基于CFD的储油罐清洗氮气惰化研究

为保证油罐的清洗作业安全进行,在油罐清洗前,须采用惰性气体对油罐油气进行惰化处理。通过对油罐惰化原理的分析,对某个100m~3的拱顶油罐建立了油罐惰化过程的CFD模型。将CFD计算结果与文献中的理论计算结果进行了对比,结果表明CFD计算结果与理论模型计算结果比较吻合。不同工况的CFD计算表明增加富氮气体的流量和纯度可大幅度的减少惰化时间。     

过采空区煤层气井地面抽采关键技术

为保证煤矿区煤层气资源超前预抽和连续性开发利用,抽采煤矿采空区下伏煤层的煤层气,已成为煤矿区煤与煤层气共采的重要课题之一。以山西晋城寺河矿井为例,分析了3号煤层采空区下伏岩层应力-应变分布规律、采空区下伏岩层裂隙演化规律和下伏煤层渗透率变化情况,根据采空区卸压效果和下伏煤层的煤层气解吸程度,揭示了过采空区煤层气井抽采机理。通过在采空区以上50 m位置对二开技术套管外安装裸眼封隔器和反扣装置,二开固井后,将反扣装置及以上套管进行回收,使三开固井实现全井段有效固井。从3号煤层采空区以上90 m至采空区底板20 m以下的二开钻进过程采用氮气钻进,研发了煤层气地面钻井过采空区成套系统,包括空压机组、制氮机和增压机组,对其机组参数进行了优化。基于以往寺河矿区煤层气井裂缝监测结果,优化压裂施工参数,适当缩小9号和15号煤层规模压裂。按照过采空区井抽采机理和产气特征划分了3种产气类型,分析了其产气规律。研究结果表明,9号煤层和15号煤层都位于采空区下伏底臌变形带内,3号煤层回采后,9号煤层和15号煤层渗透率分别提高了2.70倍和2.65倍,9号煤层渗透率提高到10×10~(-15)m~2左右,卸压效果较好。通过安装裸眼封隔器和反扣装置优化井身结构,过采空区井实现了全井固井,保证了固井质量;二开采用氮气介质穿越采空区,可以保障过采空区钻井的安全高效施工。压裂裂缝监测结果显示,该井15号煤层裂缝总长为290 m,走向为NE150°;9号煤层裂缝总长370 m,走向为NE80°,压裂效果较好。60%的过采空区井一般在1个月内产气,29%的井2～5个月产气,11%的井7个月以上产气。3种过采空区井产气类型分别为:单峰型Ⅰ,即气产量缓慢增加-下降型(以吸附气为主);单峰型Ⅱ,即气产量快速增加-下降型(以游离气为主)和双峰型(游离气+吸附气),不同类型煤层气井产气规律存在明显的差异性; 3种类型的过采空区井,一般保持井口套压在0.5 MPa以上,在进入稳定产气阶段后,大部分井套压控制稳定在0.2～0.4 MPa,以保证过采空区井的持续高产。     

牛坏死杆菌43kDa外膜蛋白真核质粒在BHK细胞中的瞬时表达

目的构建含有牛坏死杆菌43 kDa外膜蛋白(outer membrane protein,OMP)基因的真核表达重组质粒pCAGGS-43 kDa OMP,并检测其在BHK细胞中的瞬时表达。方法将43 kDa OMP核苷酸全基因序列与pCAGGS-HA载体连接,构建重组质粒pCAGGS-43 kDa OMP,转化至大肠埃希菌,将鉴定正确的阳性菌转染BHK细胞,采用间接免疫荧光和Western blot法检测重组蛋白的表达。结果经双酶切及PCR鉴定,重组质粒pCAGGS-43 kDa OMP构建正确;转染pCAGGS-43 kDa OMP的BHK细胞镜下观察可见绿色荧光,Western blot检测可见相对分子质量为43 000的目的蛋白。结论成功构建了pCAGGS-43 kDa OMP真核表达质粒,可在BHK细胞中瞬时表达,为进一步研究牛坏死杆菌感染机制奠定了基础。     

基于FRAM的化工装置事故情景推演研究

由于过程风险态势高、安全管控难度大，化工装置易发生非计划停车停产、有毒有害物质泄漏以及火灾爆炸等事故，给社会、经济和环境造成了巨大的负面影响。事故致因模型是解决事故情景构建与推演问题的重要工具，但传统模型无法全面捕捉系统要素间的非线性交互关系或者拘泥于系统要素错误的原因分析及其消除措施的有效制定。因此，本工作引入功能共振分析方法(FRAM)，从整体系统的功能特征角度对化工装置事故情景开展推演研究。FRAM通过识别和描述基本功能、评估各功能的性能变化、确定功能共振的可能性以及制定性能变化的响应措施等步骤，能够深入回溯事故发生过程和演化情景，从而揭示化工装置事故的致因机理、挖掘化工装置的薄弱环节。以BP德克萨斯炼油厂爆炸事故为例，研究结果表明，该事故的主要原因是液位计B2、高液位报警器B3、加热炉S2和换热器S3产生了功能共振，从而引发了8种共振影响因素，并导致了12种功能失效连接。与时间与事件序列图(STEP)、事故地图(AcciMap)的分析结果进行了对比，验证了FRAM用于化工装置事故情景推演的可行性、有效性和合理性。     

