纳米粒子掺杂太阳盐复合材料热物性研究

在聚光式太阳能系统中,熔盐被视为良好的储热材料,具有成本低、使用安全、低饱和蒸汽压等特点。合理改善其热物性可实现太阳能高效利用,掺杂纳米颗粒可提高熔盐的储热及传热性能。在之前工作中,采用高温静态熔融法将纳米氧化铝（Nano alumina,NA2）掺杂于太阳盐（SS,质量分数为60%的硝酸钠与质量分数为40%的硝酸钾的混合物）中,获得了具有较高比热容的纳米流体（NA2-SS,N2S）。在此基础上,采用相同方法将纳米石墨粉（GP）和NA2同时掺杂于SS中（NA2-GP-SS,N2GS）,利用差式扫描量热法和瞬态平面热源法对体系比热和导热进行测试。结果表明,优化样品为N2GS-4,比热容与原样SS相比提升21.79%,导热提升20.69%,在高温状态下具有较好的热稳定性。N2GS-4作为一种硝酸盐基纳米复合蓄热材料在热能存储系统中具有广阔的应用前景。     

高阶煤层气高效开发工程技术优选模式及其应用

高阶煤层气井的平均单井产气量低已成为制约我国煤层气产业发展的主要瓶颈之一,直接导致了煤层气开发经济效益低。为此,基于不同煤储层的地质条件,选择适用于煤层气高效开发的工程技术是提高当前高阶煤层气开发效益的关键。在剖析影响高阶煤层气开发效果的地质因素的基础上,建立了高阶煤层气开发的地质模式,并针对不同的地质模式优选出了相应的开发工程技术。结果表明:(1)影响高阶煤层气开发效果的主要地质因素按其影响程度从小到大依次为:煤体结构、煤岩变质程度、地应力、临储比;(2)据此划分了直井压裂、裸眼多分支水平井、U型和顶板仿树形水平井、鱼骨状和单支型水平井等4种工程地质模式。结论认为:直井压裂和裸眼多分支水平井仅适用于煤体结构好、变质程度高的地区;而低成本、后期可维护、占地面积少的单支型水平井和鱼骨状水平井适用范围广,是适宜大力推广的井型。     

灾变机制下元胞遗传算法的选择压力研究

对于遗传算法,全局探索和局部寻优之间的关系是算法好坏的核心问题,选择压力的变化直接影响着两者之间的平衡。研究了元胞遗传算法的选择压力,并在其灾变机制下进一步研究了其选择压力的变化规律,通过改变灾变规模和周期观察选择压的变化。灾变的发生使整个算法的选择压力降低,当灾变规模越大、周期越短,算法的选择压力也就越小。对于不同优化问题选择一个合适的选择压能使全局探索和局部寻优之间的平衡达到最佳化从而能够又快又精确地寻求到全局最优解。     

水电站地下洞室区域地应力场反演分析

在地下洞室围岩稳定分析计算中,地应力研究区域较大,而测量的已知参数信息量有限,在此基础上进行的数值分析往往与实际存在一定的偏差。根据地应力实测资料及地质构造条件,基于改进的粒子群优化算法,建立了初始地应力场反演模型,反演结果与实测结果吻合较好,为进一步分析厂房区围岩的稳定性提供了参考。     

缓倾斜中厚矿体上向进路充填采矿方法优化及地压控制研究

针对金属矿山缓倾斜中厚矿体采用上向进路充填采矿法生产效率低、矿石损失率高等问题,提出一种上向水平互错式进路充填两步骤回采的新方案。在二步骤进路规格选取方面,首先引入一种优化的强度软化模型,利用FLAC3D数值模拟与现场实测相结合反演确定GSIt取值为30。数值模拟结果表明,二步骤进路回采导致一步骤进路顶板下沉量、顶板最大拉应力大幅度提高。随二步骤进路规格增大,一步骤进路顶板下沉量、顶板最大拉应力均有下降趋势,根据模拟结果最终确定二步骤进路规格为5m×4m。试验采场损失率和贫化率明显降低,出矿量增加,生产成本减小,实现矿山的高效经济开采,现场应用表明新方案具有很高的推广应用价值。     

