PR导热系数普遍化模型及其精度预测分析

在原PR导热系数模型基础上，改进建立了一个PR导热系数普遍化模型，在温度80～1400K和压力0.1～350MPa内对油气藏流体中常见的22个纯组分的气、液相导热系数总共3263个数据点进行了拟合，总平均相对误差为7．34％。对13个二元和三元混合物总共260个数据点预测的总平均相对误差为7．94％；对3个石油馏分总共22个数据点导热系数预测的总平均相对误差为9．68％。对极性纯物质的总共810个数据点预测的总平均相对误差为6．86％；对极性二元混合物的共439个数据点预测的总平均相对误差为6．03％。该模型的计算精度明显优于石油工程中常用的导热系数模型。     

液体混合物导热系数理想模型的建立及其应用

根据液体结构的特点,通过建立液体混合物导热系数的理想模型,发展了计算混合液体导热系数的新方法。对288种含水和非水液体混合物2060个数据点的拟合结果表明,计算值与实验值的一致性令人满意,平均误差0．98％,计算精度优于献方法。据此发展了一种根据纯物质导热系数预测混合液体导热系数的方法,预测结果的平均误差为1．69％,小于献方法的误差。     

有效导热系数及其应用

本文以各向同性、均匀介质、导热系数为常数的材料内的导热规律为依据,分别就导热系数为温度的函数、双层复合材料,各向异性材料等情形,推导了有效导热系数的数学表达式,并说明了它们的应用条件。     

岩石导热系数影响因素及预测研究综述

岩石导热系数在地热开发、地下工程、盆地演化等诸多方面有着重要作用,随着研究的深入,获取深部连续地层的导热系数进行精确定量化的研究是必然趋势。本文对岩石导热系数的影响因素及规律进行了总结归纳并用实测数据进行验证,对目前深部地层导热系数的预测方法进行了分析探讨。主要影响因素有组成成份、孔隙度、密度、温度等;导热系数一般沉积岩大于岩浆岩、砂岩大于泥岩;孔隙度在10%以下时其变化对导热系数影响较大,后随着孔隙度增大,对导热系数的减弱效果变弱;导热系数与密度呈线性正相关;岩石导热系数随温度升高而降低,当温度大于150℃时,温度升高对砂岩导热性能的影响效果逐渐减弱。深部连续地层导热系数预测方法主要有地球物理测井预测、分布式光纤监测预测。地球物理测井预测具有数据获取简单、测井技术成熟等优点但预测精度不高且地区差异大;光纤监测预测具有数据精度高、实时监测等优点但数据量大且深井设备安装困难,两种预测方法都具有广阔的发展前景。     

三相土壤分形导热系数模型

土壤热导率的预测准确性对地源热泵和钻孔热能等地热相关结构设计至关重要,基于土壤复杂、随机、自相似性的微观结构特征,使用分形理论,考虑土壤的孔隙率和颗粒排列等参数对土壤弯曲度的影响,建立三相土壤有效导热系数毛细孔物理模型和对应的有效导热系数数学模型,将模型预测结果与已有实验数据进行了对比。结果表明：增加土壤颗粒排列等参数后的模型对孔隙率在0.21～1的土壤热导率预测有较高的准确性,且不同孔隙率的三相土壤热导率与土壤颗粒排列阻塞参数有关,孔隙率越大、阻塞参数越小模型预测越接近实验结果;弯曲度改变对热电比模型的串并联比例有直接影响,土壤颗粒排列对弯曲度的影响随孔隙率的增大而减小,弯曲度与三相土壤热导率的变化趋势成反比。相关结果有助于地埋管与管外三相土壤换热效率的研究。     

