用C语言编程研究生物膜泡形状

在生物膜泡弹性理论自由能公式和根据变分方法得到的微分方程组的基础上,依据"打靶法"解微分方程边值问题的方法,用C语言编写相关的程序,研究旋转对称性生物膜泡,处理程序调试过程中遇到的奇点、误差控制等问题,得到了常见的oblate、prolate等膜泡形状和满足周期性的unduloid、pearling膜泡.     

膜法无泡供氧的气压优化

膜法无泡供氧是一新兴高效好氧生物处理水体污染的供氧技术，气相操作压力是实现无泡供氧的关键因素．为了考察其在无泡供氧中发挥的重要作用，在对膜供氧的传质机理和传质方程进行探讨的基础上，考察了聚丙烯中空纤维膜在泡点压力下不同气相操作压力对供氧效果的影响，并结合所求得氧的体积传质系数分析不同气相操作压力对氧传质的影响．结果表明，在一定操作压力范围内，氧的体积传质系数随气相操作压力的提高而增大，供氧效果也增强．     

盐穴储气库垫底气利用方案研究

为保证盐穴的安全,盐穴储气库运行过程中留有垫底气,这是盐穴储气库的特点之一,也是盐穴储气库的缺点。为充分利用盐穴储气库的垫底气,首先介绍了紧急工况下的最小运行压力概念,并给出基于屈服-扩容-破坏复合强度理论的设计准则,该方法能够采出部分垫底气;其次,为了置换出全部的垫底气,提出饱和卤水置换盐穴储气库垫底气的技术方案,该方案能够置换出全部的垫底气,但该方案需要大量的饱和卤水;然后,提出采用高压空气置换盐穴储气库垫底气,利用饱和卤水作为隔离介质,高压空气推动饱和卤水,饱和卤水推动天然气来置换出全部垫底气,该方案仅需一口溶腔的饱和卤水作为隔离介质,就可以用空气置换出全部的垫底气,但置换效率受制于液体的流动速度;最后介绍了一种内胆式盐穴储气库,该型储气库为无垫底气式储气库,能够高效采出全部的天然气,并能保持盐穴内压在一个较高的压力水平,有利于盐穴的稳定,能够延长其使用年限。     

高温高压条件下泡排剂PP-F13发泡性及稳定性评价

使用改进气流法,对泡排剂PP-F13在高温高压条件下的发泡能力、稳定性及携液能力开展了实验评价。结果表明,高压有利于泡沫性能,随着压力的增大,泡沫稳定性显著提高,20 MPa的泡沫半衰期较常压增幅为199.14%,并且压力高于10 MPa后,泡沫稳定性提高幅度不大;而随着温度的增加,泡沫稳定性大幅度降低。压力与温度对泡沫的发泡性影响都不大。稳泡剂能够改善泡排剂的高温稳定性,其中无机稳泡剂SiO_2稳泡能力优于有机稳泡剂HPAM及CMC,适用于高温气藏条件。当压力10 MPa、温度120℃时,含SiO_2复合泡沫体系的泡沫半衰期是相同条件下无稳泡剂泡沫体系的3.59倍,达到1 295 s。高温高压动态携液实验表明,气流速度较低时,SiO_2稳泡剂对泡排剂携液能力作用小,但随着气流速度的增大,SiO_2复合泡沫体系携液能力较无稳泡剂泡沫体系有显著提高。     

真空状态下套装抑泡孔管的单管在溴化锂水溶液中的池沸腾换热

本文报导了真空状态下套装不同尺寸的抑泡孔管的单管在溴化锂水溶液中的池沸腾传热实验研究结果,示出了压力(45-45cmmHg)、浓度(0-55wt％)、间隙尺寸(0.5-3.5mm)对沸腾换热的影响。由实验结果回归得到的准则方程可供真空状态下溴化锂水溶液中套装抑泡孔管的单管沸腾换热计算用。     

