基于有限元分析的真空玻璃传热性能数值模拟研究

真空玻璃是具有优异保温、隔热、降噪性能的新型绿色建筑材料。本研究运用COMSOL Multiphysics 5.6软件建立了相关物理模型,探究不同规格真空玻璃的性能差异及不同玻璃在节能建筑中的应用情况。结果表明：500 mm×500 mm规格的真空玻璃的保温性能强于200 mm×200 mm及100 mm×100 mm规格的真空玻璃。随着真空玻璃规格的增大,真空腔体积变大,导致边缘密封层占整个真空玻璃表面面积百分比减小,边缘密封层的传热对真空玻璃的传热影响减少,真空玻璃的保温性能因而得到增强。节能建筑中使用真空玻璃替换普通平板玻璃和中空玻璃可以达到更好的节能效果。建筑物在冬季使用真空玻璃7 d时室内平均温度比使用平板玻璃高出3.91 K,比中空玻璃高出2.25 K。     

基于有限元分析的真空玻璃传热性能数值模拟研究

真空玻璃是具有优异保温、隔热、降噪性能的新型绿色建筑材料。本研究运用COMSOL Multiphysics 5.6软件建立了相关物理模型,探究不同规格真空玻璃的性能差异及不同玻璃在节能建筑中的应用情况。结果表明：500 mm×500 mm规格的真空玻璃的保温性能强于200 mm×200 mm及100 mm×100 mm规格的真空玻璃。随着真空玻璃规格的增大,真空腔体积变大,导致边缘密封层占整个真空玻璃表面面积百分比减小,边缘密封层的传热对真空玻璃的传热影响减少,真空玻璃的保温性能因而得到增强。节能建筑中使用真空玻璃替换普通平板玻璃和中空玻璃可以达到更好的节能效果。建筑物在冬季使用真空玻璃7 d时室内平均温度比使用平板玻璃高出3.91 K,比中空玻璃高出2.25 K。     

高掺量煤矸石固废微晶玻璃结构与性能研究

本文通过XRD、SEM、TG-DSC、耐腐蚀性、密度、硬度、断裂韧性等测试,研究不同热处理制度和煤矸石掺量对微晶玻璃晶体结构、微观形貌、物化性能的影响。结果表明,该体系煤矸石微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl₂Si₂O₈),随着热处理晶化温度的升高,析出的主晶相数量变多,尺寸变大,但主晶相种类并未改变。当热处理制度为核化温度750 ℃保温1 h、晶化温度1 000 ℃保温1 h时,主晶相晶体尺寸大小约300~400 nm。在优化热处理制度下,当煤矸石掺量从44%(质量分数)增加到70%时,4种不同煤矸石掺量微晶玻璃的物化性能相差不大。综合考虑煤矸石固废利用率和样品的物化性能指标,煤矸石掺量为70%的样品综合性能最佳。本文设计的煤矸石微晶玻璃体系,对煤矸石固废的包容性好,消纳性强,可实现煤矸石固废的大掺量高值化利用,为解决煤矸石固废堆积、环境污染等问题提供了理论基础和实验依据。     

山西沁水盆地柿庄北地区煤层气潜力

本文是在二维地震和煤层气参数井勘探成果的基础上,对沁水盆地柿庄北区块的石炭-二叠系煤系地层进行了广泛的评价。地质背景调查与煤储层分析结果表明该地区具有地质构造简单、煤层发育稳定、煤层气含气量高而饱和度适中的特点。根据本次工作所确定的煤层气估算资源量为402.93亿m3,并通过对本区以往勘探成果的阐释,从而有助于确定该地区煤层气资源的商业开采潜力。     

发泡剂对空心石英玻璃微球结构的影响

空心玻璃微球因具有低密度、高强度、耐高温等优点而被广泛研究。采用喷雾造粒法与粉末法相结合,掺入发泡剂,以射频等离子体作为热源制备空心石英玻璃微球,研究了SiC、CaSO₄、CaCO₃三种发泡剂对制备空心石英玻璃微球的影响。结果表明,通过喷雾造粒法将发泡剂与SiO₂充分混合形成粗坯颗粒,再利用射频等离子设备对粗坯粉末进行高温烧结,得到空心石英玻璃微球。其中CaSO₄、CaCO₃发泡剂效果较差,所产生的气体难以留在玻璃微球内部形成中空气泡;而SiC发泡剂效果最好,在射频等离子烧结过程中产生气体,被玻璃液包裹形成空心结构,得到的玻璃微球平均真密度为1.799 5 g/cm³。选用菲利华石英块状疏松体作为SiO₂原料,当m(SiO₂)∶m(SiC)∶m(H₂O)为100∶3∶300时,可制备出平均真密度为0.72 g/cm³的空心多孔石英玻璃微球。     

