考虑热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟研究

通过物理模拟的方式对发泡剂溶液的表面张力、发泡体积、半衰期以及封堵性能进行了测定。在物理模拟实验结果的基础上,建立了考虑储层热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟模型。模型将岩石骨架分为可动砂,流动砂以及基质砂三类,通过定义反应动力学方程在一定条件下将可动砂转化为流动砂从而近似模拟储层热伤害带来的孔渗参数变化。泡沫模型采用机理模型,考虑泡沫的生成、破灭以及原油对泡沫的影响。数值模拟结果表明储层热伤害造成的岩石骨架溶解以及热蚯孔的形成会加剧储层的非均质性,加快汽窜。而泡沫会对高渗通道产生有效的封堵,扩大蒸汽波及体积,延缓汽窜。     

空气源热泵-地埋管换热系统蓄热性能研究

对于热负荷占优的寒冷地区,土壤源热泵系统长期运行使得土壤温度逐年降低,非采暖季利用空气源热泵为地埋管换热系统进行蓄热可有效地解决土壤热平衡问题。以实际工程为支撑,对空气源热泵-地埋管换热系统进行蓄热性能测试,结果表明：系统平均制热量可达到空气源热泵额定制热量的2.17倍,系统平均能效比为7.2,地埋管循环介质平均温差为4.5 ℃,系统运行稳定。基于TRNSYS软件对蓄热过程进行模拟,结合实验数据验证模型正确性,结果表明：经蓄热后土壤温度从初始的15.8 ℃上升至16.4 ℃。蓄热期间,采用多目标优化法得到空气源热泵蓄热系统全天运行时最优工况：循环水泵总流量为100 m3/h、空气源热泵总额定制热量为723.7 kW,在此工况下土壤目标温升为3.0 ℃时,系统能耗为474 820.0 kWh,增加的蓄热运行费用为3.96元/m2。与传统热源燃煤、燃气、热电联产蓄热方式相比,空气源热泵蓄热系统的能源与环境效益显著。     

太阳能相变蓄热炕的实验及数值模拟研究

为实现太阳能相变蓄热炕的快速升温,采用毛细管网及配置高导热复合相变材料来提高炕体的热响应时间,通过数值模拟与实验研究相结合的方法对炕体的热工性能进行研究。本文首先对比不同熔点石蜡的差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)曲线,选取35#石蜡作为研究对象,采用熔融混合法制备不同配比的石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料;并通过渗漏测试确定最佳配比。实验表明:当膨胀石墨质量分数为8%时,复合定形相变材料渗漏率较低,为兼顾储热、导热性能的最佳配比。将石蜡复合相变材料应用于太阳能相变蓄热炕,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)建立三维非稳态传热模型,对炕体进行24 h供热模拟设计;模拟表明:太阳能相变蓄热炕在昼间垫面温度达到24.2 ℃,夜间垫面温度达到30.2 ℃。通过Trnsys(transient system simulation program)软件对组合式系统进行运行模拟发现:组合系统均可达到设计的45 ℃及以上;另外,组合式系统全年节电量为2 974.7 kW·h,或节省标准煤469.9 kg,或减少二氧化碳1 240.5 kg、一氧化碳70.9 kg、PM₁₀6.8 kg等,节能减排量显著。     

道路致灾空洞热效应与快速探测可行性研究

为了快速有效地探测出城市道路结构中的致灾空洞,预防路面突然塌陷而导致财产和生命的损失。本文采用理论和数值模拟手段,分析了城市典型的沥青混凝土道路存在致灾空洞时的热效应和温度场变化规律。研究表明：致灾空洞的存在改变了沥青混凝土道路结构传热特性,提高了其热流通量,致使路面结构层传热增多、热量留存减少、引起道路路面温度发生下降。在夏季晴好天气的2:00-22:00时段,致灾空洞提高了道路结构热流通量约4倍多,使道路路面在致灾空洞约2.2倍尺度范围内温度下降1.061℃—1.368℃,目前红外热像仪的探测精度能够探测出其温度变化。因此,采用红外热像技术探测城市道路致灾空洞具有可行性。     

沉船舱内重油加热数值分析

采用专业的流体力学软件开展数值模拟工作,研究给定尺度油舱的重油在加热棒加热及热油注入的两种情况下,油舱重油的热扩散问题。采用加热棒加热重油和注入热油的方式进行数值模拟,分析油舱内重油的温度的平均热扩散和空间分布规律。从数值分析结果可以看出：采用加热棒加热油舱内的重油,油舱内温度随时间的变化是显著升高后达到稳定温度,分别经历了重油温度线性增加、升温速度随温度升高而略有减小和稳定段三个阶段,且温度达到稳定时在空间范围内变化不明显;注入热油情况时,油舱内重油温度随时间升高速度大于加热棒加热的温度升高速度,也呈现出明显的三个阶段：线性段温度升高较快、弯曲段升温速度明显变慢和稳定阶段,且注入的热油温度越高,油舱内的重油温度越高,重油温度沿油舱的展向变化也非常小。与加热棒加热重油相对比,注入热油后油舱内重油的温度状况得到明显的改善,采用注入热油的方式对增加油温和油的运动速度具有显著的优势。数值分析结果可为沉船重油回收加热棒布置提供参考,热油注入模拟可以解决油舱内重油流动缓慢、在抽油口难以抽出重油的难题。     