增压速率对多孔金属筛网泡破压力影响的实验研究

为研究筛网通道式液体获取装置的气液分离性能,搭建了可视化筛网泡破压力测试系统。以异丙醇为工质,对3种编织密度(100×800、200×600和200×1 400)的荷兰斜纹筛网(DTW)的泡破压力进行实验测试,对比分析了气体增压速率对筛网泡破压力的影响规律,并获得了3种筛网样本的有效微孔直径参数。结果表明:增压速率较低时,泡破压力随增压速率呈现出良好的线性递减趋势,通过数据线性拟合,得到了3种筛网样本在异丙醇流体中的静态泡破压力分别约为1 847.2、2 047.2、3 371.0 Pa;随着增压速率的升高,筛网泡破强度不断增大,从局部小气泡溢出逐渐转变为大面积剧烈泡破;筛网样本DTW 100×800、200×600和200×1 400的有效微孔直径分别约为47.88、43.20和26.24μm,随着筛网编织密度的增加,筛网有效微孔直径逐渐减小,泡破压力逐渐增大,体现出更强的气体阻隔能力。     

硅灰石晶须增强高温硫化硅橡胶发泡工艺

采用硅灰石晶须增强硅像胶,研究了用化学发泡的方法制备泡硅橡胶时,影响发泡硅橡胶的孔隙率及孔径大小的因素。结果表明,在120℃预发泡时,预发泡时间在3－6min内、二次发泡温度在180℃、发泡剂H和助发泡剂明硕的用量均为硅橡胶用量的5％、硅灰石晶须的用量控制在硅橡胶用量的2倍内时发泡效果较好。增大发泡压力有利于减小泡孔孔径,但压力过高会降低发泡硅像胶的孔隙率。     

发泡条件对炭泡沫孔泡结构的影响

以AR中间相沥青为原料,在中间相沥青裂解行为的基础上,利用自发泡工艺制备了中间相沥青基炭泡沫.重点研究了发泡过程中形核温度、初始压力以及固化温度对炭泡沫孔泡结构的影响规律.结果表明:随着形核温度的升高,炭泡沫的孔径变大,开口孔隙率升高.随着初始压力的升高,炭泡沫的孔径减小,开口孔隙率降低.随着固化温度的提高,炭泡沫的孔泡结构由椭圆形变为圆形,开口孔隙率升高.     

金坛盐穴储气库上限压力提高试验

为了精确获取造腔层段最小主应力以确定盐穴储气库上限压力,确保气腔安全稳定运行且最大限度地发挥盐穴储气库的功能。在金坛储气库进行小型水力压裂地应力测试,测量5个层段的最小主应力,选取注采B井套管鞋处最小主应力22.5 MPa的80%,即18 MPa作为理论上限压力。上限压力的确定需进行数值模拟,研究表明,注采B井在上限压力18 MPa下满足气腔稳定性和密闭性的要求。根据注采站压缩机技术参数和安全考虑,金坛盐穴储气库确定了上限压力提高0.5 MPa的方案,且提压过程中利用实时微地震技术监测腔体及围岩的稳定性。经过现场提压试验,注采B井上限压力达到17.5 MPa,库容从3 481.06×10⁴ m³增加到3 590.39×10⁴ m³,工作气量从2 137.02×10⁴ m³增加到2 246.15×10⁴ m³,增加了5.11%。研究认为：虽然盐穴储气库行业普遍采用最小主应力的80%~85%的经验值作为盐穴储气库上限运行压力,但采取的上限压力需要进行数值模拟。通过理论模拟研究和现场试验,金坛盐穴储气库上限压力可以从当前的17.0 MPa提高到17.5 MPa。     

CPJ-1600偏光片除泡机的研制

本文介绍了CPJ-1600型偏光片除泡机的主要技术指标、机械结构、控制系统,重点介绍了加热及强制热循环系统用来保证炉内工作区温度及其均匀性。     

造穴方式对煤层气洞穴完井影响评价

目前煤层气等非常规能源已经成为世界能源的重要补充。煤层气的开发利用也进入了大规模发展的时期。作为煤层气开发重要完井方式之一的洞穴完井,也因可以有效地提高煤层气井的产能,得到了推广及应用。但是,洞穴完井不同造穴方式对该技术的应用有着很大影响。鉴于此,需要对不同的造穴方式做对比分析。通过分析不同的造穴方式的优缺点及模拟其产能,认为机械造穴方式在造穴作业上简单易行,成本低,造穴快,而人工动力造穴方式对煤层气产能的增加效果较好。     

