. 本文在研究中采用0.2 mm不锈钢喷嘴, 得到了最小直径为0.35 mm的胶点.     

RPC高温爆裂的微细观孔隙结构与蒸汽压变化机制的研究

活性粉末混凝土(RPC)高温下易发生爆裂破坏,升温时RPC微细观孔隙结构与内部蒸汽压的变化与爆裂密切相关.本文采用压汞和SEM方法测试了素RPC200在室温至350°C七个温度水平下的微细观孔隙结构特征,分析了比孔体积、阀值孔径、最可几孔径等孔隙特征参数随温度变化的规律.通过自行研制的蒸汽压装置量测并分析了温升过程中素RPC200内部蒸汽压的变化机制.采用"薄壁球"模型定量分析了孔隙内部蒸汽压引发RPC爆裂的力学机理,并给出了球壁任意点的应力随饱和蒸汽压q(T)、球壁特征尺寸K变化的力学计算模型.研究表明:随温度升高,素RPC200的比孔体积、平均孔径、阈值孔径、最可几孔径等孔隙特征参数明显增大,200°C是阈值孔径和最可几孔径明显增加的门槛温度.单位质量的RPC孔隙体积增大主要来自于过渡孔与毛细孔的数量与体积增加.由于未形成有利于蒸发水逃逸的孔隙通道,快速达到饱和且难以有效释放的内部蒸汽压是导致RPC高温爆裂的直接原因.作者利用"薄壁球"模型给出了对爆裂起控制作用的壁厚范围.     

深部岩体传热机理的研究现状与进展

基于国内外深部工程普遍面临的高温状况，探讨了深部高温的形成机制与影响因素。围绕岩体导热性质研究、水热耦合迁移问题和工程环境对传热的影响三个方面阐述了深部岩体传热机理的研究现状，目前的研究成果主要体现在建立了深部工程的热交换理论体系、矿山地热学的理论体系和地下工程制冷降温系统的热力学基础。在总结分析的基础上，确立了深部岩体流固耦合传热问题的研究思路：开展深部工程区域的的渗流场监测和开展岩体的流固耦合传热实验和建立岩体在应力-渗流-温度耦合条件下的传热模型，揭示深部岩体的传热机理。     

熔融炼铁与粉煤气化耦合制备高浓度还原气方法

钢铁工业是国民经济的基础工业和重要的支柱产业,本文针对传统熔融还原炼铁块状原料消耗高、炉膛空间利用率低等问题,提出了熔融气化炉上部空间耦合粉煤气化制备高浓度炼铁用还原煤气的技术思想,并开发了欧冶炉熔融气化炉.采用数值模拟方法分析了欧冶炉内的多相湍流反应流动特征及气化性能,进行了工业运行研究,工业运行结果与模拟结果吻合.工业运行表明,带有煤粉气流床的欧冶炉炼铁工艺,随着喷煤比增大,焦炭、总燃料和氧气的消耗量降低;当喷煤比为200 kg/t,焦炭消耗量降低约30%,总燃料消耗量降低约12%,总氧消耗量降低约6%,气流床出口有效气浓度达到84%.气化床制备的高浓度还原气极大促进竖炉内氧化铁的还原,降低下部熔融床的还原负荷,大幅提高了炼铁工段的能量利用率.理论研究和工业实践均表明,欧冶炉炼铁工艺为冶金-化工多联产系统提供优质价廉的还原气和合成气.     

活性粉末混凝土热物理性质的研究

通过高温试验获得了不同钢纤维掺量RPC的热传导、热扩散、比热容和热膨胀等热物理性质,分析了RPC热物理性质随温度和钢纤维掺量变化的规律,并与普通高强和高性能混凝土的热物理性质进行了对比.建立了RPC热物性参数随温度和钢纤维掺量变化的经验关系.利用传热学和固体物理方法分析了RPC传热过程与热传导性质变化的微观物理机制,推导了RPC的比热容和热膨胀系数的理论表达式,利用理论模型定量地分析了温度和钢纤维对RPC比热容和热膨胀性质的不同影响,并给出了判别条件,理论预测与试验观测相一致.