重大科技基础设施内涵演进与发展分析

重大科技基础设施是大科学时代的标志,是产生重大原创性、引领性成果的关键支撑,已经成为国家科技竞争力的象征和创新格局演化的重要变量.新一轮科技革命正孕育兴起,要加快重大科技基础设施布局建设,催生重大科学发现和关键技术突破,牢牢把握创新主动权,增强自主创新能力,推动科研范式升级和组织方式变革,实现科技自立自强成为国家发展的战略支撑,为建设世界科技强国厚植科技创新根基.     

降雨条件下考虑非饱和渗流的黄土滑坡灾变分析

采用滤纸法测试,并根据SWCC理论模型Van Genuchten方程拟合,得到非饱和土-水特征曲线,同时根据Van Genuchten统计传导模型估计渗透系数曲线.针对降雨诱发型黄土滑坡,建立边坡二维分析模型,以Mohr-Coulomb准则作为滑坡破坏依据,以非饱和土渗流理论为依托,进行渗流分析和稳定性分析.通过分析降雨不同持时坡体内部孔隙水压力的变化规律,揭示降雨入渗机理.结果表明,随降雨时长增加,滑坡土体由非饱和状态向饱和状态过渡,坡体孔隙水压力不断增加,水位线不断向上抬升.稳定性分析结果表明,降雨持续时间越长,滑坡稳定系数越低,降雨开始前滑坡稳定系数为1.005,滑坡处于蠕动变形阶段,与现状滑坡体上裂缝发生发展相符合;雨强120 mm/d持续降雨48 h时稳定系数为0.978,滑坡为不稳定状态;降雨持续2.5 h时,滑坡由欠稳定状态转为不稳定状态,由蠕动变形阶段进入滑动阶段,反映了滑坡稳定状态对降雨极为敏感.     

天然气发动机进气装置的改进

目前天然气发动机多采用节气门布置在混合器之后的布置方式,这种方式不能保证全部进入燃烧室燃烧,造成燃料不完全利用,且由于燃料喷出点距离燃烧室距离太远,易造成瞬态响应的迟缓和发动机的喘振。本文提出了一种发动机进气装置的设计,能有效解决这类问题。     

多级孔板提高井筒气体携液能力实验研究

气井生产时，井底积液会影响气井产量，甚至导致气井停产。加入泡沫剂、更换小直径油管或氮气举升等措施排出井底积液是保证气井生产的重要手段，但造成液体回流的井筒结构并没有变化。改变适合于单相流体的均一井筒结构，降低气液两相流中液体在井筒的回流，提高气体携液能力，形成适用于气液两相流的井筒结构，可以改善气井生产。实验设计了安装于管筒内的类似于倒置漏斗形的多级孔板装置，以井底气体为动能，借助“爬楼梯”原理，利用孔板减少或阻止液体回流，使液体通过多级孔板逐级上升；实验利用气体压缩机提供气源，测试了不同气体流速下，加入孔板对于气体和泡沫携液能力的影响。实验表明，在管筒内加入液体回流限制装置，大幅度地提高了管筒的气体携液能力和排液效果，减少了管筒液体回流量，降低了气体排液和泡沫排液的气体流速临界值。多级孔板可用于气井增产，能够提高气体携液能力，提高泡沫携液效果，降低泡沫剂的使用量和井底残液，但在实际生产中气体流量和装置的匹配性，还有待于在现场试验中进一步验证和优化。     

基于Overlay Test评价应力吸收层 抗反射裂缝性能

为了更好地评价应力吸收层的抗反射裂缝性能,提出采用Overlay Test(OT)试验测定SBS、WTR和WTR/APAO改性沥青应力吸收层在常规条件、浸水和长期老化后的抗反射裂缝性能.研究发现,试验周期数、荷载损失率和总断裂能能够很好地表征应力吸收层的抗反射裂缝性能;第一周期最大荷载和临界断裂能是评价初期开裂的指标.试验发现3种应力吸收层在常规条件下均有良好的抗反射裂缝性能,但是水损坏对WTR/APAO的抗裂性能影响较大,长期老化后WTR和WTR/APAO的抗反射裂缝性能大大降低.3种应力吸收层的OT试验最大荷载-周期数曲线符合幂函数变化规律.     

巷道掘进用挖掘式装载机的研究

在各类隧道工程、煤矿巷道掘进过程中,矸石的挖掘及装载设备目前采用较多主要有耙斗式装岩机、立爪式装载机、侧卸式装载机、综掘机、煤矿用挖掘式装载机等.上述各类机型各有优缺点,其中煤矿用挖掘式装载机因其机动性较好的优点,正逐步在推广应用.此机型虽然优点众多,但在用户实际使用过程中,却存在着一个严重缺陷:在带有坡度的隧道工程或煤矿巷道工作面上,无法工作,常因运输槽偏重或工作时挖斗承载的外力而出现滑移甚至倾翻现象;而隧道工程及煤矿巷道的实际工矿中,大部分都存着长距离的上下坡度,上述缺陷严重制约了该设备的使用范围.     

应用于屋面蒸发降温的多孔质材料重复吸水性能实验

测试改性酚醛材料和醋酸纤维材料的重复吸水性数据,并通过改造原有的浸润吸水装置,实测改性酚醛材料和醋酸纤维材料在单面接触水源状态下的重复浸润的吸水特性曲线.根据前人的相关研究模型,计算两种材料实际的毛细吸水系数曲线并进行评价.结果表明:两种材料初次进行浸润后,吸水性能降低比例均在25%左右;改性酚醛材料快速吸水阶段会维持1 min左右,而醋酸纤维材料快速吸水阶段会维持10 s左右;两种材料实际应用于被动蒸发降温技术时仍需增强重复吸水性能.     

考虑进口预旋的阶梯型迷宫密封转子动力特性

针对阶梯型迷宫密封转子动力特性受进口预旋影响的问题，提出了考虑进口预旋的阶梯型迷宫密封动力特性计算方法。基于Murphy小位移涡动原理建立气流激振力-转子位移-转子速度的控制方程；采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法对不同预旋比的全环密封流道进行计算，通过频域内求解控制方程得到了刚度和阻尼等动力特性参数，研究了不同预旋比的情况下阶梯型迷宫密封的动力特性；绘制了流道内的压力分布和流速矢量图，研究了阶梯型迷宫密封的流场特性。数值仿真结果表明：随着预旋比的增加，直接刚度在低频部分增大，在高频部分减小，交叉刚度几乎不变，交叉阻尼随预旋增加而减小；气流预旋明显降低了直接阻尼，相较于预旋比λ=0的情况，λ=0.255及λ=0.516的工况下直接阻尼的预估值平均减小了16.9%和21.4%;随着节流次数增加，气流经过密封齿的压降逐渐增加，分别为0.25、0.374和0.499 MPa,密封齿顶的流速也逐渐增加，分别为79.5、88.36和106.0 m/s;由于密封齿阶梯式的排列增加了主流道的复杂性，阶梯密封流道分为节流区、射流区和涡流区，涡流区2个转向相反的旋涡增加了流道内气流动能的耗散。     

智能型三相用电检查仪的研制

本文基于高精度霍尔元件,研制了一种智能型三相用电检查仪,解决了传统用电检查方法中存在的费力、耗时和繁琐复杂的问题。具体地,通过高精度采样单元获取电能表电压、电流信息,经处理单元处理后,分析单元进行错误接线分析,最终通过显示单元显示错误接线判别结果。经过现场验证,该设计实现了直观、高效地对电能计量装置进行用电检查。