基于主成分和聚类分析的泡排气井分类

基于主成分和聚类分析对泡排气井进行分类并提出各类气井对泡排剂性能的要求,以便为现场泡排剂选型提供参考。首先在影响泡排作业效果的因素中提取主成分,然后以主成分得分为对象采用离差平方和法(Ward法)进行系统聚类,最后根据各类气井特征推荐泡排剂类型。结果表明:在影响泡排作业效果的11个因素中提取了可反映原变量81.042%信息的4个主成分。在类间距离D=7.5时,将泡排气井分为5类。根据各类气井的井底积液性质和生产状况分别推荐了适用的泡排剂类型。     

热物理模型对空化泡崩溃末期第一次闭合特性的影响

通过理论证明和数值计算,研究了不同的热物理模型对空化泡崩溃末期的各种特性参数的影响。结果指出,随着多方指数γ的增加,合外力功和动能的最大值逐渐降低,泡内最大温度值逐渐增加,最大压力值却是逐渐降低的;在空化泡崩溃闭合点,合外力功、动能以及半径到达最小值,同时温度和压力达到最大值,五者均具有同时刻性;空化泡被压缩至初始半径值点R=R0,该点是合外力功和动力的最大值所对应的驻点半径,同时,该点也是等温过程与绝热过程的分界点,空化泡从膨胀至最大半径然后被压缩至初始半径R=R0时刻为止的这段时间内是属于热力学等温过程,然后,空化泡从被压缩至初始半径开始到空化泡第一次崩溃闭合点即最小半径R=Rmin时刻为止,该过程是属于动力学绝热过程;对于泡内气体为空气的空化泡在同一空化过程中,在不同阶段分别采用不同的热物理模型,在热力学等温过程期间多方指数取γ=1.0,在动力学绝热过程期间多方指数取γ=1.3～1.4之间较为合理。     

翼型低Re数小攻角非线性非定常层流分离现象研究

层流分离泡是低速低Re数流动的典型特征,存在强的非定常和非线性效应.其对翼型气动力特性带来的影响突出表现在三个方面:(1)升力系数下降,阻力系数增加,升阻比快速下降;(2)小攻角气动力系数非线性效应;(3)中等到大攻角气动力非线性静态滞回效应.本文在针对E387和SD8020翼型层流分离效应开展数值模拟,并提出不同于经典层流分离泡的后缘层流分离泡的研究基础上,进一步采用非定常数值模拟和水洞PIV流动显示试验结合的方法,以SD8020翼型为对象,更深入细致的研究了翼型低Re数小攻角时均化及非定常的层流分离流动结构和压力系数分布的非线性流动特性和演化规律.数值模拟和水洞PIV试验所获得的时均化和非定常流动结构吻合一致,验证了本文结果的正确性.主要结论简述如下:(1)PIV试验验证了所谓低Re数长层流分离泡是一系列大尺度周期性脱落的层流分离涡的时均化结果,并不存在稳定的长层流分离泡;(2)试验证明了低Re数对称翼型小攻角范围,确实存在不同于经典长层流分离泡的时均化后缘层流分离泡,两种层流分离泡的外部形态、内部结构和演化规律存在显著差异.本文详细刻画对比分析了两种层流分离泡的流动结构及其差异;(3)数值模拟和水洞试验表明两种时均化层流分离泡所对应的非定常分离涡结构和压力系数分布也存在显著差异.正是由于这两类层流分离涡结构之间的演化造成了对称翼型低Re数小攻角升力系数非线性;(4)初步分析表明,后缘层流分离泡对应的非定常分离涡结构在分离点附近基本保持稳定,类似死水区,直至后缘点附近出现类似于卡门涡街的非定常分离.长层流分离泡对应的非定常分离流动则在分离点附近就表现出显著的非定常特征,生成一系列独立,并不断向下游发展、移动、对并、脱落的非定常层流分离涡.由此,造成这两种流动结构之间突变的机理和根源可能在于分离点附近分离区流场的失稳.     

