组合式吸液芯内液态金属钠流动特性的数值模拟

为进一步了解高温热管工作时工质钠的流动和分布情况,用有限容积法和D a r c y理论数值模拟二级学院组合式吸液芯内液态金属钠的流动特性,根据模拟结果对液态金属钠流经组合式吸液芯的压力降、分布均匀程度、湍流动能和湍流耗散率进行分析。研究结果表明,随着液态金属钠的进口流速增大和组合式吸液芯中金属纤维毡厚度增大,液态金属钠在组合式吸液芯内的速度分布越不均匀;随着组合式吸液芯中金属纤维毡厚度减小,液态金属钠在其中的湍流动能和湍流耗散率越大;液态金属钠通过组合式吸液芯的压降随着进口流速的增大而增大,且进口流速相同时,液态金属钠经过金属纤维毡厚度越大的组合式吸液芯的压降越大。压降的数值模拟值与实验值的最大相对误差约为6.8%,说明本文数值模型的正确性。     

防冲锚杆索吸能构件合理螺纹参数确定

针对传统矿用锚杆锚索无法实现让压吸能的不足,为设计出满足防冲吸能要求的组合式锚杆索,对防冲吸能锚杆索的吸能构件中不同螺纹尺寸进行数值模拟研究,以确定满足设计要求的最优螺纹尺寸组合.利用ANSYS软件进行前处理、LS-DYNA进行求解计算,正交试验法进行结果分析,研究不同尺寸内螺纹吸能效果,考察各个因素对工作阻力的影响.结果表明:对构件工作阻力影响最大的参数是螺纹厚度,其次是螺距,最后是螺纹剪切高度.螺纹厚度越大,构件的工作阻力越大;螺距越大,构件的工作阻力越小;剪切高度为3 mm时,构件工作阻力最大;利用正交试验分析,得到满足设计要求的吸能构件螺纹最优尺寸为螺距10 mm,螺纹厚度4 mm,剪切高度3 mm.     

太阳能接收器用高温热管的关键参数

结合太阳能接收器的工作条件,对用于组合式接收器的高温热管进行分析,探讨其应具有的关键参数.主要包括热管工质、管壳材料的选择以及吸液芯结构的确定等.通过分析工质的工作温度区、对热管传热极限的影响以及传输因数等因素,选取碱金属Na作为高温热管工质;通过比较各材料的力学性能、耐腐蚀性能以及抗氧化性能等参数,选取Haynes 230合金作为高温热管管壳材料;以孔隙率、渗透率和有效毛细半径为对象,基于吸液芯内的压力分析,选取WB 8/300型金属毡作为吸液芯结构的原材料.     

太阳能接收器中高温热管启动性能

针对高温太阳能热管接收器中高温热管的启动特性进行理论分析,计算其过渡状态和连续流动状态下的转变温度分别为273和419℃,并对V形沟槽与金属纤维毡复合吸液芯钠热管在不同加热方式、不同输入功率和不同倾角下的启动性能进行试验研究.试验结果表明,半周受热高温热管启动过程与全周受热的启动过程相似,均符合前端启动模型,不同加热方式下转变温度相同且绝热段转变温度与理论计算值吻合,半周受热高温热管启动时间稍短于全周受热启动时间.随输入功率增加,高温热管启动时间缩短,倾斜角度变化对启动性能无明显影响.     

组合式吸液芯高温热管热阻和瞬时传热性能分析

根据碟式太阳能热管接收器的工作情况,开发设计了加工简便、成本较低的组合式吸液芯高温热管.对该热管建立了热阻模型,通过试验验证热阻模型的可靠性,并从温度、热阻和当量导热系数3方面与三角沟槽/金属丝网吸液芯热管进行比较,分析了热管瞬时传热性能.在相同的冷却工况下,与三角沟槽/金属丝网吸液芯热管相比,组合式吸液芯热阻稳定且较小,当量导热系数较大.因此,组合式吸液芯高温热管较三角沟槽/金属丝网吸液芯热管传热性能优良,可较好地应用于碟式太阳能接收器.     

