混煤燃烧过程中的交互作用：机理实验研究与数值模拟

为深入研究混煤燃烧过程中的交互作用机理,在沉降炉上进行了贫煤和烟煤不同配比混煤(贫煤掺混烟煤比例0,25%,50%,75%,100%)燃烧特性的实验研究与数值模拟。结果表明,混煤燃烧过程中易燃煤对混煤燃烧的促进和抑制2种交互作用的竞争决定了混煤的燃烬特性,促进作用表现为烟煤优先燃烧,提高了燃烧初期的局部温度,促进了难燃煤的着火与燃烧;抑制作用则表现为易燃煤抢先燃烧消耗了大量氧气,导致难燃煤燃烧处于欠氧状态,阻碍了难燃煤的燃烧与燃烬。由于煤种差异大,交互作用影响明显,混煤实际燃烬率与计算线性燃烬率差异较大。掺混25%易燃煤时,促进作用在混煤燃烧中占主导地位,燃烬率高于按掺烧比例线性计算得出的计算线性燃烬率;当掺混50%易燃煤时,混煤燃烬率的出现“拐点”;进一步增加至75%时,抑制作用在混煤燃烧中占据主导地位,燃烬率明显降低。混煤燃烧NOx排放量与计算线性NOx计算值比较接近,其随着易燃煤的掺烧比例的增加而线性增加。     

基于三维扫描技术的页岩暂堵压裂物理模拟实验

页岩水力裂缝扩展形态及表征方法是评价暂堵压裂效果的基础,常规裂缝形态监测手段(如示踪剂法、声发射法)难以准确反映水力裂缝的起裂与扩展规律。因此,文中结合三维扫描技术,开展真三轴暂堵压裂物理模拟实验,研究不同排量下页岩暂堵压裂水力裂缝的起裂与扩展规律;通过获取裂缝体积与面积等参数,定量表征页岩暂堵压裂的裂缝网络复杂程度,从而评价压裂改造效果。结果表明,暂堵剂可有效促进页岩水力裂缝转向、分叉,以及多裂缝的形成,水力裂缝面曲率变化反映不同注液阶段暂堵剂的累积作用效果。不同排量下,页岩暂堵压裂的裂缝形态和裂缝网络复杂程度不同:小排量条件下,暂堵剂封堵初次裂缝,形成平行于初次裂缝的简单缝;大排量条件下,暂堵剂封堵初次裂缝,形成平行于初次裂缝并伴随天然裂缝张开的复杂缝。现场可通过增大排量提高暂堵剂在裂缝中的运移距离和封堵程度,增加远端天然裂缝的激活概率。     

致密灰岩储层压裂裂缝扩展形态试验研究

开发低孔、低渗的致密灰岩储层需要进行大规模的水力压裂。致密灰岩的成岩过程、矿物组成以及岩石力学性质与致密砂岩等储层差异很大,在不同应力状态以及施工参数条件下水力裂缝扩展形态有待研究。采用真三轴水力压裂试验系统对致密灰岩露头展开压裂物模试验,研究地应力差、压裂液黏度、变排量、酸处理等多种因素对水平井压裂裂缝扩展规律的影响。试验结果表明:当水平地应力差在2~8 MPa之间时,水力裂缝易于沟通天然裂缝形成复杂裂缝网络;压裂液黏度升高,会降低剪切滑移和滤失膨胀的可能性,从而降低裂缝的复杂程度;在走滑断层的应力状态下,即σ_Hσ_Vσ_h,容易形成水平缝,特别是当井眼方向沿着层理面时极易沿着层理起裂;变排量压裂可以激活更多的天然裂缝,有助于形成复杂的裂缝网络;酸液预处理裸眼井段能够显著降低破裂压力,随泡酸时间的增加,破裂压力下降幅度逐渐增大。研究成果为现场压裂施工提供参考。     

UPLC-LTQ-Orbitrap-MS法快速分析鬼箭羽中的化学成分

利用UPLC-LTQ-Orbitrap-MS技术结合文献报道的鬼箭羽已知化学成分及其裂解规律快速鉴定鬼箭羽药材中的化学成分。利用文献中鬼箭羽化学成分的分子式、相对分子质量、碎片离子等信息建立鬼箭羽快速识别数据库,依据化合物的精确分子质量、色谱保留时间、特征碎片离子等信息对已知成分进行验证;对于鬼箭羽中未知成分,通过总结同类化合物的质谱裂解规律,并查阅相关文献确定其相对分子质量、特征碎片离子、色谱保留时间等信息,并进行结构表征。实验共鉴定得到65种成分,包括36种黄酮类、4种酚酸类、7种三萜类、12种脂肪族和6种其他类成分,其中,有28种化合物是首次在鬼箭羽中发现。该方法可以快速、全面地分析鬼箭羽药材中的化学成分,可为鬼箭羽药材的质量控制研究奠定基础。     

