中深层地埋管换热器管径比对换热性能的影响研究

中深层地埋管换热器作为中深层地源热泵系统中最重要的组成部分,换热性能的高低与否将直接影响系统的运行效率和投资回报。该文建立中深层地埋管换热器内、外非稳态传热模型,描述井孔内外的传热过程,并以天津市某工程为依托,结合现场实测数据,验证所建模型的正确性。基于验证后的数学模型,采用数值模拟的方法研究不同内外管径比对套管式中深层地埋管换热器换热性能的影响。结果表明,随着进、出水管管径比的增大,换热器的进、出口温差和换热功率也明显增大。需综合考虑,选择合适的管径比使中深层地埋管换热器性能达到最佳。     

基于CPML-RML组合边界条件粘弹TTI介质旋转交错网格有限差分正演模拟

实际地下介质中因充满流体、裂缝和裂隙等而同时表现出粘滞性特征和各向异性特征,传统的分裂式完全匹配层(SPML)吸收边界条件不能有效吸收低频和大角度入射波。为此,提出将非分裂式卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件与随机介质层(RML)边界条件相结合的策略来改善边界吸收效果,并将其应用于粘弹TTI介质有限差分正演模拟。为提高正演模拟的稳定性和精度,采用了旋转交错网格有限差分算法,并推导出了适用于粘弹TTI介质的CPML吸收边界条件公式及相应的旋转交错网格有限差分格式;采用随机介质建模理论并结合CPML吸收边界条件,建立了CPML-RML组合边界条件。利用二维均匀介质模型和二维复杂Hess模型对组合边界条件的吸收效果进行了测试,结果表明:相比SPML吸收边界条件与CPML吸收边界条件,CPML-RML组合边界条件在不增加计算量的情况下,具有更好的吸收效果,能有效减少人工边界反射、提高数值模拟精度;粘弹TTI介质中的地震波场表现出明显的振幅衰减和相位延迟,地震记录表现出浅部能量强、深部能量弱的特征,验证了CPML-RML组合边界条件对复杂介质的适应性及正确性。     

山前带地震勘探策略与成像处理方法

山前带地震资料信噪比低和道间时差剧变是引起此类地区成像困难的主要原因。本文从宏观速度估计的角度,分析了山前带勘探中野外数据采集、资料低信噪比和道间时差剧变等因素与后续成像处理的关系,认为速度建模是山前带成像处理的关键问题,山前带地震数据采集要以有利于近地表浅层速度建模和中深层宏观速度估计为目标。为此,本文提出了一套以宏观速度建模为核心的成像处理流程。在该流程中首先利用基于叠前深度偏移(PSDM)的扫描速度分析方法得到初始宏观速度场;再利用非水平地表射线束PSDM技术高效生成深度域成像道集;最后进行角度道集层析速度估计,为射线束PSDM提供更精细速度模型。压噪和消除道间时差是该流程的两个关键环节。本文强调尽可能用同相叠加方法压制噪声,通过选取合适成像基准面以消除或减弱高波数道间时差对叠前成像的影响;中低波数道间时差由后续速度分析及成像消除,将静校正问题置于速度建模过程中加以解决。理论模型和实际资料成像结果验证了本文思路的正确性及方法的有效性。     

时间域剩余曲率偏移速度分析技术在iCluster软件中的实现

共成像点道集的剩余曲率偏移速度分析(RCA)是提高偏移速度精度的有效方法之一。通过分析推导Kirchhoff叠前时间偏移共成像点道集的剩余曲率与偏移速度的关系,基于iCluster地震数据处理研发平台,开发了剩余曲率分析法偏移速度分析模块。通过模型数据和实际数据的测试,该模块能够与Kirchhoff叠前时间偏移有机结合,可以对均方根速度场进行局部、定量的修正,完善了iCluster 软件Kirchhoff叠前时间偏移的流程。     

钢筋混凝土门式及封闭式单元框架柱的非线性二阶效应分析

本文给出了钢筋混凝土框架非线性二阶效应电算分析的基本思路及步骤,并以最基本的门式单元框架及封闭式单元框架为对象,系统分析了竖向及水平荷载、梁-柱线刚度比以及柱的细长度等因素对柱控制截面二阶弯矩的影响规律。并以修订后的《混凝土结构设计规范》中的偏心距增大系数η的计算公式为基点,给出了能较准确反映上述两类框架柱控制截面二阶弯矩的当量标准柱长度(计算长度)l_0,以及该当量长度随各影响因素变化的规律及其拟合公式。     