岩心油水两相渗流启动压力梯度实验研究

为了搞清油藏储层油水两相渗流启动压力梯度特点及其影响因素,对不同渗透率岩心水驱油两相渗流的启动压力梯度进行了室内实验测定,根据实验现象和实验结果,分析了产生启动压力的岩心孔隙内部的阻力效应。研究结果表明：气体渗透率小于50×10-3μm2的低渗岩心具有较大的启动压力梯度,且随渗透率降低,启动压力梯度快速增加,岩心内含水饱和度越高,启动压力梯度越大;气体渗透率大于50×10-3μm2中高渗岩心启动压力梯度随渗透率变化不大,且数值较小,随岩心含水饱和度增加而降低;产生启动压力的阻力效应大小和岩石的润湿性、毛管压力、微观孔隙的油水分布状态、固液界面张力及孔喉半径有关。对于低渗透油藏,岩心的润湿指数越大,含水饱和度越高,固液界面张力越大,所产生的油水两相阻力效应越大,岩心启动压力梯度就越大。     

分形纳米毛细管中水的有效渗透率

结合页岩纳米毛细管的分形特征,建立了页岩纳米毛细管中水流动时的流量以及有效渗透率的分形模型.基于该模型分析可知,毛细管两端压力梯度越大,纳米毛细管中水的流量就越大;页岩基质纳米毛细管直径越大,水在纳米毛细管中流动时的有效渗透率就越大;而页岩基质纳米毛细管的迂曲度分形维数越大,水在其中流动时的流量以及有效渗透率就越小;且...     

地层测试器在渗透率各向异性地层中响应的数值模拟

用三维有限元方法模拟油水两相情况下的渗透率各向异性地层地层测试器的响应规律,并对地层测试响应进行物理试验测试,以验证模拟结果的可靠性.结果表明:模拟结果与实验结果吻合较好;地层流体的流动形态随着流动时间的增加而变化,渗透率各向异性比越大,单探针压降和多探针的时间延迟越大.     

芯壳结构Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4/BaFe_(12)O_(19)纳米复合纤维制备及磁性能

通过同轴双喷嘴静电纺丝法,一步制备出具有芯壳结构的Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4/BaFe_(12)O_(19)纳米复合磁性纤维.该纤维经热处理后,2相结晶较好.SEM和TEM观察发现:纳米复合纤维直径均匀,包覆完整,芯丝平均直径及壳层平均厚度均为40nm,能谱线扫描分析表明,芯和壳层间界面清晰.VSM测试说明,当壳层前驱液中离子Fe与Ba物质的量之比分别为12∶0.5、12∶1.0、12∶1.5、12∶2.0和12∶2.5时,Ms从54.26A·m~2·kg~(-1)先升至60.40A·m~2·kg~(-1)再降到38.64A·m~2·kg~(-1);同时,Hc从1.372×10~4 A·m~(-1)先降至1.092×10~4 A·m~(-1)再升到2.475×10~4 A·m-1.可见,纳米复合磁性材料可实现材料磁性能的调控.     

液体获取装置金属筛网内饱和液氢芯吸性能研究

为了研究筛网通道式液体获取装置(LAD)对低温液氢推进剂的芯吸管理性能,采用绝热连续多孔介质模型,构建了计入筛网固体与周围气相环境热影响的蒸发修正芯吸模型,并采用液氮过热芯吸实验数据对构建的模型进行了有效性验证。针对常重力竖直芯吸过程,计算获得了绝热、过热条件下3种编织密度(200×1 400、325×2 300和510×3 600)的荷兰斜纹筛网(DTW)内饱和液氢芯吸速度和芯吸高度的变化,并对比分析了筛网与气相环境过热度对低温芯吸性能的影响规律。结果表明:绝热条件下,筛网编织密度越小,芯吸速度越大,而最大芯吸高度越小;经丝方向芯吸性能始终优于纬丝方向;液氢芯吸过程的热敏感性极强,芯吸速度和最大芯吸高度均随过热度增大而显著衰减,筛网越密性能衰减幅度越大;气相环境过热度对液氢芯吸性能起决定性影响,低温下筛网固体自身的热影响相对微弱。     

涠洲F4油田流沙港组储层微观结构及两相渗流特征

 涠洲F4 油田位于南海北部湾地区,包含涠洲组和流沙港组两套含油层,其中涠洲组属于高渗油藏,已经全面开发,测井解释结果显示流沙港组储量可观,但低渗透储量高达82%,涠洲组的开发经验不适用于流沙港组。针对流沙港组非均质性强、微观孔隙结构复杂及注水难度大等问题,利用恒速压汞、核磁共振和油水驱替物理模拟等实验技术,对储层微观孔隙结构及油水驱替规律等进行系统研究。研究表明,涠洲F4 油田流沙港组需要技术攻关的储层渗透率是1×10^-3~5×10^-3 μm²,且储层渗透率低于2×10^-3μm²时,以小于1 μm 的喉道为主,渗流阻力大,水驱开发难度大;低渗透油藏,前期保持较高地层压力能明显提高驱替效率,残余油状态水相渗透率低于0.2,注水压力高,后期采用小排量温和注水既有利于有效注水,又能保持较高渗吸效率,以此提高储层采收率。     

