环境温度对车载LNG低温绝热气瓶日蒸发率影响的实验研究

为研究环境温度对车载LNG低温绝热气瓶静态日蒸发率的影响,以450 L标准高真空多层绝热气瓶为例,采用液氮(LN2)作为工质,进行了一系列LN2日蒸发率试验,然后通过理论分析与实验测定,给出了静态日蒸发率与环境温度之间的关系,指出环境温度对车载LNG低温绝热气瓶静态日蒸发率的影响是明显的,该结论为降低低温容器蒸发率提供了参考方法和依据。     

低温诱导轮空化特性数值计算研究

为研究低温诱导轮的空化性能,对液氮诱导轮空化流动进行了数值计算研究.数值计算采用了考虑旋转修正的FBM湍流模型和考虑热力学修正的Singhal空化模型.数值结果与实验进行对比,验证了数值计算方法的准确性.结果表明,随着空化数的降低,诱导轮空化分为无空化、间隙空化以及回流涡空化三个典型阶段.在研究选取的温度区间内（77.5 K≤T≤83 K）,诱导轮不同空化阶段的分界点几乎不随温度变化.随着液氮温度的升高,诱导轮内部空穴体积呈现先增后减的趋势.对诱导轮空化热力学效应进行分析表明,当液氮温度较低时,热力学效应不显著,韦伯数主导着空化的发展;当液氮温度较高时,热力学效应增强,从而抑制了诱导轮内部空化的发展.      

热力学效应对液氮空化流动的影响

为了研究低温流体空化流动特性,采用数值计算的方法研究了液氮空化流动特性.计算中应用二次开发方法在商业软件CFX中引入修正的Kunz空化模型及能量方程,其物性参数随流场温度变化而不断更新.对绕翼型和对称回转体在液氮中的空化流动进行了计算,基于计算结果分析了热力学效应对空化特征的影响.结果表明,计算与实验的结果基本一致.当液氮工作温度接近临界点时,热力学效应更加显著.它主要表现在空穴变短、蒸气体积分数减少和汽液界面变得模糊.在空化产生的区域,流场的温度由于吸收蒸发潜热降低,在空穴尾部区域,空穴溃灭释放潜热而导致温度升高.同时发现,由于热力学效应温降在0.5～2.5K之间.     

有限元法对车载钢制天然气瓶疲劳分析

该文首先系统地阐述了基于疲劳损伤理论的气瓶寿命的计算方法;再针对车用钢制天然气气瓶使用过程中会对气瓶强度产生影响的因素进行探讨;最后在某型车用气瓶强度分析的基础上依据损伤理论以及计算方法给出了该型气瓶的使用寿命情况,同时也系统地分析了一些使用因素对气瓶寿命的影响。该计算方法与分析过程可以为车用天然气气瓶的安全使用以及检测提供理论基础和依据。     

自适应的L1-L2范数正则化图像去噪方法

提出了一种自适应的L1-L2范数正则化图像去噪方法.相比传统的L1范数正则化与L2范数正则化,新方法有效消除了阶梯效应,同时较好的保持了图像边缘信息.为了提高计算效率,将Split Bregman算法框架应用到提出的模型中,有效的提升了收敛速率并减少了计算时间.实验结果与分析验证了L1-L2范数正则化模型在图像去噪效果与计算效率的有效性.     

基于Pro/E的车用CNG气瓶装卸机械设计

针对车用CNG气瓶定检时人工装卸气瓶效率低、安全性差等问题,提出设计一种CNG气瓶装卸机械.该装置包括升降小车和机械抓手两部分,可实现对气瓶的抓取、旋转、升降、进退等动作.基于Pro/Engineer的三维建模功能,建立该机械装置、气瓶及车厢的3D模型,进行模拟装卸的结构干涉分析.结果表明该机械结构简单、操作方便,具有...     

液氮管道排空过程CFD模拟及分析

为研究低温管路中低温液体的排空过程,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动以及流体体积(VOF)模型对管路中液氮向外排空过程进行模拟计算,并将模拟结果与实验结果进行对比验证.模拟结果显示,当氮气质量流量较小时,氮气虽然会在一定时间内到达出口,但管道底部仍存有液氮,出现分层现象.这就需要通过氮气带进的热量使液氮受热蒸发排空,致使完全排空时间变长.随着氮气质量流量的增大,排空时间变短.当氮气流量增加到一定数值时,管道底部无液氮残留,可以直接完全排空.该研究结果可以同时为排空低温液氢等危险流体提供理论指导.     