气凝胶及其纤维复合材料等效导热系数预测

为了研究气凝胶及其纤维复合材料的隔热性能,分别数值重构了几种气凝胶及其纤维复合材料的微细观随机结构,采用格子Boltzmann方法数值求解了它们的等效导热系数,同时用基于瞬态平面热源法的Hot Disk热常数分析仪测量了它们在复杂环境下的等效导热系数。研究表明:骨架连续的开孔型微观结构比骨架不连续的颗粒型微观结构更符合气凝胶的实际结构,开孔型结构等效导热系数的数值预测值与实验值的偏差大部分在±10%内;气凝胶的密度值会影响它的隔热性能,且存在着最佳的密度使得气凝胶的等效导热系数最低;纤维复合气凝胶的等效导热系数随着纤维体积分数的增加而增加;纤维在垂直于热流方向的水平面内随机排布时对气凝胶的隔热性能影响最小。     

稳态热流计法导热仪测试人造板导热系数

叙述了稳态热流计法导热仪测试人造板导热系数的原理和方法，讨论分析和比较了两种人造板的测试结果。结果表明：稳态热流计法导热仪具有稳定时间短、测试方便等优点，可用于测定固体材料、纤维材料和多孔隙材料的导热系数。     

固定床有效导热系数的研究

采用稳态法和非稳态参数估值法测定了气体静止时固定床有效导热系数(以下简称固定床的有效导热系数),前者采用圆柱体导热模型,求得在某特定温度下固定床有效导热系数;后者根据固定床拟均相非稳态传热模型,获得了适用于宽温度范围的固定床有效导热系数与气体导热系数和固体导热系数之间的关联式。并将填充挤条型氧化铁系催化剂、催化剂载体Al2O3和玻璃珠的固定床的测定结果与前人推荐的固定床有效导热系数的多种计算方法进行比较。结果证明,对于气-固体系计算固定床的有效导热系数较为适宜的经验式为:λb0=λf×10(0.785-0.057lg(λs/λf))×lg(λs/λf)。该经验式在20～500℃对于高、中、低导热系数多种物系的固体颗粒床层均适用。     

热线探针测定液体导热系数及其校正

本文深入研究了线热源探针和它的测试条件与理想线热源的求解边界条件之间不可能完全一致后,提出了利用实验所得数据回归的近似式进行自身校正的“两点式还原法”;使探针测定导热系数的准确度和可靠性提高到一个新的高度,扩大了探针的适用范围。所测定的水和甲苯等介质的导热系数与近期发表的据认为是最准确的数据相比,不确定度在±0.72%以内。     

石灰改良红黏土导热系数影响因素及模型预测

导热系数是研究温度场的重要参数,基于石灰与红黏土酸碱互损随时间的演化,利用瞬态热线法导热系数仪,研究含水率、干密度以及龄期对石灰改良红黏土导热系数的影响,并建立经 验函数和BP神经网络预测模型。结果表明：石灰改良红黏土的导热系数随含水率的增加呈指数增长,随干密度的增加呈线性增长;在15-27%含水率范围内,其导热系数平均增长53.87%;在1.25-1.65 g·cm?3干密度范围内,其导热系数平均增长87.06%;改良土导热系数随龄期的增加呈指数降低,降低速率逐渐减小,最终有趋于稳定的趋势,在龄期90 d范围内,导热系数平均降低16.6%。经验证分析,两种模型的整体误差均小于10%;可以很好的描述石灰改良红黏土的导热系数随影响因素的变化情况。该规律以及模型,可以为日后相同土样进行石灰改良提供参考。     

多孔材料热导率通用计算方法

利用蒙特卡洛法对多孔材料的内部结构进行了重构,并验证了重构模型具有自相似性和标度不变性的分形特性.对重构的多孔材料模型进行网格划分,利用二值化原理识别网格中的固体基质和流体孔隙,构筑材料内部真实传热过程的串并联混合热阻阵列图,建立适用于各种均质和非均质多孔材料热导率的计算方法——二值化阵列法.基于该方法,对闭孔泡沫铝和硅酸铝耐火纤维材料的热导率进行了计算,并与文献中的实验测量值进行了比较,具有较好的一致性,验证了本方法的正确性和普适性.     

