常用G级油井水泥水化结构变化规律研究

利用HYMOSTRUC3D模拟研究超高水灰比(W/C=0.4~3.0)对G级油井水泥水化进程的影响,获取了C3S、C2S、C3A、C4AF、C-S-H含量、CH含量、孔隙率、孔径分布、抗压强度等随水化龄期的变化关系,重建了水泥石三维微结构。研究结果发现:水泥水化过程中,水泥石孔径分布逐渐变窄,平均孔径变小,抗压强度增大;随水灰比的增大,孔径分布变宽,粗孔增加细孔占比减小,孔隙率增大,抗压强度减小。水泥石抗压强度与孔隙率呈负相关,两者关系与Ryshkewitch方程、Schiller方程和二次线性方程(孔隙率≤-b/2a)的拟合较好。     

吸水树脂对页岩陶粒混凝土孔隙结构影响的研究

通过在页岩陶粒轻集料混凝土中掺入吸水树脂(Super Absorbent Polymer,简称SAP),标准养护28 d后,分析了硬化混凝土的孔隙率、孔径分布等指标.试验结果表明:SAP对页岩陶粒轻集料混凝土的力学强度有显著提高,抗压强度提高了33％;此外,研究还发现掺入SAP后轻集料混凝土孔隙率降低4％,未掺SAP的轻集料混凝土孔隙的渗流维数较小,骨架分形维数较大,轻集料混凝土的渗流分形维数(Ds)与孔隙率为负相关关系,骨架分形维数(Dk)与孔隙率为正相关关系.     

煤层脉动注水渗透与瓦斯解吸实验研究

针对矿井粉尘浓度高和瓦斯突出严重等问题，文章根据煤层脉动注水特点，利用实验室实验和工业性试验研究了注水对孔隙率、吸水性和瓦斯解吸等影响规律，结果表明：不同煤体在脉动水压作用下，初期裂隙有效影响范围与后期降低程度均与煤体本身硬度有关，且随着煤层注水时间增加，裂隙有效影响区域增速逐渐下降|煤层脉动注水有利于裂隙发育及扩展，但对其极限注水量影响不大|煤层注水后，初期利于瓦斯解吸，而后期存在水锁效应，需根据矿井实际生产情况确定注水时间，用于煤层防突可忽略水锁效应，但对于瓦斯开采，应采取先抽后注措施，研究成果为决策和实施提供了依据。     

动态结冰孔隙结构三维建模方法

动态结冰内部呈现多孔结构特点，这一微观孔隙结构是影响其宏观物性的关键因素，然而传统方法难以对三维孔隙结构进行定量表征。为了客观刻画结冰微观结构特征，提出了基于结冰二维图像定量信息的三维微观结构建模方法。首先，研究并确定了真实结冰尺寸与建模区域之间的比例关系，分析比例尺对分辨率和建模的影响；其次，结合二维孔隙率和孔径分布函数，提出了三维孔隙数量及其孔径的推导方法，并给定了孔隙位置随机生成方法；基于此，最终建立了以0-1矩阵形式表征结冰三维微观孔隙结构的方法。实验表明，所生成三维结冰模型的二维孔隙定量信息与实验结果吻合度较高，建模方法准确可行，为动态结冰三维刻画、微观特征参数提取和相关微观仿真模拟提供了新途径。     

采用泡沫铜电极的热再生氨电池性能数值模拟

以采用泡沫铜电极的热再生氨电池（thermally regenerative ammonia-based battery，TRAB）为研究对象，建立了多孔介质内物质传输与电化学反应耦合的稳态模型，计算获得了电池性能及多孔电极内物质传输特性，并研究了电解质浓度和电极孔隙率对电池性能的影响。研究结果表明，从主流区界面到多孔电极内部，阳极氨和阴极铜离子浓度逐渐降低，存在一定的浓度梯度，而且随着反应电流的增大，浓度梯度明显增大。在一定的范围内分别增大阳极氨浓度和阴极铜离子浓度，从主流区向多孔电极内物质传输增强，电池性能均能不断提升；随着硫酸铵浓度的增大，电解质电导率增大，电池性能逐渐提升，但增幅逐渐减小。此外，多孔电极孔隙率也会影响电池性能，本研究中TRAB在电极孔隙率为0.6时获得最高的最大功率(15.3 mW)。     

细粒磁铁精矿球团孔隙结构的优化研究

针对-10 μm粒级含量32.63%、比表面积2 980 cm²/g的细粒磁铁精矿,通过有机粘结剂取代部分膨润土优化细粒磁铁精矿球团的孔隙结构,从而改善了生球及成品球质量。相比单独添加1.75%的膨润土球团,配加0.05%的有机粘结剂使膨润土用量降低至0.8%,由于有机粘结剂使小颗粒团聚成较大的颗粒,使得生球的孔隙率从16.68%提高到23.15%,球团爆裂温度从370 ℃提高到500 ℃;且预热过程球团的氧化率从67.48%提高到79.08%,球团均匀氧化避免了球团焙烧时形成双层结构;同时焙烧球孔隙率从12.33%提高到16.83%,使得球团还原度从56.8%提高到69.7%。有机粘结剂部分取代膨润土成功解决了细粒磁铁精矿球团孔隙率低导致的爆裂温度低、氧化速度慢、还原性能差等问题。