渤海K油田电潜泵化学解卡技术研究与应用

针对渤海K油田电潜泵泵卡影响生产且物理解卡不彻底的问题。分析了渤海K油田电潜泵结垢是泵卡主因,垢样主要由胶质、沥青质和碳酸钙镁、铁垢以及钡锶垢组成;采用低浓度的盐酸体系,具有多级电离、缓速性的多氢酸体系和以螯合剂为主的解堵体系的化学解卡技术思路,对电潜泵堵塞物中的无机垢进行酸洗、浸泡;形成了由钙镁垢体系、盐酸体系和多氢酸体系组成的多功能性化学段塞,并开展了垢样溶蚀性评价和部件腐蚀性评价。结果表明化学解卡技术配套体系对现场垢样溶蚀率高,同时对电缆、胶筒等电潜泵部件没有腐蚀风险。该技术在渤海K油田应用16井次,解卡成功率100%,启泵累产油7×10⁴ m³,增产效果显著,为渤海油田提供了一种高效、安全、经济的电潜泵化学解卡技术。     

低辐射中空玻璃对办公建筑能耗的影响

透明围护结构对建筑能耗有重要影响,其中窗墙比和玻璃类型是重要影响因素。针对不同气候区条件下典型城市的办公建筑,采用不同镀膜位置的低辐射中空玻璃,应用EnergyPlus能耗模拟软件,分别考虑外窗方位和窗墙比变化情况下,计算房间的制冷能耗、供暖能耗和综合能耗。结果表明：随着窗墙比增大,制冷能耗均增大,窗在南侧房间供暖能耗均减小;哈尔滨外窗在南向时采用A型玻璃更佳,其他方位采用C型玻璃更佳,广州、南京和北京外窗均采用B型玻璃更佳;广州、南京、北京窗在西侧采用B型玻璃且窗墙比为0.7时综合节能率最大,值分别为20.0%、19.2%、15.4%,哈尔滨窗在东侧采用C型玻璃且窗墙比为0.7时综合节能率最大,值为9.6%。     

生物质烟气型农村住宅散热器供热性能研究

针对生物质采暖现存热舒适差、能量利用率低等问题,提出了一种以低温烟气为热源的生物质烟气型散热器及采暖系统。采用CFD计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)理论分析和实验验证相结合的研究方法,对所提出的采暖散热器的供热性能以及室内热环境进行研究。研究结果表明,所提出的散热器的折流板间距为100 mm,折流板宽度为65 mm时综合换热性能最佳,并且烟气入口流速对散热器供热性能的影响所占权重最大;当散热器输入烟气的参数为120℃、3 m/s时,测试房间供暖效果令人满意。该研究结果为农村住宅采暖设备和系统的研究与应用开阔了新思路。     

无人机联合D2D应急通信网络的性能分析

无人机与D2D(device-to-device)通信技术相结合可作为应急通信网络的可行选项之一,但存在复杂的同频干扰问题。为了降低干扰,提出一种无人机配备定向天线阵列的网络。以系统内用户作为主要研究对象,利用随机几何理论,对所提网络进行系统建模,将D2D通信用户以及无人机通信用户建模为两个独立分布的齐次泊松点过程,推导了D2D用户成功传输概率的精确表达式以及无人机通信用户成功传输概率的上下界理论表达式。仿真结果验证了理论公式的准确性,且相比全向天线,无人机配备定向天线可以有效地提高网络性能。同时,存在最优的无人机高度以及密度,使系统和速率最大化。     

助剂种类对Co-Cr系多元催化剂制备碳纳米管的影响

为实现基于现有工业燃烧炉直接生长不同形态的碳纳米管,深入研究催化剂在火焰法制备碳纳米管中的作用机理具有重要的意义。以Co为活性组分、Cr为分散剂,采用浸渍法制备催化剂,研究Fe、Ni、Mo、Zn、Zr、V、W等助剂的添加对催化剂及碳纳米管性质的影响。利用扫描电子显微镜-能谱仪表征合成产物的形貌及含碳量,分析不同助剂对催化剂活性及碳纳米管形态的影响;运用X射线衍射仪、N₂吸附脱附及氢气程序升温还原表征不同催化剂的物理及化学性质,分析助剂对催化剂性质的作用机理。结果表明：添加Fe、V或Mo的催化剂都能够形成大量的簇状碳纳米管,Zn和Zr为助剂时催化剂无法生成碳纳米管;Cr与活性金属形成混合氧化物,作为结构促进剂,起到分散活性金属的作用;助剂通过改变混合氧化物与活性金属氧化物的比例,影响催化剂的活性;Fe、V和Mo的添加使得活性金属氧化物增加,提高了催化剂的还原活性,而适量混合氧化物起到的分散作用有利于形成生长碳纳米管的催化剂颗粒,从而促进碳纳米管簇的形成。     