木材导热系数的支持向量回归预测

根据木材在不同影响因素(密度、含水率和比重)下沿横纹方向(包括径向和弦向)的导热系数的实测数据集,应用基于粒子群算法(PSO)寻优的支持向量回归(SVR)方法,建立了木材沿不同方向的导热系数的预测模型,并与通过类比法(ANA)导出的理论模型和BP神经网络(BPNN)模型进行了比较。结果表明:基于相同的训练样本和检验样本,木材导热系数的SVR模型比其ANA模型或BPNN模型具有更高的预测精度;增加训练样本数有助于提高SVR预测模型的泛化能力;基于留一交叉验证法(LOOCV)的SVR模型预测的最大绝对百分误差(MPE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分误差(MAPE)均为最小。因此,SVR是一种预测木材导热系数的有效方法。     

用改进的PR模型预测原油包水型乳状液表观粘度

目前绝大多数的油包水型乳状液粘度预测模型都把乳状液视为牛顿流体,而原油包水型乳状液特别是稠油包水型乳状液在中、高含水率时却经常表现出很强的非牛顿性。根据油包水乳状液表现出非牛顿性的机理,考虑了乳状液的非牛顿性与含水率的关系,提出了改进的PR模型,用于预测油包水型乳状液的表观粘度。此方法只需知道纯油的粘温关系、一组高含水率下的剪切率与表观粘度的关系及一个低含水率下的表观粘度值,即可预测各种温度、含水率和剪切率下油包水型乳状液的表观粘度（相对粘度）。对比结果表明,改进的PR模型的预测结果更符合实测结果。     

Sloboda模型在隧道围岩变形预测中的应用及其适用性分析

隧道围岩变形的监测和分析对于隧道工程的设计和施工都非常关键,鉴于Sloboda生长曲线与隧道围岩变形-时间曲线的相似性,将Sloboda模型引入到围岩变形预测中,通过围岩变形-时间曲线的拟合预测未来围岩变形发展趋势和围岩极限变形值。通过工程实例具体分析了Sloboda模型的适用性,结果表明：Sloboda模型可以较好的拟合隧道围岩变形-时间曲线;围岩变形-时间曲线的波动性以及尾部阶段发展趋势进对Sloboda模型预测效果存在影响;Sloboda模型预测效果要优于指数曲线模型和双曲线模型,具有更好的应用价值。     

基于最小热阻理论的混凝土导热系数计算模型

针对传统混凝土导热系数计算模型机械地按照混凝土组成来划分热流途径而导致计算结果偏大的问题,基于最小热阻理论,并考虑到混凝土中孔隙作用,对传统混凝土导热系数计算模型进行了改进.通过引入传热面积比例系数的方法,使混凝土中热流途径的划分不仅满足了混凝土组成的要求,而且满足了最小热阻理论.采用该模型分别计算了8种混凝土的导热系数,其计算结果与实测结果的误差率在-14.0%～+5.1%范围内,而Harmathy模型和Campbell-Allenand Throne模型的计算结果与实测结果误差率分别在4.9%～29.3%和11.0%～32.1%范围内.相比于传统的混凝土导热系数计算模型,基于最小热阻理论建立的混凝土导热系数计算模型精度有了较大的提高.     

基于方阱模型计算液体的导热率

为了满足工程上对液体导热率的要求,在方阱模型基础上提出了计算液体导热率的方程。所得的导热率计算方程包括分子平动贡献项和分子内部能量贡献项。为了计算方便,根据分子模拟数据提出了计算中所需的方阱流体的径向分布函数的关联式。物质的能量参数由其临界温度估算,而硬壳体积则由基团贡献法获得。考虑到实际液体有别于方阱流体,在实际液体导热率计算中引入了一个与密度有关的校正参数。使用该文提出的方法,对液体氩及10种液态烃类物质的导热率进行了计算,其计算的平均相对误差小于5.3%。     

价格预测模型及算法

建立价格预测系统，包括价格及相关因素的预测模型、算法及软件。该系统适应广，特别适合农产品、副食品等价格的预测，其中针对模型的参数估计，提出一种计算方法，称为恒等变换法；它解决了迭代公式中的初始值问题，将此初始值赋予Ｇ－Ｎ、Ｍａｒｑｕａｒｄｔ、交替迭代或其他算法，只需经过几次迭代便满足收敛条件的要求。