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基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 162-169页

作者：孙省身侯磊杨琨刘珈铨张鑫儒朱祚良唐帅帅周庆林中国石油大学(北京)机械与储运工程学院/石油工程教育部重点实验室北京102249 中油辽河工程有限公司辽宁盘锦124010

胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作... 详细信息

胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作用,在三维管道模型下求解,通过文献试验数据对模拟结果进行验证。结果表明:随着流速或含水率的增加,凝油颗粒平均粒径减小,粒径呈圆环状分布,油相分布更加均匀,不易产生凝油壁面沉积;在高含水阶段,流速增大对流动压降增大的影响占主导地位,含水率的影响不明显,颗粒粒径减小或凝油沉积也会导致流动压降增大。

关键词：胶凝原油群体平衡模型碰撞聚并剪切破碎流动特性

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含蜡原油磁处理降黏技术研究进展与展望

石油科学通报 2024年第1期9卷 117-129页

作者：朱祚良侯磊王宁柴冲张鑫儒刘珈铨李雪莹杨琨周庆林中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中油辽河工程有限公司盘锦124010

含蜡原油常温下流动性差,流动保障问题严重,影响原油管道的经济和安全运行,采用磁处理技术改善含蜡原油流动性是解决这个问题的有效手段之一,符合当前绿色低碳的发展要求。调研含蜡原油磁处理降黏理论与技术研究进展,总结国内外研究者... 详细信息

含蜡原油常温下流动性差,流动保障问题严重,影响原油管道的经济和安全运行,采用磁处理技术改善含蜡原油流动性是解决这个问题的有效手段之一,符合当前绿色低碳的发展要求。调研含蜡原油磁处理降黏理论与技术研究进展,总结国内外研究者研究磁场作用下含蜡原油黏度变化规律的方法,论述相关磁处理实验装置的特点,分析含蜡原油磁处理降黏效果和时效性,探究原油组成和磁处理条件对含蜡原油磁处理降黏效果和时效性的影响效应,阐述含蜡原油磁处理降黏机理研究进展,评价现有降黏效果定量预测模型。针对含蜡原油磁处理降黏技术存在的问题,对该技术未来的研究方向进行展望。

关键词：含蜡原油磁处理降黏流变性影响因素作用机理

某油田原油气提塔脱硫工艺模拟与改进方案研究

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石油和化工设备 2024年第1期27卷 19-22页

作者：熊一凡侯磊刘珈铨张鑫儒陈军毅王文君胡占州中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·石油工程教育部重点实验室北京102249

针对某油田气提塔存在油路出口含硫量偏高的问题,根据气提相平衡理论,构建气提塔仿真模型,模拟气提塔运行工况,分析油气出口的压力、温度及流量参数,发现气提气超负荷造成气提气的流量特性与调节阀流量特性不匹配,无法将出口压力调至设... 详细信息

针对某油田气提塔存在油路出口含硫量偏高的问题,根据气提相平衡理论,构建气提塔仿真模型,模拟气提塔运行工况,分析油气出口的压力、温度及流量参数,发现气提气超负荷造成气提气的流量特性与调节阀流量特性不匹配,无法将出口压力调至设计压力,塔内原料油的硫化氢组分无法被充分解吸,导致油路出口油品含硫量偏高。提出气提塔的气动调节阀改进方案,确定新阀的额定流量系数为650,公称直径为200mm。更换调节阀后,油路出口处的H2S流量从12.56×103mg/h降为1.91×103mg/h,脱硫效果得到显著提高。

关键词：气提塔气提相平衡理论脱硫工艺模拟气动调节阀

基于SARIMA-LSTM组合模型的油气集输系统能耗预测

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油气田地面工程 2024年第7期43卷 82-89页

作者：贺思宸陈由旺朱英如侯磊刘珈铨满建峰张鑫儒中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国人民解放军陆军勤务学院中国石油规划总院

油气集输是油田开发生产过程的重要阶段,准确预测油气集输系统能耗能够为生产调度和能源管控提供支持。为提高油气集输系统能耗预测的准确性,针对其线性和非线性特征,综合考虑数理统计和机器学习预测方法的优缺点,提出一种基于季节性差... 详细信息

油气集输是油田开发生产过程的重要阶段,准确预测油气集输系统能耗能够为生产调度和能源管控提供支持。为提高油气集输系统能耗预测的准确性,针对其线性和非线性特征,综合考虑数理统计和机器学习预测方法的优缺点,提出一种基于季节性差分自回归积分滑动平均(SARIMA)和长短期记忆(LSTM)神经网络的组合预测模型。根据S油田M环状掺水油气集输系统6年的运行数据,设计组合模型的网络结构,训练组合模型的网络参数。研究结果表明:与传统的SARIMA模型和LSTM神经网络相比,组合模型对三个能耗指标的预测准确性显著提高,可为企业调整生产运行方案和优化能源管控方案提供指导和数据支持。

