直通道PCHE内S-CO2与铅铋合金耦合换热特性数值分析

针对超临界二氧化碳(S-CO₂)与液态铅铋合金在印刷电路板换热器内耦合换热问题，本文建立了“1对2型”直通道印刷电路板换热器换热单元三维模型。采用数值模拟方法对S-CO₂与液态铅铋合金耦合换热特性进行了研究。结果表明：冷侧S-CO₂对流换热热阻远大于热侧液态铅铋合金热阻，即印刷电路板换热器整体换热更受制于S-CO₂的影响，且S-CO₂侧的换热强度决定了整体换热的下限。改变S-CO₂侧入口质量流速比改变液态铅铋合金侧入口质量流速对印刷电路板换热器换热器单元功率影响程度更大。S-CO₂侧入口质量流速每增加1 kg/s,换热功率增加335.77 kW。本文研究结果可为后续液态铅铋合金与S-CO₂耦合换热研究和印刷电路板换热器设计提供参考。     

铋对铅钙合金的电化学性能影响研究

研究了不同铋含量的铅酸蓄电池板栅合金的析气性、耐蚀性等电化学性能。动电位扫描结果显示铋的加入提高析氢过电位，降低了析氢的可能性，同时有利于加速氧的析出，但铋的加入对加速氧气析出作用不明显。循环伏安测试说明铋的加入有利于提高腐蚀膜的导电性，且铋摩尔含量在0.086％时最难生成导电性差的铅氧化物。扫描电镜结果表明少量的铋未能提高铅钙合金的耐蚀性，却易发生电偶腐蚀，但铋摩尔含量在0．129％时腐蚀膜致密性较好，耐蚀性增强。     

CO2增采环境下X70管线钢的应力腐蚀开裂行为研究

在CO₂增采（CCS?EOR）环境下,研究了X70管线钢在不同CO₂压力下的腐蚀开裂行为及其机理。 使用高压反应釜及模拟采出水溶液,对现场环境进行了模拟;通过电化学实验,研究了X70管线钢在CCS?EOR环境下的腐蚀速率与腐蚀机理;通过慢应变速率拉伸实验,研究了模拟环境下X70管线钢的腐蚀开裂行为;通过扫描电镜,分析了不同CO₂压力下X70管线钢的腐蚀开裂机理。 结果表明,X70管线钢的腐蚀速率随着CO₂压力的增加而增加;X70管线钢表面产生的腐蚀产物膜不能保护金属基体,而且加剧局部腐蚀;在腐蚀产物膜的影响下,CO₂压力的增高使X70管线钢应力腐蚀敏感性增加,X70管线钢腐蚀开裂同时受金属表面裂纹的影响。     

离心泵快速启动过程瞬态水力特性的数值模拟

为了准确预测离心泵快速启动过程的瞬态水力特性，应用功率键合图法建立了离心泵系统动力学模
型.该模型基于能量守恒和一维系统动力学方法，给出了离心泵系统键合图结构，推导了描述离心泵启动
过程内部能量供给、传递、转化和消耗的基本关系式.结合键合图结构和能量守恒关系得到了系统状态方
程组，并采用四阶Runge kutta法进行数值求解.数值模拟结果表明,在快速启动过程中，预测的离心泵动
态流量、扬程和转速的变化趋势都能与实验结果较好吻合，并且模型能预测到离心泵快速启动过程的瞬态
效应，功率键合图法可以适于对离心泵快速启动过程的动态特性进行模拟.     