利用岩土储能冷热分区增强换热性能的研究

  目的  岩土储能（BTES: Borehole Thermal Energy Storage）指利用地下土壤、岩石和水的热容量进行储能的钻孔闭式循环系统,主要特点是采用冷热分区布置,以智能化控制手段结合国内地质进行创新型的开发利用。为了研究利用冷热分区提高地埋管换热效果的可行性,以多孔介质传热理论、能量守恒、有限长非移动线热源模型为基础,建立了单U型地埋管换热器井孔内、外数学模型,通过数值模拟的方法分析和验证了可行性。  方法  基于常见的土壤冷热堆积现象,通过改变管内介质流过两个划分区域的顺序,变被动防控冷热堆积为主动调配储能以跨季节利用,使两个划分区域内主动产生冷、热堆积储能,定义为“冷区”和“热区”。  结果  经过数值模拟分析,发生热堆积现象的“热区”在供暖期的换热量逐年递增,就最高换热量来说,第二年比第一年提高319 W,第三年比第二年提高308 W;出现冷堆积现象的“冷区”在制冷期的换热量逐年递增,就最高换热量来说,第二年比第一年提高209 W,第三年比第二年提高198 W。  结论  以上结果说明此方法可以增强地埋换热器的换热效果。在供暖期和制冷期交替使用两个区域既有效解决土壤源热泵系统冷热不平衡造成的能效衰减,又可以在减少打孔场地的情况下提高系统换热效果。     

热塑性聚氨酯胶粘剂的研究

采用聚酯多元醇、1,4-丁二醇和MDI为原料制得热塑性聚氨酯胶粒,讨论了热塑性聚氨酯胶粘剂的影响因素。结果表明,聚酯多元醇酸值控制在0.5mgKOW/g以下。异氰酸酯指数控制在0.95～0.99范围、丁二醇用量小于3.0份,熟化温度为150℃、熟化时间为2 h,制得的热塑性聚氨酯胶拉伸强度为35 MPa左右,伸长率大于700％。用制得的聚氨酯胶粒配制质量分数为15％的鞋用胶粘剂粘度为1600 mPa·s左右,其初粘强度和剥离强度能够满足鞋业要求。     

透明聚氨酯鞋底的研制

采用自制的聚酯多元醇、特殊多元醇、二本基甲烷二异氰酸酯等原料制备了四组分的聚氨酯鞋底原液，经过机械浇注制得了透明聚氨酯鞋底。讨论了影响制品性能的因素，介绍了透明聚氨酯鞋底原液的技术指标、鞋底的制造工艺及制品的物理性能。该聚氨酯透明鞋底具有玻璃状的透明效果，良好的物性。     

有机胺催化制备聚碳酸酯二元醇

以碳酸二甲酯(DMC)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,在三乙胺等有机胺类催化剂催化下,酯交换制备出聚碳酸酯二元醇(PCDL)。采用核磁共振和红外光谱等分析手段鉴定产物的结构;凝胶渗透色谱分析减压时间对PCDL分子量分布的影响。详细研究了原料摩尔比(DMC/BDO)、催化剂用量、减压时间等因素对反应过程的影响,优化了PCDL的合成工艺参数。实验结果表明,当DMC/BDO的摩尔比为1.2～1.25,催化剂用量占BDO的质量分数为0.5%,采用阶段控温方式制备出数均分子量在1600g/mol左右的PCDL。     

时间域剩余曲率偏移速度分析技术在iCluster软件中的实现

共成像点道集的剩余曲率偏移速度分析(RCA)是提高偏移速度精度的有效方法之一.通过分析推导Kirchhoff叠前时间偏移共成像点道集的剩余曲率与偏移速度的关系,基于iCluster地震数据处理研发平台,开发了剩余曲率分析法偏移速度分析模块.通过模型数据和实际数据的测试,该模块能够与Kirchhoff叠前时间偏移有机结合,可以对均方根速度场进行局部、定量的修正,完善了iCluster软件Kirchhoff叠前时间偏移的流程.