关键词：油气集输系统能耗预测 SARIMA模型 LSTM神经网络组合模型

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溴氧铋基光催化剂对四环素/铬的氧化还原性能及机理

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溴氧铋基光催化剂对四环素/铬的氧化还原性能及机理

作者：张鑫儒东北农业大学

学位级别：硕士

随着我国农业和工业的飞速发展,水环境中抗生素与重金属污染对人类健康产生了严重影响。光催化技术被认为是一种绿色高效的环境修复技术,但是目前常见的光催化剂存在可见光吸收能力弱,光生电子-空穴分离效率低等问题制约了该技术的发展... 详细信息

随着我国农业和工业的飞速发展,水环境中抗生素与重金属污染对人类健康产生了严重影响。光催化技术被认为是一种绿色高效的环境修复技术,但是目前常见的光催化剂存在可见光吸收能力弱,光生电子-空穴分离效率低等问题制约了该技术的发展。因此,设计并制备具有高可见光吸收能力和电子-空穴分离效率的光催化材料是解决当前问题的关键。本研究通过溶剂热法,对BiOBr与MnO进行复合优化,制备了Z型异质结光催化材料(FMB)。在此基础上,分别研究了在可见光下FMB光催化降解四环素,以及有机酸协同FMB光催化还原Cr(Ⅵ)的性能与机制,研究结果如下:(1)通过XRD、SEM、HRTEM、Mapping、XPS和UV-vis DRS等表征手段,证明所制备的FMB为花球状,其中四方相的MnO均匀分散在花球状BiOBr表面;HRTEM结果可以明显观察到BiOBr和MnO的接触界面,说明FMB制备成功。UV-vis DRS结果表明MnO与BiOBr的复合显著提高了BiOBr对可见光的吸收范围。(2)FMB光催化降解四环素实验结果表明,FMB对四环素的光催化降解效果显著优于MnO和BiOBr。当FMB的投加量为1 g/L时,光催化120 mim后四环素(20 mg/L)的降解效率可达到88.8%,相较于MnO和BiOBr分别提高了53.6%和23.0%。FMB投加量增加会提高四环素的降解效率;增加四环素浓度会降低FMB光催化降解四环素的效率;碱性条件对四环素降解具有促进作用。Cl浓度的增加对FMB光催化降解四环素产生抑制;HCO浓度的增加则会对FMB15%光催化降解四环素产生促进。FMB15%对四环素的光催化降解具有良好的循环稳定性,经过四次循环后FMB催化效率仍可保持在70.0%以上。活性物种淬灭实验和电子自旋共振技术表征证实,可见光下FMB光催化降解四环素的主要活性氧化物种为超氧自由基(O和光生空穴(h)。通过LC-MS分析,确定了FMB光催化氧化降解四环素的中间产物,并推导出3条四环素可能的降解路径。四环素的降解途径主要包括羟基化、脱氨基、脱甲基和氧化开环等过程,最终被氧化降解为小分子有机物以及HO和CO。(3)有机酸协同FMB光催化还原Cr(Ⅵ)的实验表明,有机酸中α-羟基的数量越多则会与FMB协同还原Cr(Ⅵ)的效果越好,有机酸α-碳上的有机基团种类以及α-氢的数量也会影响有机酸协同FMB还原Cr(Ⅵ)的效果。当FMB的投加量为1 g/L,有机酸浓度为1 m M时,在可见光照射90 min后对Cr(Ⅵ)(20 mg/L)协同还原效果为:酒石酸>苹果酸>柠檬酸≈乳酸>草酸。其中酒石酸协同FMB光催化还原Cr(Ⅵ)效率最高,可达到94.5%,增加酒石酸浓度会显著提升FMB15%光催化还原Cr(Ⅵ)的反应速率。提高Cl和HCO的浓度均会对酒石酸协同FMB光催化还原Cr(Ⅵ)产生抑制。活性物种淬灭实验和电子自旋共振技术证明,在可见光下酒石酸协同FMB光催化还原Cr(Ⅵ)的活性物种为光生电子(e)和羧基阴离子自由基(CO,其中e在Cr(Ⅵ)还原过程中起主要作用。

关键词：光催化氧化还原四环素 Cr(Ⅵ) Z型异质结 BiOBr

基于阈值和权重Census变换的煤矿井下图像立体匹配算法

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煤炭科学技术 2024年第6期52卷 216-225页

作者：杨春雨宋子儒张鑫中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221008

双目图像立体匹配是实现煤矿井下无人辅助运输车自主避障和视觉侦察的关键技术,但煤矿井下高粉尘、光照条件不稳定等因素会导致视觉传感器采集到的图像产生椒盐噪声,使得立体匹配的误匹配率很高。为此,提出一种基于阈值和权重相结合Cen... 详细信息

