高温气冷堆耦合高温电解规模化制氢系统仿真

随着能源体系变革，氢能在能源系统中发挥着越来越重要的作用，绿色化、低碳化制氢技术日益受到关注。高温气冷堆耦合高温电解制氢技术是一种具有潜力的零碳排大规模绿氢制备技术。该文提出了热功率为250MW,氦气出口温度分别为750和950℃的高温气冷堆与高温电解制氢系统的耦合策略，建立了全流程ASPEN仿真模型，并分析了系统热电比对制氢产能和能耗的影响规律，据此评估并探讨了制氢成本及成本降低策略。结果表明：750和950℃制氢系统的最大氢产能分别为28108和35160m³/h。在最大氢产能下，750℃制氢系统的耗电量和耗热量分别为3.73和0.49kW·h/m³,总能量转化效率为40.1%;950℃制氢系统的耗电量和耗热量分别为3.11和0.56kW·h/m³,总能量转化效率为50.2%。提升电解制氢模块的电流密度可显著降低制氢成本，电解模块阳极耦合制备油品等高附加值化工品一方面可以分摊制氢成本，另一方面可以拓展核能高温电解应用场景。     

金属材料的高温热物理性能测试探析

研究金属材料的高温物理性能主要是通过分析实验得到的数据,拟合出相关的经验公式,并进行适当的推广,这种方法在金属材料的应力、温度以及化学成分对物理性能影响方面取得了很好的效果。本文主要是通过对一台高温物理性能测试进行改造,达到进行单次试验就能获得多项的金属物理性能。     

高温油藏深部复合调剖技术研究

针对高温油藏层间层内矛盾、水驱开发效果差的问题,进行了深部复合调剖技术研究。通过物理模拟实验研究了复合调剖剂不同粒径、不同注入次序和注入强度下的调剖效果。结果表明:预交联水膨体颗粒+微球组合体系可使非均质地层采收率提高20%以上;高温可动凝胶+微球组合体系能启动低渗透层的原油,实现调剖和驱油的双重效果;高温可动凝胶按先弱后强的强度注入顺序可获得较高的波及体积和采收率。研究结果可为高温油藏控水增油提供一定的参考依据。     

超临界CO2材料腐蚀过程动力学与产物热力学研究

针对超临界CO₂动力循环高温承压部件与工质相容性问题，研究了T92耐热钢在600和700℃超临界CO₂环境下的腐蚀过程动力学及其热力学产物。采用分子动力学计算了CO₂在FeCr合金表面的吸附过程，模拟了T92耐热钢在初始氧化阶段原子的迁移和分布规律，并基于腐蚀热力学原理，分析了氧化层和碳化物的分布规律，最后通过高温腐蚀实验进行了验证。研究结果表明：700℃时，T92耐热钢氧化层厚度约为600℃时的13.5倍，氧化层结构为外侧Fe₃O₄层、内侧FeCr₂O₄层，氧化层内部主要为C₂₃C₆型碳化物；CO₂优先吸附于Cr原子(111)表面，当Cr与CO₂发生反应后，部分形成游离态的C沉积于氧化层表面，并以离子的形式向内扩散；腐蚀过程主要由离子扩散控制，扩散速率随着温度的升高而增大。该研究为超临界CO₂材料抗腐蚀性能评估提供了一种复合...     

高温时H13钢中初生碳氮化物的分解研究

利用光学显微镜、扫描电镜和电子探针研究了H13钢中初生碳氮化物高温分解时的形貌、尺寸、成分变化规律.原始初生碳氮化物主要为10~30μm的长条状(Vx,Mo1-x)(Cy,N1-y)及少量方形的(Tix,V1-x)(Cy,N1-y).在1200℃保温2.5 h后碳氮化物边缘变为凹凸不平的锯齿状,然后形成细小的分解颗粒,10 h后碳氮化物平均长度减小为12.9μm,主要为(Tix,V1-x)(Cy,N1-y).当经过1250℃ ×5 h保温后87%的碳氮化物发生分解,(Vx,Mo1-x)(Cy,N1-y)溶解消失,碳氮化物长度在20μm以下,当保温时间延长到10 h后碳氮化物长度均在10μm以下,70%为方形并且93%分解形成细小颗粒,未分解的碳氮化物为(Tix,V1-x)(Cy,N1-y).电子探针分析(Tix,V1-x)(Cy,N1-y)的分解与Fe元素扩散有关,高温时Fe在(Tix,V1-x)(Cy,N1-y)中含量逐渐增加而Ti、V减少,优先在边部曲率半径较小部位或缺陷处分解,形成0.1~1μm的细小分解颗粒,并由外向内以区域溶解方式使原始碳氮化物逐渐消失.双亚点阵模型分析两种碳氮化物的平衡溶解温度和组成有关,试样中大部分(Tix,V1-x)(Cy,N1-y)平衡溶解温度在1200~1246℃之间,与实验吻合较好.     

