缓流水体污染物向沿岸的渗透

采用对流扩散方程并且考虑渗流作用的影响，研究了缓流水体底泥污染物对周围土层的影响。发现污染物在土壤中的质量浓度分布与渗流速度、作用时间、扩散系数等有关。作用时间越长，扩散系数越大，污染物影响范围越大，质量浓度值越高。渗流作用下污染物分布质量浓度有所减小，但运移时间也减小。     

衰减源作用下固结压力及吸附参数对污染物运移规律的影响

固结变形会导致粘土防渗层的结构特性和渗透特性发生改变,影响渗流场和浓度场的分布,进而影响污染物在防渗层中的运移规律.在比奥固结理论的基础上,考虑线性吸附模式,研究了污染物在小变形土体中的运移规律,分析了衰减源作用下,固结压力与线性吸附系数对污染物运移过程的影响.结果表明,与不考虑固结作用相比,固结作用延迟了污染物的运移,使得污染物运移深度减小,并且随着团结压力的增大,固结作用对污染物运移的延迟作用逐渐增强;在线性吸附模式情况下,污染物运移深度减小率随着吸附系数的减小逐渐增大,说明固结作用对污染物运移的延迟作用随着吸附系数的减小而越来越凸显.     

基于动态扩散的煤层多场耦合模型建立及应用

为研究瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流场演化规律,本文基于双重孔隙介质的假设,建立了应力场、渗流场和扩散场多场耦合模型,引入了动态扩散系数,使模拟结果更接近实际情况.结果表明:随着测点与钻孔距离的减小,煤层渗透率先减小后增大;瓦斯扩散系数的衰减系数λ在抽采初期对渗透率空间分布影响不显著,后期随着扩散系数的快速衰减,渗透率空间分布差异变大.当λ≤1×10~(-7)时,渗透率随时间先降低后升高;当λ≥2×10~(-7)时,随时间的增加,渗透率由先降低,再升高,然后再降低的变化趋势转为一直降低.衰减系数越大,裂隙内瓦斯压力衰减越快,基质孔隙压力衰减越慢.采用裂隙压力测得的有效抽采半径随时间增长越来越快,而采用基质孔隙压力测得的有效半径随时间增长逐渐趋于平缓,说明基质孔隙压力是确定钻孔有效抽采半径的合理指标.     

半扩散边界下污染土中污染物一维扩散解析解

针对以往大多关于污染物扩散研究假设的理想边界,在单层污染土层介质中考虑了更贴近实际情况的半扩散边界,并建立了该边界条件下污染物向周围土层扩散的模型。基于分离变量法得到了污染土中浓度随深度及时间变化的解析解。利用Matlab编制了相应计算程序并与COMSOL TDS模块数值仿真和已有解析解的结果进行对比,验证了解析解的可靠性。分析了复杂边界条件对污染物扩散及污染物通量的影响及其敏感性。结果表明:浓度随S di值增大而减小;S di值相差越大对土层内上下浓度分布影响越大;通量随S di值增大而增大,但增速降低。     

面层厚度对梯度结构混凝土扩散性能的影响

为了研究面层厚度对梯度结构混凝土(gradient structural concrete,GSC)扩散性能的影响,制备了4种不同厚度的GSC试件;通过海洋环境模拟试验及氯离子分布测试,拟合出GSC的氯离子浓度扩散系数,以研究面层厚度、曝露时间对扩散系数的影响;基于相似性原理,借鉴复合材料中二元串联结构热扩散系数模型,建立了考虑面层厚度变化的GSC的氯离子扩散系数时变模型.结果表明:GSC体系的氯离子扩散系数随面层厚度的增加而下降,并且逐渐趋于平缓;GSC体系氯离子扩散系数则随曝露时间的延长而减小,最后也趋于稳定.     

考虑固液界面作用的表观渗透率分形模型

考虑微流动中固液界面作用,基于Navier-Stokes理论,推导牛顿流体在圆管中的流速分布及流量表达式,引入界面因子以表征固液界面作用的影响;利用分形渗流理论及界面因子,得到表观渗透率表达式,建立综合考虑微流动固液界面作用和复杂孔隙结构特征的渗流数学模型.结果表明:考虑固液界面作用时,微流动流速下降;其影响程度与管径有密切关系,微管直径越小,界面因子越大,表明固液界面作用的影响越大.存在着临界直径,当小于临界直径时,固液界面作用的影响随微管直径减小呈非线性迅速增加;大于临界直径时,流速趋于泊肃叶定律的预测.在分形多孔介质中,随着固液界面作用增大,表观渗透率首先呈非线性迅速下降,随后趋于稳定,说明固液界面作用对渗流影响不可忽略.该数学模型能清晰表征固液界面作用对渗流的影响,为低渗透和致密油藏开发提供依据.     