双目图像立体匹配是实现煤矿井下无人辅助运输车自主避障和视觉侦察的关键技术,但煤矿井下高粉尘、光照条件不稳定等因素会导致视觉传感器采集到的图像产生椒盐噪声,使得立体匹配的误匹配率很高。为此,提出一种基于阈值和权重相结合Census立体匹配算法,减少椒盐噪声对立体匹配影响。具体改进包括:①先对支持窗口内所有像素的灰度值进行阈值处理,去除支持窗口内灰度值极大和极小的像素点,解决异常值对加权融合的影响;②再将中心点对应的4条斜对角像素进行加权融合代替中心点像素,选择中心像素点4条斜对角线上的像素点,步长取1~3,根据对应的步长分别赋予0.7、0.2、0.1的权重,将这12个像素点中有效的像素点分别乘上对应权重,然后除以有效权重之和,得到经过加权处理后的中心像素点值,解决传统算法对Census变换窗口中心点依赖的问题,从而提高匹配精度。试验结果表明:基于阈值和权重Census代价计算全部区域的误匹配率相比传统Census算法降低了5.64%;相比基于均值Census算法降低了1.71%,且在不同噪声下全部区域的误匹配率相比传统Census算法降低了15.93%;相比基于均值Census算法降低了16.62%;而在非遮挡区域,算法的误匹配率相对于传统Census算法降低17.19%,相对于基于均值Census算法降低18.11%。所提出的基于阈值和权重相结合Census立体匹配算法有效的增强了抗噪声的鲁棒性,降低了误匹配率,提高了匹配精度。

关键词：无人辅助运输车双目视觉 Census变换椒盐噪声立体匹配

仿真与DBSCAN算法融合的管输数据生成与验证方法

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油气储运 2022年第2期41卷 146-152页

作者：张鑫儒侯磊徐磊黄亚楠白小众满建峰刘金海谷文渊中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·油气管道输送安全国家工程实验室·石油工程教育部重点实验室国家管网集团北方管道公司锦州输油气分公司

在油气管道系统中,受数据保密性高、数据采集技术不完善、异常工况发生频率低等因素制约,利用管输数据集进行机器学习模型训练,效果不理想。基于此,以某原油管道为例,分析管输能耗,利用Pipeline Studio TLNET软件对输油泵机组耗电量进... 详细信息

在油气管道系统中,受数据保密性高、数据采集技术不完善、异常工况发生频率低等因素制约,利用管输数据集进行机器学习模型训练,效果不理想。基于此,以某原油管道为例,分析管输能耗,利用Pipeline Studio TLNET软件对输油泵机组耗电量进行仿真,扩充训练数据集。针对管输仿真样本无真实值对照、特征关联、高维等特点,提出一种基于马氏距离的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法,用于评价仿真样本的可靠度,识别异常仿真数据。基于仿真样本与现场数据样本的机器学习模型训练结果表明,剔除异常数据的仿真样本能够提升模型的拟合能力,由此为管输数据仿真样本的生成与验证提供了新的思路。

关键词：机器学习原油管道能耗预测仿真样本 DBSCAN算法

村田沙耶香文学中的“身体异化与抗争”表征——以《便利店人》为例

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当代外国文学 2024年第2期45卷 169-176页

作者：张鑫华中师范大学

当代日本女性作家村田沙耶香通过小说《便利店人》主人公古仓惠子身体的异化与抗争,为解决现代社会个体身体的发展问题提供了一种全新的思路。作品中,尽管古仓惠子的身体在规训中被零件化、在凝视中被符号化,但身体依然可以通过自主意... 详细信息

当代日本女性作家村田沙耶香通过小说《便利店人》主人公古仓惠子身体的异化与抗争,为解决现代社会个体身体的发展问题提供了一种全新的思路。作品中,尽管古仓惠子的身体在规训中被零件化、在凝视中被符号化,但身体依然可以通过自主意志与身体感知抵抗异化。作者通过书写主人公身体的异化与抗争,揭示了现代人身体异化的问题,提供了个体与异化对抗的路径,对当今个体身体的发展意义重大。

关键词：村田沙耶香《便利店人》身体异化身体抗争

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中高压直流断路器的研究与应用

高电压技术 2024年第6期50卷 2537-2553页

作者：范兴明李涛张鑫桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

多端直流系统及直流电网是未来柔性直流输配电系统的发展方向,其安全可靠稳定运行需要有直流断路器作为保障。虽然国内外研究人员提出了各种直流断路器技术方案,但目前市场上能够满足实际工程应用的直流断路器产品仍十分缺乏。该文对直... 详细信息

多端直流系统及直流电网是未来柔性直流输配电系统的发展方向,其安全可靠稳定运行需要有直流断路器作为保障。虽然国内外研究人员提出了各种直流断路器技术方案,但目前市场上能够满足实际工程应用的直流断路器产品仍十分缺乏。该文对直流断路器的研究工作进行了梳理。首先,分析了不同技术方案采取的换流方式及性能,并介绍了直流断路器中的核心组件及其驱动保护。其次,对各类型的直流断路器拓扑结构进行了总结,并归纳出改进优化的方向。最后,对直流断路器研制的关键技术与未来的发展趋势进行了讨论和总结,为中高压直流断路器研制与应用提供参考。

关键词：直流电网直流断路器换流方式核心组件拓扑结构

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