Efficiency and effectiveness enhancement of an intercooler of two‐stage air compressor by low‐cost Al2O3/water nanofluids

The present study was aimed to utilize low‐cost alumina (Al₂O₃) nanoparticles for improving the heat transfer behavior in an intercooler of two‐stage air compressor. Experimental investigation was carried out with three different volume concentrations of 0.5%, 0.75%, and 1.0% Al₂O₃/water nanofluids to assess the performance of the intercooler, that is, counterflow heat exchanger at different loads. Thermal properties such as thermal conductivity and overall heat transfer coefficient of nanofluid increased substantially with increasing concentration of Al₂O₃ nanoparticles. Specific heat capacity of nanofluids were lower than base water. The intercooler performance parameters such as effectiveness and efficiency improved appreciably with the employment of nanofluid. The efficiency increased by about 6.1% with maximum concentration of nanofluid, that is, 1% at 3‐bar compressor load. It is concluded from the study that high concentration of Al₂O₃ nanoparticles dispersion in water would offer better heat transfer performance of the intercooler.     

石墨烯改性涂层防护性能研究

为减少团聚，提高石墨烯在涂层中的分散性，研究采用纳米分散技术预先制备了石墨烯分散液，再将其分散至环氧树脂中获得石墨烯改性复合涂层。通过对石墨烯含量为 0、0.3%、0.6%的复合涂层进行盐水浸泡、盐雾、阴极剥离实验及电化学性能测试，证明石墨烯的加入显著增强了涂层的防护性能。石墨烯复合涂层在 3.5%盐水中浸泡 1 008 h后，涂层低频阻抗仍大于 106 Ω·cm²比未添加石墨烯的涂层提高了 3个数量级，且盐雾实验 6 000 h后涂层表面仍保持完好；含 0.6%石墨烯，的涂层耐蚀行为劣于石墨烯含量为 0.3%的涂层。     

平原地区城市湖泊防洪与景观功能协调研究——以枝江市金湖为例

为了使城市湖泊尽可能滞蓄雨洪、发挥景观功能、打造良好的居民"亲水空间",以枝江市金湖为例,根据金湖主要泄洪渠道的实际情况,利用Mike 21模型模拟计算汛限水位值,按照景观水位确定大、小洪水工况下合理的水位。在此基础上,提出传统的静态景观水位与改进的动态景观水位两种方案。结果表明:以50年一遇、30年一遇为代表的大洪水工况下合理景观水位为40.7 m,以20年一遇、10年一遇为代表的小洪水工况合理景观水位为41.3 m;静态方案采用50年一遇洪水计算结果为标准执行,将40.7 m作为金湖固定的景观水位;动态方案水位可在41.3~40.7 m之间波动;金湖适宜采用动态景观水位运行方案,水位可在40.7~41.3 m之间波动;根据短期预报及历史监测资料分析后合理调度,将41.3 m作为金湖常水位,确定预测洪水大小后调整水位迎战洪水。据此,可在充分利用水资源的同时有效协调景观高水位需求与防洪之间的矛盾。     

公民水素养评价表征因素模型构建与分析

针对我国水资源紧缺、水生态损害、水环境污染等相关水问题,以提升全民爱水惜水节水护水的意识和能力为目标,从水素养概念出发,通过扎根理论质性研究方法对公民水素养评价的表征因素进行筛选和提炼,最终得出包含水知识、水态度、水行为为主范畴的10个表征因素并运用解释结构模型(ISM)深入剖析各因素之间的内在联系。在此基础上建立了3级多层次递阶结构模型,进一步精确描述系统各要素两两之间的直接关系。结果表明:公民水素养评价的表征因素自上而下形成了表象层、中间层和根源层等3个层级,可直观、清晰地反映表征因素之间的递阶、层级关系;水态度在各表征因素中具有调节作用以及各表征因素之间存在内在逻辑关系。研究成果为提高公民水素养水平提供一定的科学依据和政策参考。     

基于博弈分析的流域水资源配置

针对传统规划方法难以体现水资源配置过程中多种复杂因素的问题,基于博弈理论建立宏观调控和市场经济相结合的水资源配置动态博弈模型,求解其子博弈精炼纳什均衡下各博弈参与人的策略,并运用改进量子遗传算法求解该博弈模型。对A河流域水资源配置结果表明,在保证流域公共生态用水2.0×10~8 m~3的基础上,各用水子区自发约束自身的取水量,达到均衡时,社会总收益为11.27亿元,相比自由取水模型,社会总收益增加了0.95亿元,增幅为9.2%。     