RELAP5对低压自然循环系统的分析能力研究

为了解决低压条件下自然循环相关现象模拟不准确问题,本文开展了稳态、瞬态及流动不稳定性等一系列的自然循环实验研究。利用反应堆瞬态热工水力程序RELAP5,讨论了低压自然循环相关问题的敏感性。结合瞬态实验数据,进行了空间、时间步长的敏感性分析,给出了时间步长敏感性的检验依据。通过对一类工况下的流动不稳定性进行模拟和实验,评估了RELAP5的能力。结果表明:对两相自然循环问题,可以根据库郎数来进行无关性验证。对于高热流密度下系统中出现的复合动态流动不稳定性,恰当的模型选取及参数敏感性验证能有效提高模拟的准确性。结合快速傅里叶变换的分析结果可知,长直上升段内发生的周期性相变过程是复合动态流动不稳定性的非线性负载。     

蒸汽发生器堵管对装置功率影响研究

立式自然循环蒸汽发生器U形管的堵管维修会影响到蒸汽发生器的工作效率．文中以蒸汽发生器堵管对核动力装置功率影响研究为目的,通过对一回路侧水阻力计算和二回路侧热工计算,对不同堵管量下,蒸汽发生器一回路冷却剂流量、二回路侧工作压强、蒸汽产量、蒸汽品质以及汽轮机有效功率的变化进行了详细的计算,得到各变量相应曲线．根据计算结果对变化规律进行了分析,对蒸汽发生器的设计、维修技术的分析处理提供了重要的依据．     

煤化学链燃烧颗粒流动反应的数值模拟

针对化学链燃烧气固反应速率的影响因素复杂未知的问题,本文建立了碳粒与CaSO4载氧体颗粒在水蒸气气氛下的数理模型,并利用Fluent进行数值计算,从微观上分析了温度和压力的改变,对颗粒间化学链燃烧反应速率、CO2生成速率以及载氧体表面固相生成物沉积速率的影响。分析结果表明,提高反应器内的温度和压力,均加快了CaSO4载氧体颗粒表面CaS的沉积速率,且压力的提高在很大程度上促进了沉积速率的增加,而沉积覆盖在载氧体表面上的CaS导致了反应速率的下降。该研究有利于高纯度CO2气体的捕集,从而达到减排的目的,对化学链反应速率的控制具有重要意义。     

复合混凝土砌块热工特性研究

基于状态空间减秩模型，对受到单位阶跃激励下复合砌块的动态响应进行了模拟研究，得到砌块墙体的热阻；对周期性扰量作用下复合混凝土砌块的动态热工特性进行了模拟研究，得到了砌块围护结构的温度波时间延迟、蓄热系数和热惰性指标等重要的热工参数，研究结果表明在提高热阻方面，轻集料混凝土砌块复合效果明显，普通混凝土砌块复合效果很小．复合轻集料混凝土砌块在热阻增加的同时，蓄热系数减少，墙体的热惰性指标减少．采用状态空间法对砌块的动态模拟可推广到对砌块类建筑物热过程的动态模拟．     

塔里木油田有机盐完井液腐蚀研究

模拟塔里木油田腐蚀环境考察了有机盐完井液密度、温度、pH值对P110、VM140和HP-13Cr三种油管材质的腐蚀行为.结果表明:随完井液密度的增加,管材的腐蚀速率逐渐降低;温度越高腐蚀越严重,随温度逐渐升高,试片由均匀腐蚀变为坑点较多的局部腐蚀;pH值增加,腐蚀速率逐渐下降,这与完井液适宜在偏碱性环境中使用相一致;相同条件下,腐蚀速率大小为 P110＞VM140＞HP-13Cr;P110和VM140在低密度完井液中存在严重的局部腐蚀,相同条件下VM140抗局部腐蚀的能力强于P110,但二者的差异不大,HP-13Cr基本无局部腐蚀.当完井液密度低于1.15 g/cm3或温度超过80℃时,P110和VM140腐蚀严重,必须采取相应的防腐措施.     

基于程序升温的煤耗氧速率与气体产物排放的相关性研究

采用程序升温实验系统,在通入流量为100 mL/min干空气的条件下将煤样加热至200℃,通过气相色谱仪对气体产物进行连续测量,得出CO,CO₂,CH₄,C₂H₄浓度随温度升高时的变化趋势.以耗氧速率与气体产物排放速率为基础,对高温氧化阶段耗氧速率与气体产物排放速率之间的关系进行线性拟合,结果表明：煤与氧的反应有利于生成CO₂而不是CO,C₂H₄产生速率与耗氧速率之间相比于CH₄存在更好的相关性.     