毛细管压力、饱和度和相界面积间的关系

多相流体在多孔介质中流动时,传质扩散、非水相溶解等现象都与相间界面有关,利用孔隙级网络模型定量表征每一个孔隙孔喉中流体分布,结合几何知识,计算得到了多相流体在孑L隙级网络模型中流动时的毛细管压力、饱和度和相间界面积,并作出了它们之间的关系曲线.计算结果表明,毛细管压力、饱和度和界面积之间存在着比较明显的相互制约关系.这一关系为研究与界面有关的非水相溶解、界面间的传质等现象奠定了基础.     

毛细管压力、饱和度和相界面积间的关系

多相流体在多孔介质中流动时,传质扩散、非水相溶解等现象都与相间界面有关,利用孔隙级网络模型定量表征每一个孔隙孔喉中流体分布,结合几何知识,计算得到了多相流体在孑L隙级网络模型中流动时的毛细管压力、饱和度和相间界面积,并作出了它们之间的关系曲线.计算结果表明,毛细管压力、饱和度和界面积之间存在着比较明显的相互制约关系.这一关系为研究与界面有关的非水相溶解、界面间的传质等现象奠定了基础.     

冷轧带钢板形翘曲变形过程及规律的解析

针对冷轧带钢生产现场常见的板形翘曲缺陷,应用辛弹性力学方法对因材料纵向延伸在厚度方向上出现不均匀而导致带钢翘曲变形的现象及过程进行了解析研究,通过建立和求解带钢翘曲变形力学模型,推导获得带钢翘曲度大小和不均匀纵向延伸的关系.在选择通用有限元软件验证了基于辛弹性力学方法的带钢翘曲变形力学模型及计算结果的正确性的基础上,计算得到了各个影响因素对翘曲变形的影响规律.计算结果表明,带钢翘曲度大小随着带钢上下表面纵向延伸差和横向与纵向延伸差比值的增大而线性地增大,随着带钢厚度增大而减小,随着带钢宽度增大而呈二次关系增大.最后,应用辛弹性力学方法带钢翘曲变形模型,研究了C翘向L翘的转化现象,建立了C翘转化为L翘的力学模型,获得其转化关系公式,并通过现场实验验证了转化公式的准确性.     

含氮316L不锈钢氮合金化工艺研究

在常压和真空条件下研究了温度与氮分压对316L不锈钢中氮溶解度的影响,钢中氮的溶解度随着温度的降低而升高,随着氮分压的增大而增大.建立了316L不锈钢氮溶解度热力学计算模型,不同吹氮条件下氮溶解度实测值与热力学模型计算值较吻合.在1773～1873K条件下,生产控氮型316L不锈钢,氮分压要控制在6～28kPa以上;生产中氮型316L不锈钢,氮分压要控制在22～101kPa以上.常压下吹氮10min,钢液含氮量即可超过0.10%.     

黑芝菌丝体液体培养基的筛选

以黑芝菌丝体生物量为主要指标,首先对不同碳源和氮源进行单因素初选试验,然后进行不同比例混合碳氮源正交试验.结果表明：黑芝菌丝体液体最佳培养基是蔗糖20 g/L、麦芽糖15 g/L、麦麸20 g/L、酵母粉1.5 g/L、KH2PO42 g/L、MgSO4·7H2O 1 g/L和VB16 mg/L,其菌丝体生物量产率为35 g/L.     

天然气组分在醇和水中溶解度的模型化研究

将溶液缔合理论和PT状态方程相结合 ,建立了用于计算气体在醇、水溶液中溶解度的热力学模型 ,并对水、醇等缔合物质的模型参数进行了回归。应用新建热力学模型对水、醇等纯缔合物质的饱和蒸汽压和饱和液体体积进行了计算 ,并对甲烷、乙烷、氮气和二氧化碳在水、甲醇、乙二醇中的溶解度进行了预测。将预测结果与文献值及PT状态方程、Anderko模型和Pires模型的计算结果进行了比较。结果表明 ,用该模型可更准确地计算水、醇等缔合体系的饱和蒸汽压、饱和液相体积及预测气体在水、醇中的溶解度     

正交设计法筛选槐耳菌丝体液体培养基的研究

以槐耳菌丝体生物量为主要指标,采用不同碳源和氮源进行单因素初选试验,然后以不同比例的混合碳氮源进行正交试验．结果表明,槐耳菌丝体液体最佳培养基是玉米渣200g／L,蔗糖20g／L,酵母膏3g／L,麦麸3．5g／L,KH2PO42．0g／L,MgSO4·7H2O1．0g／L和VB1 6mg／L,温度28℃,pH自然．其菌丝体生物量得率为21．6g／L．     