沁南潘河煤层气田稳控精细排采技术

“沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程潘河先导性试验项目”自２００９年１０月竣工投产以来,取得了很好的排采效果。第一阶段共钻40口井,目前单井平均日产气量已超过5 000 m³;第二阶段110口井,目前单井平均日产气量已超过2 000 m³。在示范工程实施过程中,针对煤层气井的生产特征及煤层气井生产过程的不同阶段,制订了合理的生产管理制度,总结出一套既能保护储层,又兼顾单井和气田整体产能的精细稳控排采技术,并在生产中成功应用,避免了对煤层的伤害,排水降压平稳,扩大了压降范围,逐步提高了产量。正是由于精细稳控排采技术的实施,才保证了示范工程煤层气井排采的成功,也为类似煤层气田的开采提供了技术支撑。     

晋陕蒙地区煤层气勘查潜力综合评价

目前,晋陕蒙地区的煤层气产业已初步进入商业化生产阶段,其勘探开发资料比较丰富,开展勘查潜力综合评价已具备条件。为此,在大量收集该区煤层气勘探开发资料的基础上,综合分析了影响煤层气勘查潜力的各种因素,应用层次分析法确定了煤层气勘查潜力评价的12个指标,结合专家意见还对各级指标赋予了权重,最后建立起了煤层气资源勘查潜力综合评价指标体系。分析认为,评价对象具有明显灰色性特征,运用层次分析法和灰色聚类法建立了用于煤层气资源勘查潜力评价的多层次综合评价模型。利用该模型对晋陕蒙地区沁水、霍西、鄂尔多斯东缘、渭北4个含气区带的煤层气资源勘查潜力进行了评价。结果表明：最有利的勘查区块分布于4个含气区带的浅部含气区,深部含气区勘查潜力整体上较差。其评价结果对今后该区煤层气资源勘查具有指导作用。     

沁南潘河煤层气田区域地质特征与煤储层特征及其对产能的影响

沁水盆地南部（以下简称沁南）潘河煤层气田是中国最早具有良好经济效益的规模化商业开发的气田,分析其区域地质与煤储层特征,评价其煤层气可采性和生产潜力,可为选择气田井网形式、钻完井技术、增产改造技术,确定适宜的排采制度提供基础和依据。为此,充分利用该区200多口煤层气生产井资料、以往煤田地质勘探资料和煤层气参数井资料,精细描述了煤层气田区域地质和煤储层特征,分析了影响煤层气产能的地质、储层因素。结果表明：该区地质构造简单,次级褶皱构造发育;煤层发育稳定,厚度大（3^#煤层厚度为6.5 m左右）;煤变质程度高,属于无烟煤;含气性良好,含气量较高,但平面上变化较大,气体质量好,甲烷含量超过98%;含气饱和度高,介于95%~100%;渗透率相对较好,储层压力较高。总体上,地质和储层特征参数显示该区具有煤层气富集和高产的有利条件。根据PH1-009、TL-006、TL-007等煤层气参数井测试数据,以及潘庄一号井田的煤田勘探资料,建立了气田地质模型,以期指导今后的井网设计、工程技术选择,实现气田的高效开发。     

沈北煤田空气造穴工艺的技术探讨

在国内外煤层气开采中,裸眼洞穴造穴技术主要分为三种:负压造穴、水力射流造穴和机械工具造穴。本文所阐述的是负压造穴技术,也就是空气造穴技术,其方法是采用空气钻或经过特殊改造的钻机,再配备几台大功率的空压机和增压机以及地面管路系统,将大量空气注入井内,通过多次的快速憋压和放喷作业,造成剧烈的井内压力激动,使煤层崩落形成洞穴,实现井眼与地层之间有效连通而达到增产的目的。