桥梁运营监测数据相关性分析及温度效应剔除

近年来,桥梁事故频发,许多大型桥梁通过安装健康监测系统对其进行服役安全评定和寿命预测。为了能更好地利用桥梁健康监测数据,通过特征分析获取了温度、应变及挠度的基本特征,研究了结构温度与环境温度、结构应力以及结构挠度之间的相关性。将运营监测数据的组成分为荷载高频段和长波低频段,采用小波变换将二者进行分离,分别得到了由温度效应和外部荷载所引起的桥梁应力及挠度数据,结果表明：桥梁结构温度变化主要依赖于其所处的环境温度;主梁截面温度较桥墩截面温度在趋势上更符合环境温度的变化;主梁在纵桥方向上的不同位置具有一致的温度分布形式;温度对桥梁应力和挠度均具有较强的相关性;剔除温度效应得到的列车荷载作用下桥梁结构的响应结果更为精确,可为后续桥梁运营安全分析与评估提供科学数据和参考。     

基于ANSYS的药柱包覆层粘接质量敲击响应特性

包覆层界面脱粘极易使药柱局部应力集中,影响药柱正常燃烧,使其运行存在严重安全隐患。针对药柱结构在加工或服役过程中粘接界面产生分层、脱胶等缺陷所带来的结构性能差、耐久性能低等安全问题,基于数字敲击检测理论对粘结结构内预置的不同种类缺陷进行研究,得知脱粘弹性系数k₂直接影响脱粘缺陷程度,而其与敲击碰撞产生的应力持续时间呈负相关性,因此利用ANSYS软件中显示动力学模块对敲击检测模型进行仿真分析,由数据结果提取出的应力持续时间界定影响包覆层粘接质量的不同因素对其产生的影响关系与程度。实验表明敲击检测能力会因结构中局部缺陷大小、缺陷深度、缺陷位置、敲击角度的不同产生相关性影响。     

地下圆形空洞地质雷达成像机理

由于地理因素和历史等原因,城市地下圆形空洞“多”“密”“乱”的状况越来越严重,地质雷达圆形空洞扫描图像解析并不明确。基于地质雷达扫描探测全过程,将雷达紧贴地面扫描地下圆形空洞的全过程图像细分为三个阶段,建立各阶段水平距离与回波延时之间的关系,系统分析不同埋深,不同半径条件下圆形空洞地质雷达扫描图像的变化情况,结合探测实例实现地下圆形空洞地质雷达成像机理的科学解释。总结出地下圆形空洞雷达扫描图像对称轴左侧为单调递减的连续凹函数,厚度由不断增大至稳定;对称轴右侧为单调递增的连续凹函数,厚度由稳定至不断减小;随着埋深与半径增大,曲线曲率减小,曲线图像趋于缓和,曲线的特征体现出张开弧度增大的趋势。     

螺旋桨气动/噪声多目标优化设计

针对某大尺寸螺旋桨开展气动/噪声多目标优化设计。基于升力面理论,开展了螺旋桨气动性能计算,通过与试验结果对比,验证了计算方法的准确性;基于Hanson频域远场噪声计算方法,开展了螺旋桨远场噪声评估;以螺旋桨桨叶沿展向分布的弦长、安装角、弯和掠为设计变量,在不改变螺旋桨桨叶数、半径和转速的情况下,以螺旋桨气动性能不降低和远场噪声降噪量最大为优化目标,开展螺旋桨的气动与噪声联合优化设计,优化设计结果与高精度计算结果进行了对比验证。优化结果表明,在不降低螺旋桨气动性能的情况下,优化设计的螺旋桨在1阶离散分量处的远场气动噪声降低5 dB,2阶和3阶离散分量处也有明显的降噪效果。     

节点刚度对管桁架拱稳定性的影响

为研究节点刚度对管桁架拱稳定性的影响,在节点弹簧单元和壳单元滞回性能一致性得到验证的基础上,采用往复荷载下的变刚度弹簧模型代替壳单元考虑节点的半刚性。弹簧模型的节点刚度方程由节点域壳单元模型在往复荷载加载作用下的骨架曲线确定。以矢跨比为0.29、跨度为50 m的管桁架拱为算例,采用材料与几何非线性有限元法对节点域弹簧模型和普通模型进行稳定性分析。结果表明：“静力失稳模态”为空间管桁架拱的最不利初始缺陷形式;节点刚度对管桁架拱的承载力影响程度与考虑初始缺陷的大小、分布形式和荷载作用范围有关。