北皂煤矿煤岩含水热模拟产物地球化学特征

为了模拟地质体中油气生成的过程,了解煤系烃源岩成烃热演化特征及其产物的地球化学特征,对北皂煤矿演化程度较低的煤岩进行了(250~600)℃的10个温阶的加水热模拟实验。对原样和热模拟残余物进行油气生成模拟实验和岩石有机碳、镜质体反射率(Ro)、氯仿沥青"A"、族组分和饱和烃气相色谱等生油岩地化分析测定,对反应产物进行了天然气气体组分分析。结果表明煤系烃源岩在不同热演化阶段表现出的地质地球化学特征具有相当大的差异:在有机质热降解—热裂解阶段,温度较低时(325℃),镜质组反射率增长幅度并不太大,通常Ro1.0%,TOC75%,氯仿沥青"A"逐渐增大。随着温度的升高,热演化进程相对加快,Ro值从0.47%~0.97%迅速增大到1.00%~3.73%,TOC值从64.7%~75.1%增大到75.9%~84.5%,而氯仿沥青"A"逐渐下降,从1.46%减小到0.057%。生物标志化合物中,姥鲛烷跟植烷相比一直处于优势,重烃含量也随着温度的升高增多。此项研究对于揭示北皂煤矿煤阶较低的煤系烃源岩在地质体中经历的物理、化学演化过程,各组分的产出特征及变化规律,了解产物的地球化学特征具有重要的意义。     

120℃恒温下十克级DNTF的热失重特性

通过油浴平台恒温加热和热重分析法,表征了十克级3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）在120℃下恒温加热6h的热失重以及相关性能。结果表明,在120℃恒温条件下,十克级DNTF的质量损失与时间呈线性关系,随时间增加而增大,并且热失重与容器径高比有关;DNTF恒温6h后继续恒温6h,热失重速率不变;在此温度下DNTF的恒温热失重主要是由于热挥发,没有发生热分解。在径高比1:1的器皿里DNTF连续加热6h的质量损失为2.7%,说明DNTF在实际工艺条件下操作以及循环再利用均是安全可靠的。120℃加热后DNTF的机械感度有所降低。     

有机热载体锅炉受热面管的瞬态传热模拟及结垢检测技术研究

以导热油为介质的有机热载体锅炉因其运行温度高,使用不当易发生有机热载体裂解和性能劣化、受热面结垢、过热,且较难通过宏观检验;发现常导致锅炉失效和火灾。建立了有机热载体锅炉受热面管的有限差分瞬态传热模型,研究了管壁结垢对受热面管温度分布的影响;并结合检验实例研究了红外热波无损检测技术在有机热载体锅炉检验中的应用,探索出一种有机热载体锅炉结垢检验新方法。     

基于知识的火箭安全控制智能决策系统

随着科学技术的不断进步,航天事业得到了蓬勃发展,火箭发射成为各个航天国家共同研究的课题。其中安全控制是火箭发射中的首要问题,也是各个航天国家关注的焦点．论述了火箭安全控制的重要性,分析了原有火箭安全控制系统的特点,针对存在的不足,采用人工智能领域的智能决策技术和推理技术,融合安全控制知识,提出了基于知识的火箭安全控制智能决策系统的设计思想、结构体系及实现方法,提高了火箭安全决策的可信度和真实性．     

ZBS改性剂对焦炭微观结构和热性能的影响

对安钢、昆钢的系列焦炭进行喷洒焦炭改性剂（ZBS）溶液实验,用扫描电镜、HY-4型全自动显微光度计对喷洒ZBS前后昆钢焦的微观结构进行检测分析．根据GB／T4000—1996测定焦炭反应性（Gin）和反应后强度（CSR）．结果表明：与没喷洒ZBS的焦样比,喷洒ZBS后焦炭孔隙相对小、少,焦炭气孔率P降低．在空隙的周围形成了亮白色的筋带——ZBS碳化物,与碳结合紧密,而且在气化反应2h后仍然存在,有利于反应后强度提高;ZBS能明显改善焦炭热性能,焦炭热性能越差的焦炭,ZBS对其改善的幅度越大．