珠江口盆地番禺低隆起文昌组断裂活动性特征及其对沉积的影响

珠江口盆地番禺低隆起具有文昌组地层沉积,而断裂活动对文昌组沉积和沉积相展布有重要影响。基于断层活动速率方法,对文昌组控洼断裂活动性特征进行定量研究; 结合沉降速率分析,对控洼断裂活动性强度及断面样式与沉积相展布进行相关性分析。结果表明:当活动速率大于100 m·Ma^-1时,断裂控制中深湖相沉积; 当活动速率小于100 m·Ma^-1时,断裂控制中深湖相沉积边缘或三角洲相及滨浅湖相; 中央隆起带文昌组控洼断裂活动性和珠Ⅰ坳陷文昌组具有很强的正相关性; 控洼断裂的活动性差异控制着沉降中心的发育; 不同断裂构造样式对沉积体系的发育也有一定控制作用,板式断裂控制的沉降中心靠近断裂边缘,而铲式断裂控制的沉降中心则更靠近盆地中心; 深入分析断层活动速率大于100 m·Ma^-1且控制文昌组中深湖相的区域,可能会发现油田。     

工艺参数对磁控反应溅射AlN薄膜沉积速率的影响

采用射频磁控反应溅射法，以高纯Al为靶材，高纯N。为反应气体，成功制备了氮化铝(AlN)薄膜。研究了N2气流量、射频功率、溅射气压等工艺参数对AlN膜沉积速率的影响规律。结果表明，随着N2气流量的增加，靶面溅射由金属态过渡到氮化态，沉积速率随之明显降低；沉积速率随射频功率的增大几乎成线性增大，随靶基距的增大而减小；随着溅射气压的增大，沉积速率不断增大，但在一定气压下达到最大值后，沉积速率又随气压不断减小。     

真空离子镀Al-Si-Y涂层的高温性能研究

为提高Al-Si-Y涂层的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,利用自制的Al-Si-Y合金阴极靶材在镍基高温合金基体上沉积Al-Si-Y合金涂层,研究了Al-Si-Y涂层在1100℃时的恒温氧化性能1000℃时的循环氧化性能以及涂层在850℃时的75%Na₂SO₄+25%K₂SO₄熔盐热腐蚀行为,并将其与传统的二元渗Al-Si层以及国内外的多元涂层相比较.结果表明,自制的Al-Si-Y涂层的氧化性能和腐蚀性能要优于其他涂层.     

用瞬态平面热源法测定花生油的导热系数

利用瞬态平面热源法测量花生油在30²40℃下的导热系数,主要探讨了温度、测试时间、加热功率等参数对花生油导热系数的影响.结果表明:在低温和高温段,其导热系数随着温度升高而非线性增大;为使测量结果可靠,需设置合适的试验参数,其导热系数随测试时间和加热功率增加而稍微增大;但是在高温下,如果测试时间和加热功率设置偏大,会导致花生油发生对流传热,使试验结果误差很大.     

含水率对X70钢在鹰潭酸性土壤中腐蚀行为的影响

采用极化曲线、交流阻抗等技术对含水率在13% ～40%的X70钢腐蚀行为进行研究.结果表明,随着土壤中含水率的增加,X70钢在鹰潭酸性土中腐蚀速率增加,含水率达到饱和时腐蚀速率达到最大;腐蚀形态由局部腐蚀发展到全面腐蚀;含水率为13%时, 阴极反应为吸氧反应,随着含水率的增加,H 和氧共同参与阴极反应.土壤中的含水率与pH值共同作用影响X70钢电化学行为.X70钢在鹰潭酸性土壤中的耐蚀性较差.     