中空海藻酸钙微胶囊的强度和扩散性

制备了一种新型的中空海藻酸钙微胶囊,考察了海藻酸钠质量浓度对微胶囊机械强度等的影响以及牛血清白蛋白(V)在微胶囊内的截留能力,利用非稳态传递模型计算了小分子底物在微胶囊中的混合扩散系数和在微胶囊膜中的扩散系数.研究结果表明,随着海藻酸钠质量浓度的提高,微胶囊的直径和膜厚度减小,机械强度增大.各种小分子底物在微胶囊中的混合扩散系数比它们在纯水中的扩散系数约小6%,在微胶囊膜中的扩散系数比在纯水中的约小30%.牛血清白蛋白(V)不能扩散进入微胶囊.不同质量浓度(8～12 g/L)的海藻酸钠溶液对微胶囊的扩散系数影响不大.     

方柱绕流对污染物扩散影响的试验

建立透光率-COD浓度-污染物浓度三者之间的关系,通过试验初步研究了方柱绕流对污染物扩散的影响,试验结果表明:1)方柱绕流情况下,污染物纵、横向扩散均受到影响,横向扩散强度减缓,纵向扩散在方柱上游受到阻滞,扩散强度减小,下游受尾迹影响、旋涡的发展,扩散运动加强(方柱中心线处变化最大);2)相同情况下,流量越大,方柱绕流对污染物扩散影响幅度越小;3)污染物扩散受方柱绕流影响变化规律与水流紊动强度受方柱绕流影响变化规律一致.     

红薯-蔗糖体系的超声渗透脱水研究

以红薯-蔗糖固液体系为研究对象,研究了在超声场作用下,超声输出功率、超声作用时间、渗透液浓度及温度、物料厚度等因素对红薯脱水率及固形物得率的影响.在此基础上,确定了渗透脱水过程的扩散系数,并对渗透脱水过程的数学模型进行了探讨.结果表明,超声场空化作用显著强化了红薯渗透脱水过程的质量传递,且在一定实验范围内,红薯脱水率及固形物得率均随超声输出功率、超声作用时间、渗透液浓度及温度的增加而增加,随着物料厚度的增大而减小.故可得到当超声场输出功率为93 W,声空化强化时间为25 min,渗透液浓度在40%,温度在30℃,物料厚度为6 mm时为最佳操作条件.     

低渗透油藏压裂井网水电模拟

根据水电相似原理,设计直井压裂井网实验模拟模型,研究正对式和交错式排状井网条件下渗流场分布规律,及裂缝方位、裂缝穿透比和井网排距对渗流场分布的影响.研究表明,压力等势线以裂缝为轴呈椭圆分布,裂缝穿透比越大,等势线密度越大,压裂井附近渗流由径向流向线性流转变趋势就越大;相同注采压差情况下,排距越大,裂缝周围地层压力保持水平越低,流体渗流过程中压降损失越大;在相同生产条件及井距排距情况下,交错式排状井网开发过程地层压力保持水平优于正对式排状井网.     

自然对流条件下两种垂直放置纵向翅片管传热特性的数值分析

采用数值计算的方法对垂直放置的封闭式纵向翅片管和开放式纵向翅片管自然对流条件下的传热特性进行研究,得到了在基管恒壁温条件下两种不同类型翅片管周围的温度场与速度场,及其散热量、金属热强度及自然对流换热系数.结果表明,封闭式纵向翅片管的散热量、金属热强度以及自然对流换热系数都要高于开放式翅片管.因此在结构参数一定时,封闭式纵向翅片管要优于开放式翅片管.     

自然对流条件下两种垂直放置纵向翅片管传热特性的数值分析

采用数值计算的方法对垂直放置的封闭式纵向翅片管和开放式纵向翅片管自然对流条件下的传热特性进行研究，得到了在基管恒壁温条件下两种不同类型翅片管周围的温度场与速度场，及其散热量、金属热强度及自然对流换热系数。结果表明，封闭式纵向翅片管的散热量、金属热强度以及自然对流换热系数都要高于开放式翅片管。因此在结构参数一定时，封闭式纵向翅片管要优于开放式翅片管。     

动边界影响的低渗双重介质油气藏试井解释模型

从低渗透油气藏的开发以及试井工作的实践可知,低渗透油藏中流体的渗流存在启动压力梯度,试井曲线往往表现为不易出现径向流直线段或不出现径向流直线段,其压力波传播的特点是流体动边界不断向外扩展.针对这种情况,首先建立了考虑井筒储存和表皮效应影响的低速非达西渗流定产量生产的固定边界数学模型,用格林函数法求出了井底压力的拉普拉斯空间解;然后根据流体从静止到流动所需的启动压差确定不同时刻的动边界半径,再用固定边界模型计算井底压力与时间的关系,以此作为动边界模型的一种数值逼近.用Stehfest数值反演算法绘制了井底无因次压力与无因次时间关系曲线,讨论了动边界、启动压力梯度、储容比和窜流系数对井底无因次压力的影响及非达西渗流与达西渗流时井底压力动态的差别.     