蓄热型太阳能喷射制冷系统供冷性能分析及优化

为提高蓄热型太阳能喷射制冷系统的供冷性能,利用TRNSYS软件,建立蓄热型太阳能喷射制冷系统瞬态仿真模型.结合太原市某公共建筑的逐时冷负荷,分析集热侧循环水流量和蓄热水箱容积对系统供冷特性的影响.结果表明:随集热侧水流量、水箱容积的增大,系统在连续5 d中的平均输出冷量均呈现先增后减的趋势;集热侧水流量和蓄热水箱容积与集热器总面积的最佳比例分别为0.005 kg·(h·m²)^-1和0.02 m³·m^-2.     

夏热冬冷地区绿化屋顶节能与生态效益研究

【目的】研究夏热冬冷地区绿化屋顶的节能效益,分析包括固碳释氧、空气净化、水源涵养和节能减排4个方面的生态效益。【方法】以无锡地区有无绿化的屋顶为研究对象,对比绿化屋顶的保温隔热及节电效果,并进行屋顶绿化生态效益的量化分析。【结果】在冬季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别高2.5 ℃和5.5 ℃,通过屋顶的热流相对减少36.4%,绿化房间空调日平均节电量为0.90(kW·h); 在夏季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别低3.1 ℃、5.6 ℃,通过屋顶的热流相对减少48.6%,日平均空调节电量为4.23(kW·h)。计算可得,绿化屋顶每年可节约空调用电量15.39(kW·h)/m²; 佛甲草屋顶绿化可创造的固碳释氧效益为1.887元/(m²·a),净化空气效益为2.45×10^-2元/(m²·a),涵养水源效益为0.957元/(m²·a),节能效益可达到12.875元/(m²·a),减排效益达9.613元/(m²·a),综合生态效益是25.357元/(m²·a),动态投资回收期为7 a。【结论】屋顶绿化在冬季可提高屋顶内外表面温度,在夏季降低屋顶内外表面温度,减少通过屋面的热流,达到保温隔热和降低空调能耗的节能效果。屋顶绿化的生态效益显著,投资回收期短,应予以政策鼓励和支持。     

2006年夏季北京大气中PAN与PPN浓度变化和相关性分析

采用在线监测仪器,2006年8-9月对北京市中关村地区和大兴区榆垡镇大气中的PAN和PPN体积浓度进行了监测,并对浓度变化的影响因素和相关性进行了分析。结果表明：大气中存在着高浓度的PAN和PPN,中关村大气中PAN和PPN的最高浓度分别达11219×10^-12和1953×10^-12L/L,榆垡为2505×10^-12和413×10^-12L/L;两地PAN与PPN的相关性很好,与臭氧也有一定的相关性;热解损失的PAN浓度（TDPAN）与总PAN(监测到的PAN浓度与热解损失PAN浓度之和)的百分比在10%～70%之间。     

循环伏安法测定聚苯并咪唑膜电解质甲醇透过率

研究建立了电化学循环伏安法(CV)测定磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)膜甲醇透过率的方法.以磷酸溶液为电解质,在扫描电压范围-0.2~1.2 V和扫描速度100 m V/s的条件下测试了不同磷酸掺杂水平PBI膜的甲醇透过率.研究表明,根据膜样品酸掺杂水平选择磷酸电解质溶液的浓度可使待测PBI膜的酸掺杂水平在测定过程中保持不变,进而保障结果的准确性和可靠性;与纯PBI膜的甲醇透过率(1.34×10-8cm2/s)相比,磷酸掺杂PBI膜的甲醇透过率有所增加,当PBI膜的酸掺杂水平为2.5~3.2时,膜的甲醇透过率为3.2×10-8~14×10-8cm2/s.     