氮化合物对饱和烃氧化性能的影响

采用液相氧化法和循环动态吸氧法研究了喹啉及吲哚对饱和烃氧化性能的影响。循环动态吸氧实验结果表明 ,低氮浓度的氮化合物能促进饱和烃的氧化 ,高氮浓度的氮化合物能提高饱和烃氧化的诱导期。但在诱导期的前后阶段内 ,氮化合物对饱和烃氧化的影响程度不一致。液相氧化实验结果表明 ,催化剂的形态也是影响饱和烃氧化的重要因素 ,吲哚与金属铜具有协同促进饱和烃氧化的作用 ,而吲哚与环烷酸铜则有很好的抑制饱和烃氧化的效果。当有硫化合物共存且硫氮原子比不同时 ,喹啉和甲基苄基硫醚分别是影响饱和烃氧化最显著的因素。所以氮化合物对饱和烃氧化的作用受氮化合物浓度、氧化反应时间、催化剂的形态及硫、氮之间的相互作用等复杂因素的影响     

不锈钢熔体中氮溶解度的热力学计算模型

在实验研究和前人研究工作的基础上,建立了一个新的不锈钢熔体中氮溶解度与体系温度、氮分压和合金成分的热力学计算模型,在该模型中引入了氮分压对氮活度系数的作用系数.该模型的计算结果与实验值吻合很好.基于该模型的计算结果,讨论了氮分压、温度、合金成分对不锈钢熔体中氮溶解度的影响规律.在压力较高(大于0.1 MPa)特别是合金元素较高的不锈钢熔体中,氮分压与氮的溶解度关系不符合Sievert定律.在一定氮分压下,温度对不锈钢熔体中氮溶解度的影响取决于合金体系的化学成分.在常压(氮分压为0.1 MPa)下,20%Cr-20%Mn的合金体系在1 873 K可获得氮质量分数为0.8%的高氮无镍奥氏体不锈钢.     

基于SRK状态方程的烃类液相密度计算校正

针对SRK状态方程在烃类体系相平衡中计算饱和液体体积时误差较大,易导致对饱和液体的密度预测欠准确的问题。在SRK状态方程的基础上,提出了计算饱和液体体积的体积平移法,并采用Rackett方程中相关参数实现参数间的关联,从而更精确地实现饱和液相密度的计算。计算结果与实测数据对比表明,采用体积平移法后计算出的液相密度与实际密度的误差远小于未校正计算值的误差,提高了SRK状态方程的应用范围。     

饱和蒸汽压下单元液体的物态方程及其应用

将玻尔兹曼分布律应用于饱和蒸汽压下单元液体的液体表面保守力场中,用液体表面自由能作为状态参量之一,推导出了单元液体的物态方程。进一步应用该物态方程导出了液体表面热力学函数、克劳修斯-克拉珀龙方程与表面张力系数的理论公式。用理论计算液体表面张力系数的良好结果验证:由玻尔兹曼分布律推导出的单元液体的物态方程,不仅形式简单、物理意义明确,而且实际应用结果具有良好的准确性与普遍性。在单元液体物态物理的精确计算处理方面,作出了有益的探索。     

紫芝液体深层发酵条件的初步研究

以紫芝为研究对象,讨论液体深层发酵碳源、氮源、无机盐和培养条件对菌体生物量的影响,确定紫芝液体发酵最优培养基配方为葡萄糖30,g/L、蛋白胨3,g/L、KH2PO41.2,g/L和MgSO4·7H2O 0.8,g/L.发酵条件为培养温度25,℃,起始pH自然,装液量24%,接种量15%,140,r/min培养7,d.同时,以菌体生物量、胞外多糖和pH为指标,绘制紫芝液态发酵动力学曲线,发酵培养7,d后菌体生物量和胞外粗多糖的含量分别达到最大值3.63,g/L和1.67,g/L.     

储层压力下氮气泡沫封堵性能影响因素研究

 储层压力对泡沫产生的封堵能力影响较大.为了研究泡沫在实际储层压力下封堵性能的影响因素,实验设置10MPa的回压模拟泡沫生成的环境压力,以氮气作为气相介质研究储层压力、气液比、渗透率、含油饱和度、地层倾角等对泡沫封堵性和稳定性的影响.实验结果表明,储层压力影响泡沫的封堵性能,压力越大泡沫产生的阻力效应越小.在一定的储层压力下,存在最佳的气液比,使得泡沫产生的阻力效应最强.储层的孔隙结构影响泡沫的存在形态,渗透率越高的储层中泡沫的封堵作用越强.低含油饱和度情况下,泡沫仍能产生一定的封堵作用,但是封堵有效期很短,因此氮气泡沫可以在低含油饱和度储层中形成暂时封堵.泡沫在存在倾角的储层中更易均匀分布,产生的封堵阻力越高,同时也说明泡沫在垂向上的封堵能力更佳.