外界因子对超高压杀灭大肠杆菌效果的影响

通过鉴别设计法对影响超高压杀菌效果的外界因子,如压力、温度、保压时间、升压速度及卸压速度等关键因子进行考察与评价.结果表明:温度、压力和保压时间对灭活大肠杆菌影响显著,升压速度和卸压速度对灭活大肠杆菌影响不显著.     

盾构隧道同步注浆浆液压力时空分布规律

盾构隧道施工过程中同步注浆浆液压力变化对邻近管片结构内力分布有较大影响,为实现对注浆压力的精细化控制,保证盾构安全掘进,研究浆液压力的时空分布规律.在考虑浆液粘度和地层渗透系数时变性的基础上,统一了同步注浆过程中浆液填充、扩散与消散过程,得到了浆液压力沿管片环向与纵向分布的理论计算式.依托工程实例及浆液流变试验结果,建立数值模型,得到了浆液压力沿管片三维时空分布规律.研究表明:同步注浆过程中浆液固结及注浆压力的衰减对浆液压力分布影响较大.浆液粘度增大,浆液流动性与地层渗透系数逐渐减小,使浆液压力沿管片扩散及消散幅度减小,进而影响管片内力分布.考虑了浆液压力时空变化特性的计算模型使管片受力特征与现场实测结果更加接近.研究成果为精细化分析施工阶段管片受力提供了计算依据.     

耐高温高压封隔器胶筒性能研究

封隔器的关键元件是具有密封能力的胶筒,胶筒的高温力学性能是影响其密封能力的主要因素。预选了2种四丙氟橡胶A与B,采用变量控制实验法设计了8种组分,按照API 11D1要求,对150℃×96h、200℃×96h,230℃×96h等不同高温条件处理后的橡胶材料的拉伸强度、100%定伸强度、扯断伸长率等力学性能进行了测定。优选出一种橡胶材料,其在经过200℃×96h高温处理后,拉伸强度仍保持21MPa,100%定伸强度为12MPa;用该橡胶材料制备成封隔器胶筒,成功通过了200℃、70MPa油密封30min无压降、无泄漏试验。研究结果可为耐高温高压封隔器胶筒材料的选择与性能研究提供试验依据。     

均衡理论在石圪台煤矿通风系统优化中的应用

随着国内矿山自动化程度的提升,新技术投入促使大采高、超长综合机械化采煤工作面涌入煤矿开采行业,这也导致井田开采面积增大,矿井通风线路增长,阻力增大,\"以风定产\"局面更为明显,给矿井通风系统管理增加了难度。本文在分析石圪台煤矿通风系统存在通风网络复杂、通风负压大、能耗高、内外部漏风严重等难题基础上,基于均衡通风理论,全面梳理该矿通风网络,结合矿井通风阻力分布及通风网络解算结果,对通风系统进行整体部署及优化,达到提高矿井风量,降低矿井通风负压、减小通风费用的目的,确保了通风系统稳定可靠。     

基于双向强度理论计算钛容器的焊接残余应力

钛板具有明显的正交各向异性和双向强化效应。根据双向强度理论计算焊接钛制压力容器的残余应力,推导出了计算式并结合试验数据进行了计算分析。结果表明,焊接钛容器纵焊缝处的纵向和环向残余应力都达到钛板屈服强度的50%以上;而环向端焊缝处的纵向和环向残余应力则很不均匀,数值差别较大,某些测点甚至出现负值。对比钛容器的试验焊缝应力与计算焊接应力,可见其最重要的环向应力基本一致,最大差别在15%以内,说明文中的计算方法符合钛容器实际。