注CO2对不同煤阶煤储层渗透率变化的影响

 研究CO₂注入煤层后与煤中不同矿物发生反应引起的渗透率变化规律,能够为提高煤储层导流能力提供实验支撑。通过对中、高煤阶煤样(屯兰矿、寺河矿)进行氮气吸附实验、矿物成分及渗透率的测试,探讨了注CO₂后,煤中不同矿物与其反应的渗透率变化规律以及渗透率改善效果;基于对初始渗透率、反应时间、改善后渗透率的非线性回归分析,建立渗透率变化模型。研究结果表明:注入CO₂后,由于发生CO₂-水-岩石相互作用,中、高煤阶煤渗透率均随注气时间增加呈现出先增大后减小的规律,寺河矿煤样先达到渗透率最大值,屯兰矿较滞后,寺河矿煤样渗透率改善效果比屯兰矿好。煤层中注入CO₂对初始渗透率过大或过小的煤层都不利于渗透率改善,只有渗透率在0.2×10^-3~0.4×10^-3 μm²的中等渗透率范围内,改善效果较好,渗透率变化模型经实验数据验证较可靠。     

用于北斗三号卫星导航系统的星载铷原子钟特性

本文介绍用于北斗三号卫星导航系统的星载铷原子钟主要设计特点和性能指标.铷原子钟频率稳定度主要取决于原子跃迁信号信噪比、电路噪声和原子体系的物理环境效应.为提高原子信号信噪比,物理系统采用了微波场方向因子高于0.9的开槽管微波腔和Xe气启辉的铷光谱灯,并采用了光学滤光和同位素滤光双重滤光方案.电路系统采用了低相噪微波链路,交互调制噪声对铷原子钟稳定度的影响被控制在4.9×10^-13/τ^1/2水平.通过工作参数优化,将物理环境效应对天频率稳定度的影响降低到3×10^-15以下.研制了高精度和甚高精度两型号星载铷原子钟.高精度铷原子钟典型指标为短稳1.5×10^-12/τ^1/2,万秒稳1.3×10^?14,天稳9.4×10^-15;甚高精度铷原子钟典型指标为短稳6.1×10^-13/τ^1/2,万秒稳7.1×10^-15,天稳3.9×10^-15.本文还分析了铷原子钟最新研究进展,预期铷原子钟的性能还可以进一步提升.     

扎龙湿地生态环境需水量研究

通过对湿地不同类型生态环境需水量的探讨, 核算了扎龙湿地湖泡、 植物、 土壤以及野生生物栖息地等生态环境需水量, 得出扎龙湿地生态环境需水量为5.09× 10⁸ m³, 其中核心区（最小生态环境需水量）为2.00×10⁸ m³．     

基于电化学活化的传感器构建及其电化学性能

为实现玻碳电极在电化学传感器领域的高灵敏度检测利用, 在pH=5.0的磷酸盐缓冲溶液中, 用恒电位法对玻碳电极进行电化学活化,考察pH值、富集电位及富集时间对Pb²⁺检测效果的影响, 并研究最佳实验条件下的活化电极对Pb²⁺的检测性能. 实验结果表明：该活化电极对Pb²⁺的电化学检测响应电流具有增强效果,并具有检测时间短、灵敏度高的特点;检测线性范围为1×10^-10~ 5×10^-6 mol/L,最低检出限和定量限分别为3×10^-11 mol/L和1.0×10^-10 mol/L. 该活化电极在自来水Pb²⁺的测定中具有较高回收率, 可用于实际水质检测.     

基于 MOF 模板法合成 Ce 掺杂 Co3O4 富氧空位纳米花及其气敏性能

Co₃O₄ 纳米材料在气体传感器应用中, 存在灵敏度不高、响应恢复时间长等问题. 采用简单的溶剂热法制备了 Ce 掺杂的 Co 基金属有机骨架 (metal organic framework, MOF) 前体. 通过热处理成功合成了 Ce 掺杂 Co₃O₄ 纳米花, 并通过 X 射线衍射 (X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜 (scanning electron microscope, SEM)、X 射线光电子能谱 (X-ray photoelectron spectroscope, XPS)、能量色散光谱 (energy dispersive spectroscope, EDS) 等表征方法, 对材料进行了物相形貌分析. 结果显示: Ce 掺杂能有效改变 Co₃O₄ 的氧分布态, 提高其氧空位含量, 由此材料制成的传感器显示出了优异的传感性能; 在 190 °C 操作温度下, 该传感器对 100×10^-6 正丁醇的响应值可达 87.79, 且其计算所得理论检出限可达 122×10^-9.