类脂囊泡包封维生素C的研究

用司盘(Span)系列非离子表面活性剂和胆固醇(CHOL)通过真空旋转-超声波法制备维生素C囊泡,研究包封条件对包封率的影响,考察维生素C囊泡的形态和构造.实验结果表明:Span60与CHOL摩尔比为2∶1,40℃超声30 m in,对1.00 g/L的维生素C的包封率可达45%以上.     

聚丙烯/聚乙烯共混物的粘弹性及其对挤出发泡的影响

以聚丙烯（PP）与4种聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、热塑性弹性体（TPE））共混物作为原料,采用超临界二氧化碳作为发泡剂,在同向双螺杆挤出机-熔体泵发泡系统上进行挤出发泡实验。同时,运用旋转流变仪测试了LDPE、LLDPE、HDPE、TPE与PP共混对其流变性能的影响。结果表明,HDPE/PP、TPE/PP共混体系的储能模量较大、零切黏度较大,使用这两种发泡体系可以得到泡孔尺寸小、泡孔均匀性好的发泡制品,且制品泡孔致密,泡孔破裂及合并现象较少。     

自动投棒装置在苏里格气田的应用

自动投棒装置主要用于产水的气井口,通过往气井内投放泡排棒,泡排棒与气井内的水相溶起泡,由天然气带出气井实现排水功能,从而提高气井采收率。苏里格地区是低渗、低压、低丰度,大面积分布的中粗颗粒砂岩岩性气藏,非均质性强,连续性差,随着苏里格气田开发程度的逐渐增大,大部分气井在开发过程中,随着地层压力的下降,产水井逐渐增多,井口压力大幅度下降,产量逐渐递减,单井泡排试验工作量大,劳动强度较高。自动投注装置在苏里格气田的应用大大减轻了单井泡排工作量,有利个降低劳动强度,提高工作效率。本文对自动投棒装置在苏西区块应用效果进行分析评价,评价其现场可行性,及推广应用前景。     

盐穴地下储油库热质交换及蠕变

为了确保盐穴储油库的密闭性和安全性,建立了油、卤水和围岩的热交换模型以及由于温度变化而引起的溶腔压力变化模型,同时建立了岩盐蠕变和渗透模型.通过TDMA算法对模型进行了求解,结果表明,油在7 a的放置过程中,温度升高了8.635℃,压力升高了8.97 MPa,即温度升高1℃压力约升高1 MPa.另外,盐穴的蠕变量随着放置时间的增加而减小.岩盐的渗透率很小,油的渗透量可以忽略.温度变化对溶腔压力有重要的影响,油和卤水的热膨胀系数与可压缩系数的比值决定了温度变化对压力的影响程度.在实际注油时,要准确测量油和卤水的可压缩系数和热膨胀系数,以便对溶腔内液体的温度和压力做出正确的预测和判断.     

声场中微泡造影剂的运动特性

以类血液液体为工作介质,在考虑带壳微泡造影剂的液体壳和类血液液体的黏度、表面张力及不可压缩性的情况下,对声场中微泡造影剂的动力学行为特性进行了数值研究.分析了频率、声压、初始内半径、壳壁厚度及类血液黏度对微泡运动状态的影响.研究表明微泡的运动状态只有处于周期2时,声空化才具有安全性.     

多相垂直鼓泡流动系统压强的径向分布特性

利用应变片压力传感器测定了气-液-固三相悬浮鼓泡体系和气-液两相垂直鼓泡流动系统中压强的径向分布。比较了不同操作条件下体系内不同轴向位置上压强径向分布的特征,初步探讨了体系的流体湍动特性。