热压烧结原位合成Coss/Co3Mo2Si复合材料

为优化过渡金属硅化物的中低温脆性, 以金属粉末为原料通过热压烧结制备了Co₃Mo₂Si增强、Co基固溶体(Co_ss)增韧Co_ss/Co₃Mo₂Si复合材料, 并对其微观组织结构及力学性能进行了研究。结果表明: Co_ss/Co₃Mo₂Si复合材料主要由Co₃Mo₂Si三元金属硅化物相和Co_ss相组成, 两相均匀分布; Co₃Mo₂Si三元金属硅化物相质量分数增加材料的硬度升高, 但抗弯强度降低, Co_ss相质量分数增加材料的相对密度和抗弯强度均升高; 抗弯强度的最大值可由单一Co₃Mo₂Si相的335.7MPa提高到Co_ss/Co₃Mo₂Si复相的756.2MPa。     

面向校园绿地的光伏提水灌溉系统设计及潜力分析

针对目前市电灌溉系统存在的依赖电网和灵活性较差问题,本文设计了一种适用于校园绿地的智能化光伏提水灌溉系统,主要包括太阳能光伏发电模块、提水及蓄水系统、灌溉设备和半自动控制系统等模块。以济南市齐鲁工业大学校园绿地为例,考察了制备光伏提水样机的技术可行性、经济可行性及节能减排潜力。实验结果表明,100 W的光伏提水灌溉样机可连续7 h均匀灌溉42 m~2左右的校园绿地,每年可节省电力130 kWh,每年可节约标准煤约52.5 kg,减排二氧化碳约103 kg。因光伏提水灌溉系统的初始投资较高,前6年的总成本高于传统市电提水灌溉系统,但运行7年后其经济效益逐渐显著,总成本低于市电提水灌溉系统。该光伏提水灌溉系统对建设节约型校园和提高大学生的节能减排意识具有重要意义。     

基于微信远程控制的流量控制系统设计

文章设计了一种基于微信远程控制的流量控制系统,主要介绍了系统的连接方式、电路的设计以及一种改进的流量PID控制算法。系统控制板以stm32f103为核心,包含了ENC28J60以太网收发器芯片,通过该以太网收发器与微信服务器连接完成数据交换。文章最后介绍了微信开放界面的使用,用户可以通过微信公众号将控制指令发送到流量控制主板完成对流量控制系统的远程控制,同时,可完成流量箱的当前流量和历史流量的查询。     

T23低合金耐热钢再热裂纹敏感性研究

试制了4种改进型即改变了碳、钨、钼、铬和铌含量的T23低合金耐热钢。试验用钢经锻造和轧制后,进行了1 060℃正火和770℃回火。检测了改进的T23钢和原T23钢的再热裂纹敏感性、拉伸性能和显微组织。结果表明:改进型T23钢的再热裂纹敏感性均小于原T23钢,并且其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率均满足ASME要求。改进型T23钢中,含0. 045%C、2. 640%Cr、0. 630%Mo、0. 440%W和0. 020%Nb(质量分数)的D钢的再热裂纹敏感性最小,屈服强度和抗拉强度最高,分别为637和720 MPa。碳、铬、钨、钼和铌改善T23钢的再热裂纹敏感性的机制为:这些元素影响晶内MX析出相的数量、晶内的固溶强化以及晶界M_(23)C_6析出相的数量,从而改变晶内、晶界的强度差进而影响再热裂纹敏感性。     

QuEChERS技术结合超高效液相-串联质谱同时测定薄皮甜瓜中7 种葫芦素

采用改良的QuEChERS方法，建立同时测定甜瓜中7 种葫芦素的超高效液相色谱-串联质谱检测方法。样品用乙腈提取，离心后取1 mL上清液经50 mg乙二胺-N-丙基硅烷和50 mg十八烷基硅烷净化，使用XBridge C18色谱柱分离，以乙腈和0.1%甲酸加5 mmol/L乙酸铵溶液为流动相进行梯度洗脱，采用电喷雾离子源电离，正/负离子快速切换多反应监测模式进行分析。在此条件下，7 种葫芦素在16 min内得到较好分离，在0.1～1 500 μg/L质量浓度范围内线性关系良好，相关系数均大于0.99；进行3 个水平添加实验（n=5），7 种葫芦素在20、100 μg/kg和500.0 μg/kg三个添加水平下的回收率在75.7%～118.3%之间，相对标准偏差在0.5%～13.6%之间，该方法的检出限及定量限分别为0.16～4.33 μg/kg和0.27～13.11 μg/kg。该方法简便、灵敏度高、分析时间短，精密度和准确性良好，可用于甜瓜中7 种葫芦素的同时检测。