河南省两次6月份高温过程的对比分析

本文利用常规气象资料、区域站观测资料及数值预报产品,对河南省两次大陆高压控制下的高温过程天气形势进行对比分析,旨在发现这两次高温过程的异同点,预报40℃以上高温天气。分析表明,大陆高压控制下高温天气的共同点是河南省500hPa为槽后脊前偏北气流控制,700hPa有暖平流与其配合,850hPa有暖中心,不同处为500hPa的西北气流的强度和850hPa的湿度与温度,提出40度以上高温天气的预报着眼点。     

涠洲岛两种石珊瑚在高温胁迫下共生细菌群落结构变化特征

石珊瑚中的块状珊瑚与枝状珊瑚对全球气候变暖胁迫的耐受能力明显不同,但其机制仍不清楚。本研究选择北部湾涠洲岛的一种属于块状珊瑚的海孔角蜂巢珊瑚(Favites halicora)和一种属于枝状珊瑚的浪花鹿角珊瑚(Acropora cytherea)为研究对象,通过室内模拟实验,分析高温胁迫下(26～34℃) 2种珊瑚共生细菌群落的响应特征。结果表明:共生细菌多样性具有差异性,A.cytherea共生细菌的多样性随着温度上升变化显著,Shannon指数由2.20变为4.05,而F.halicora变化幅度较小,在2.69～3.19波动;主导细菌存在差异,在门水平上,F.halicora占主导地位的共生细菌为Proteobacteria (29%～73%)、Cyanobacteria (7%～63%)和Bacteroidetes(3%～13%),而A. cytherea为Proteobacteria (49%～90%)、Cyanobacteria (1%～16%)、Bacteroidetes (3%～16%)、Firmicutes (1%～6%)和一个未分类的细菌门unclassified_k_norank(0.6%～21.0%);升温胁迫时,主导细菌的丰度变化存在差别,Bacteroidetes在F.halicora中显著降低,而在A.cytherea中显著升高,unclassified_k_norank在A.cytherea中也显著升高;随着温度升高,2种珊瑚共生细菌的变化趋势一致,但珊瑚中出现潜在致病菌Vibrio的温度不同,F.halicora在34℃胁迫时出现,A.cytherea在30℃和34℃胁迫时均出现。根据上述结果推测,珊瑚共生细菌的差异性可能是导致块状珊瑚比枝状珊瑚更耐受高温的重要原因。     

离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

橡胶沥青结合料性能正交试验

为了合理有效地选择橡胶沥青结合料制备过程中的胶粉掺量、外掺剂掺量及制备工艺参数,对其进行了多项性能的"4因素3水平"正交试验,分析了剪切时间、剪切温度、胶粉掺量及硫掺量对各项性能变化趋势及影响程度,并确定了各项制备工艺参数及外掺剂的优化组合方案。研究结果表明:胶粉掺量对橡胶沥青结合料各项性能均有显著影响,增加胶粉掺量能有效提高其高温性能,但同时降低其低温性能与弹性恢复能力,其最佳掺量应为20%~25%;剪切时间应在30min以上以保证胶粉充分溶胀,但剪切时间过长会导致橡胶沥青各项性能的显著降低,剪切时间应在30~60min之间;增大硫掺量能抑制橡胶沥青中的脱硫反应,在一定程度提高橡胶沥青高温性能,但过大的硫掺量会造成低温性能的显著下降,橡胶沥青中硫掺量宜小于胶粉掺量的0.6%;橡胶沥青室内制备参数及外掺剂含量存在优化组合方案。