再生混凝土中的水分扩散机理与模型

对再生混凝土处在干燥环境中的水分扩散机理进行了研究 ,并建立了相应的水分扩散模型。为了确定水分扩散的有关参数 ,对再生混凝土的水分扩散实验结果采取了回归分析方法 ,实验结果与诸多文献报道具有很好的一致性。结果显示混凝土内部孔隙湿度 R随环境相对湿度 H的增加而增加 ,随环境温度 T的增加而减少 ;在外部环境相同的条件下 ,再生混凝土内部孔隙湿度 R随混凝土 W/ C的增加而增加 ;再生混凝土中的水分扩散系数 Dwd较普通混凝土的水分扩散系数大     

芡实壳天然染料真丝染色动力学研究

为了探讨芡实壳天然染料在桑蚕丝上的染色机理,通过测定不同温度下芡实壳天然染料在桑蚕丝上的上染速率研究芡实壳天然染料在桑蚕丝纤维上的扩散系数和染色速率常数;根据线性拟合得出芡实壳天然染料在桑蚕丝纤维上的假一级动力学模型以及假二级动力学模型,比较得出芡实壳天然染料在真丝上的上染机理更加符合假二级动力学。     

Mathematical model of convection diathermanous coefficient of refrigerator car

It is analyzed that the influence factors on temperature field of refrigerator car. The mathematical model of convection diathermanous coefficient has been put forward. It is considered in the model that the parameters of wind speed , car speed , temperature of car surface , temperature of surroundings ,etc. If the boundary conditions and parameters used in calculation model of convection transmits heat coefficient are confirmed as following: the cold plank car velocity V is 120 km/ h, and air temperature is 25 ℃, and the atmosphere press is 1013250 Pa, and wind velocity Vf is 10 m/ s, and the length of car bodywork L is 5 m, and bodywork surface temperature is 25 ℃. The results were obtained by the model: when the wind velocity direction is the same as car velocity, the coefficient K of convection transmits heat is 51.4(W·m-2·K-1), and when the wind velocity direction is against the car velocity, K is 90.58 (W·m-2·K-1).     

Chloride ion transmission model under the drying-wetting cycles and its solution

The chloride ion transmission model considering diffusion and convection was established respectively for different zones in concrete by analyzing chloride ion transmission mechanism under the dryingwetting cycles. The finite difference method was adopted to solve the model. The equation of chloride ion transmission model in the convection and diffusion zone of concrete was discreted by the group explicit scheme with right single point （GER method） and the equation in diffusion zone was discreted by FTCS difference scheme. According to relative humidity characteristics in concrete under drying-wetting cycles, the seepage velocity equation was formulated based on Kelvin Equation and Darcy＇s Law. The time-variant equations of chloride ion concentration of concrete surface and the boundary surface of the convection and diffusion zone were established. Based on the software MATLAB the numerical calculation was carried out by using the model and basic material parameters from the experiments. The calculation of chloride ion concentration distribution in concrete is in good agreement with the drying-wetting cycles experiments. It can be shown that the chloride ion transmission model and the seepage velocity equation are reasonable and practical. Studies have shown that the chloride ion transmission in concrete considering convection and diffusion under the drying-wetting cycles is the better correlation with the actual situation than that only considering the diffusion.     

内置螺旋线圈换热管换热分析及数值模拟

概述了螺旋线圈装置的强化传热原理。通过建立光管和内置螺旋线圈换热管的三维流动模型,利用Fluent软件以黏性流体变压器油为研究对象对换热管内速度场、温度场、压力场以及换热过程进行了数值模拟。对比两种模拟结果表明,内置螺旋线圈的换热管内流体流动比较复杂,流体在近壁面处呈明显的螺旋流动,流体的径向速度和切向速度都有提高。总的来说,换热管内布置了螺旋线圈以后流体在其中的流动比在光管内有更强的湍流度,且能够打破流体的速度边界层,增强了流体的对流换热,极大提高了传热系数。     

油水两相绝热和冷却流型与换热特性研究

通过自制热电偶、自制双平行电导探针、Labview编程系统和IMP温度采集系统等测量手段获取油水两相流内部的相分布特征,分析流型种类和流动参数与换热系数的相互影响。结果表明,管外冷却换热会影响流型分布,管外冷却换热过程中水包油、混合界面分层流以及油包水这三种流型所占的范围变小,但分层流、油包水&水包油以及水包油&水流型在流型图上所占范围变大,相邻流型之间的转化分界线偏上,向更大油速和水速趋势发展,并且换热系数与流型和流速密切相关,低流速下主要受流速的影响,而高流速下主要受流型的影响。     

自然对流对界面形貌、流场和温度场的影响

为了探究固液界面形貌、界面附近流场和温度场与自然对流强度的关系,设计了实验装置,用物理模拟和数值模拟的方法,研究了自然对流强度对透明有机材料固液界面的形貌、界面附近流体速度和温度分布的影响.结果表明,自然对流使固液界面发生弯曲,界面呈不对称形状;靠近固液界面的液体以边界层的方式流动;Rayleigh数较小时,界面附近的液体温度呈线性降低;Rayleigh数较大时,远离界面的液体温度几乎是均匀的,界面处液体温度迅速降低.可见,自然对流强度是影响固液界面形貌、界面附近液体速度和温度分布的重要因素.