低铬X70管线钢组织及其抗CO2

为了明确Cr的质量分数高低对埋地用输油输气管线钢性能的影响,设计了4种Cr的质量分数的X70管线钢,研究了不同Cr的质量分数下管线钢组织及其力学性能,并采用高温高压反应釜进行了实验钢的CO₂腐蚀试验.结果表明：钢中加入0.1%~0.8%的Cr后,其组织均由针状铁素体和准多边形铁素体构成,Cr元素均呈现明显的沿晶界分布状态;随着Cr的质量分数的增加,钢板强度随之升高,晶界中Cr分布密度随之增大,Cr（OH）₃在腐蚀产物膜中的富集量增加,促使钢板的平均腐蚀速率降低;同时由于Cr（OH）₃可以有效阻碍阴离子穿透腐蚀产物膜,因而大大减少了Cl-的催化作用导致的点蚀,使得钢板点蚀速率明显降低.     

钛酸锶铅陶瓷电阻开关效应研究

陶瓷样品的电阻开关特性报道较少见,本文采用传统的高温固相法制备出钛酸锶铅((Sr_0.9Pb_0.1)TiO₃)陶瓷,并对陶瓷样品的相结构、电性能、阻抗进行了测试表征.XRD图谱显示样品呈现纯的钙钛矿四方相晶体结构. 循环回路测试其I-V特性,当施加电压±60 V,陶瓷样品显示出良好的电阻开关效应.考虑到材料在制备过程中Pb挥发产生的氧空位,通过分析阻抗图谱,利用Arrhenius公式拟合计算出样品的活化能,进一步确定引起器件电阻开关特性的可能是氧空位机制.     

镁合金与Q235钢在罐底水溶液下的电偶腐蚀行为

利用浸泡实验、电化学测试和微观形貌观测研究大榭油库罐底水模拟溶液下镁合金与Q235钢体系的电偶腐蚀行为,对比研究不同Sc/Sa (阴/阳极面积比)对镁合金/Q235钢电偶腐蚀的影响,探明Sc/Sa与腐蚀速率的关系,并拟合成曲线和表达式.结果表明,当电极阴极面积不变时,随着Sc/Sa的增加,镁合金阳极的腐蚀速率大幅度增加...     

高斯长脉冲激光辐照单晶硅温度场的数值模拟

建立二维轴对称模型,通过Matlab软件对长脉冲高斯激光与单晶硅相互作用的加热过程进行数值模拟。分析不同激光功率密度和辐照时间作用下单晶硅的温度分布和温度历史, 估算单晶硅的熔融损伤阈值和热量沉积深度。结果表明:单晶硅的熔融损伤阈值的功率密度I₀=0.22 MW/cm2且激光热量沉积深度大约在1 mm范围内; 单晶硅的温度随激光功率密度和辐照时间的增加而升高,且随着光斑半径方向的延伸与靶材厚度的增加而逐渐减小; 在脉冲作用期间,硅表面中心温度迅速上升,这主要由高斯激光的能量分布特点决定; 在激光作用结束后,辐照区的热量通过热传导效应从高温区向低温区转移,单晶硅的表面中心温度随时间的增加而缓慢下降, 最后趋于室温。     

硫酸盐还原菌对CaCO3垢层下20号钢腐蚀的影响

采用室内模拟实验的方法,研究了硫酸盐还原菌（SRB）和CaCO₃垢层共存对20号钢腐蚀行为的影响。通过腐蚀失重法研究平均腐蚀速率,通过电化学阻抗谱（EIS）和开路电位（OCP）研究注入水溶液中20号钢腐蚀电化学行为,利用扫描电镜（SEM）、EDS和Raman光谱分析20号钢表面腐蚀产物的形貌和成分,采用激光共聚焦显微镜（CLSM）分析20号钢的点蚀坑深度。结果表明,SRB与CaCO₃垢层存在协同作用,CaCO₃垢层的孔隙率和垢层下的厌氧环境为SRB的黏附和生长提供了便利的条件,接种SRB对CaCO₃垢层下20号钢的均匀腐蚀和局部腐蚀均有促进作用。