铜熔炼中熔炼温度对伴生元素分配行为的影响

利用已开发的伴生元素在铜冶炼过程中分配行为的计算机模型，对铜熔炼过程进行了计算机模拟，并模拟研究了熔炼温度对伴生元素镍、钴、锡、铅、锌、砷、锑和铋在造硅酸铁炉渣和铁酸钙炉渣的铜冶炼体系中的分配行为的影响。研究表明：无论是硅酸铁炉渣体系，还是铁酸钙炉渣体系，挥发性的伴生元素锡、铅、锌、钾、锑和铋等在气相中的分配率均随熔炼温度的升高而明显增大。     

酸液预处理对深部裂缝性页岩储层压裂的影响机制

深层裂缝性页岩油气藏具有高温、高应力、高破裂压力以及低渗透的特点,极大提高了现场压裂施工难度,如何有效改善近井筒岩石学性质及降低施工压力是安全高效压裂的关键。从岩石力学性质的影响因素入手,分析了酸化过程中酸与矿物的化学反应,从宏观和微观两方面阐述了酸液预处理改善近井筒岩石性质、降低破裂压力的力学机理。选取川东南地区龙马溪组页岩露头开展真三轴水力压裂物理模拟试验,采用酸液预处理压裂试件的裸眼井段,分析酸岩反应对水力裂缝起裂及扩展规律的影响。试验结果表明,酸液浸泡裸眼井段能够显著降低页岩破裂压力,酸岩反应会引起天然裂缝面性质的变化,容易导致近井筒附近复杂多裂缝的形成;裂缝扩展穿透酸化区时会引起二次憋压,酸化区内的天然裂缝越发育,酸岩反应越剧烈,近井筒裂缝形态越复杂,压裂曲线波动越频繁。室内试验和现场施工结果吻合程度良好,证实了通过酸液预处理提高深部页岩地层改造效果的有效性。     

新型柴油十六烷值改进剂一草酸二异戊酯的合成

以草酸和异戊醇为原料,环己烷为带水剂,采用酸性化合物作为催化剂,合成草酸二异戊酯。考察了酸醇比、反应时间、催化剂用量和带水剂用量等因素对于酯化反应产率的影响。以对甲苯磺酸为催化剂的最佳反应条件为：草酸和异戊醇的物质的量比为1∶3,催化剂用量为草酸质量的2.5%,带水剂环己烷的用量为30mL/0.1mol草酸,反应时间为120min,反应的酯化率在95%以上。以硫酸氢钠为催化剂的最佳反应条件为：草酸和异戊醇的物质的量比为1∶2.5,催化剂用量为1.2g/0.1mol草酸,带水剂环己烷的用量为30mL/0.1mol草酸,反应时间为90min,反应的酯化产率可达93%。由该方法得到的草酸二异戊酯的酯化率和产品的纯度均较高,具有广泛的应用前景。     

三跨连续曲线宽箱梁力学特性有限元分析与模型试验

基于梁格法、有限单元法以及比拟正交异性板法的基本原理,针对曲线宽箱梁特殊的截面特点,建立了一种简单实用又具有足够精度的改进梁格法,即比拟板-梁格法,并提出该方法用于梁格划分以及截面特性计算的一般方法;同时,模拟实际工程,建立曲线宽箱梁桥的传统梁格模型、比拟板-梁格模型以及精细的三维实体有限元模型,研究曲线宽箱梁在不同荷载作用下的空间受力情况及内力横向传递机制;制作三跨连续曲线宽箱梁桥的有机玻璃模型,采用静力加载的方式来测得曲梁控制截面上的应变和挠度,并提出用不均匀系数来表达曲线桥的不均匀受力;将试验结果与有限元模型的计算结果进行比较分析,验算比拟板-梁格模型的计算精度及实用性,同时得到了连续曲线宽箱梁的应力与挠度横向分布规律。结果表明:比拟板-梁格模型的计算精度高于传统梁格模型,同实体单元法相比,比拟板-梁格法的模型简单且计算方便,便于工程设计应用。     

基于AMESim的剪叉式升降台液压系统的设计与仿真

以剪叉式液压升降台为研究对象,运用AMESim仿真软件建立其液压系统模型并进行仿真分析,得到剪叉式升降台的速度曲线、起落高度曲线,并与剪叉式液压升降台相应的计算数据相对比,验证了液压系统的可行性,发现了升降台机械部分设计的不恰当之处并提出了解决办法。     

钢渣集料在高速公路水泥碎石基层中的应用研究

以高速公路的水泥碎石基层CB-1配合比组成设计为例,在系统介绍了CB-1型水泥稳定碎石的配合比设计原则的基础上,分析了其配合比组成设计过程,提出了钢渣集料水泥稳定碎石的组成设计优化方案.