Comparative analysis on performance of vertical drain improved clay deposit under vacuum or surcharge loading

This paper presents two well-instrumented large-scale field tests of PVD-improved soft soil with vacuum and surcharge preloading, respectively. The two large-scale field tests were conducted adjacent to each other with the same preload. A comparative analysis was performed to investigate the performance of subsoil (i.e., the ground settlement, the layered settlement, the lateral displacement of subsoil and pore water pressure) under vacuum preloading and equivalent surcharge preloading. Some design methods were verified based on the field data. Cone Penetration Tests (CPT) and Vane Shear Tests (VST) were conducted to assess the improvement effects on subsoil after preloading. The results showed that as compared with surcharge preloading, vacuum preloading mitigated the differential settlement of the ground. The vacuum pressure transmitted into the soil with a minor loss through the PVD length. From a practical point of view, the improvement effects by vacuum preloading and surcharge preloading were similar in terms of influence depth and soil strength based on the in-situ tests.     

海上稠油油田蒸汽吞吐产量确定新方法

针对目前蒸汽吞吐产量预测模型假设条件简单、普适性差等问题,一般采用测试法和类比法综合确定海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量。由于目前海上油田通常只开展常规测试,无法直接获得热采开发初期产量。笔者提出海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量确定新方法,建立蒸汽吞吐相对于常规开发的初期产量倍数预测模型,通过蒸汽吞吐产量倍数,将常规测试确定的产量转化为蒸汽吞吐产量。研究表明,蒸汽吞吐初期产量倍数主要受储集层渗透率、原油黏度、注入强度、蒸汽干度等因素影响,利用正交试验设计和多元回归等方法,建立海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量倍数与油藏地质参数及注入参数之间的非线性预测模型,该模型经实际生产数据验证,预测误差小于5%,可靠性高,能够为海上稠油油田蒸汽吞吐初期产量的确定提供依据。     

不同降雨入渗条件下预应力锚索加固边坡稳定性分析

为了研究不同降雨条件下边坡安全系数及预应力锚索轴力变化规律,以省道S303沿线某边坡为研究对象,考虑土体饱和-非饱和渗流与非饱和强度理论,基于有限元分析,对不同降雨工况下的孔隙水压分布、锚索轴力及采用强度折减法计算的边坡安全系数变化规律进行了研究。结果表明: 降雨量一定时,降雨入渗范围随雨强增大而减小,暂态饱和区域随雨强增加而增大; 边坡在加固前后的安全系数均随降雨量增加而不断减小,采用预应力锚索加固能有效提高边坡安全系数,并减小降雨对边坡稳定性的影响; 随着降雨量增加,各锚索轴力均增大,当降雨量一定时,雨强越小,对应的锚索轴力提升幅度越大,靠近底部的锚索轴力对降雨最为敏感。     

煤矿井下风水管路压力在线监测系统的研究与应用

为提高井下管路供风、供水的安全性、可靠性，以工业环网作为网络通信平台，通过分站采集数据上传至地面，实现对煤矿井下供风、供水管道的远程实时监控及远程控制，及时发现管网故障，提高维护效率、降低损失，保障供风、供水质量，达到科学预警、降低成本、提高效率的目的。     

油藏中后期减氧空气驱提高采收率机理研究

尕斯库勒油田E¹₃油藏已经进入高含水时期，储采失衡加剧，综合含水率达到了80%以上，原油产量下降，经济效益变差。为了提高油藏原油采出程度、改善油藏开发效果，调研了国内外减氧空气驱的机理研究以及现场试验的资料，建立了以油藏真实孔渗饱数据为基础的一维条形地层机理模型，并选取该油藏Y12-27井组进行了减氧空气驱可行性验证。研究表明:纵向顶部减氧空气驱驱油效果优于水驱和氮气驱；驱替压力对原油采出程度影响不大；注水转注气可以提高原油采出程度；对于减氧空气驱，由于低温氧化反应的作用，氧气浓度对原油采出程度有一定影响，但比较微弱，其中，氧气浓度为10%时，驱替结束采出程度最高；尕斯库勒油田E¹₃油藏属于注水开发“双高”油藏，适用于减氧空气驱；对于该油藏Y12-27井组，顶部减氧空气驱驱油效果好于水驱和氮气驱，建议氧气浓度超过10%时采取关井等措施。