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甲烷在煤的微孔隙喉道通过性及其对解吸的影响机理

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煤炭学报 2019年第9期44卷 2797-2802页

作者：周动刘志祥冯增朝沈永星太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 中国兵器工业规划研究院北京100053

煤是天然的多孔介质,其内部含有大量破碎煤块与多种类型的微孔隙结构,甲烷在煤的微孔隙喉道通过性是影响甲烷解吸效率的重要原因之一。基于单孔喉模型,分别对孔喉直径、孔喉几何形态与甲烷分子在孔喉附近的Leonard-Jones势的关系进行了... 详细信息

煤是天然的多孔介质,其内部含有大量破碎煤块与多种类型的微孔隙结构,甲烷在煤的微孔隙喉道通过性是影响甲烷解吸效率的重要原因之一。基于单孔喉模型,分别对孔喉直径、孔喉几何形态与甲烷分子在孔喉附近的Leonard-Jones势的关系进行了分析;基于两能态模型,得到了孔喉势阱/势垒的几何临界尺寸及变化规律,研究发现,当R/r0(孔喉半径/甲烷分子直径)0.89时,孔喉平面仅存在势阱,势阱深度随着孔喉增大逐渐降低。基于玻尔兹曼能量分布定律与麦克斯韦分子速率分布原理,推导出了温度、压力、孔喉直径对微孔隙吸附/解吸甲烷过程中的孔喉通过性影响的定量关系,分析表明温度、压力差、孔喉直径是影响甲烷通过孔喉的主要因素。温度越高,压力差越大,孔喉直径越大,孔隙甲烷的通过性越好,反之则通过性越差。基于上述理论分析,建立了煤的非均匀孔喉结构模型,通过数值模拟方法进行了含孔喉微孔隙吸附/解吸甲烷规律研究。研究证明,煤中孔喉势阱对甲烷分子运移的阻滞作用,是引起煤层甲烷吸附/解吸速率下降与甲烷解吸滞后现象,导致煤层气开采期限内解吸率低下的重要原因之一;微孔隙孔喉越小,其影响越明显。研究结果对于煤层气开采效率评价及煤层原位致裂增透改性强化煤层气开采提供借鉴。

关键词：孔喉微孔隙解吸阻滞势阱/势垒

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利用叠前AVO反演预测砂岩储层有效压力

石油地球物理勘探 2024年第5期59卷 1165-1173页

作者：吴思韩波纪利祥孙正星中国石化石油物探技术研究院有限公司江苏南京211103 中国石化胜利油田有限公司物探研究院山东东营257022

求取垂直上覆压力和孔隙压力估计有效压力的方法,由于常规的利用声波时差拟合的正常压实趋势曲线的精度较低,导致地层压力预测精度较低;岩石物理方法仅停留在实验阶段或依赖经验模型,在理论上无法准确预测有效压力;孔隙空间刚度理论为... 详细信息

求取垂直上覆压力和孔隙压力估计有效压力的方法,由于常规的利用声波时差拟合的正常压实趋势曲线的精度较低,导致地层压力预测精度较低;岩石物理方法仅停留在实验阶段或依赖经验模型,在理论上无法准确预测有效压力;孔隙空间刚度理论为考虑压力因素的岩石物理建模提供了新思路,但有效压力研究仅停留在岩石物理建模阶段,缺少由地震资料直接稳定预测有效压力的手段。为了由地震数据直接预测有效压力,提出了利用叠前AVO反演预测砂岩储层有效压力的方法。首先,假设干岩石骨架的弹性模量比为定值,基于孔隙空间刚度理论构建了剪切模量与有效压力的岩石物理关系;其次,采用泰勒展开得到弹性参数与物性参数的线性转换关系;再次,推导有效压力、孔隙度、流体模量、基质剪切模量和密度的反射系数方程,并构建基于贝叶斯理论的叠前地震反演流程。模型测试与实际资料应用表明,即使在低信噪比情况下,所提方法依然能稳定预测地层有效压力。

关键词：干岩石孔隙空间刚度理论弹性参数物性参数泰勒展开贝叶斯估计

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高可靠性冷压接线端子的研制

中国设备工程 2025年第01期 133-135页

作者：邓宏纲尹维召李世栋葛增祥中节能风力发电(河南)有限公司

电力需要通过输电线路配送给各用户使用，输电线路有架空导线和地埋电缆两种基本形式，二者需要连接到一起，输电线路才能贯通，目前常用的连接工具是冷压接线端子。由于线缆较柔软，在大风天气下会随风摆动，这就造成冷压接线端子接头... 详细信息

电力需要通过输电线路配送给各用户使用，输电线路有架空导线和地埋电缆两种基本形式，二者需要连接到一起，输电线路才能贯通，目前常用的连接工具是冷压接线端子。由于线缆较柔软，在大风天气下会随风摆动，这就造成冷压接线端子接头处的导电线芯来回弯折，由于导电线芯通常为纯铝或铜，强度和硬度不高，很容易因来回弯折而拉伸变形，最终出现断线，造成电力供应中断，影响生产和生活。本项目通过对端子结构进行改进，在尾部增加线缆包裹管，将弯折转移、分散和减小。通过试验优化了新接线端子关键尺寸的设计参数，使其性能达到最优。同时，通过新旧端子的对比试验可以得出，新型接线端子连接导线后，接头处的抗弯折性能得到大幅度提升，能有效提升连接的可靠性。

关键词：接线端子可靠性输电线路断裂冷压

计及沼气重整制氢和燃气掺氢的综合能源系统优化调度

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三峡大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 89-98页

作者：王守文袁莹超徐丽洁叶金根李国祥李志明三峡大学法学与公共管理学院湖北宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 三峡大学经济与管理学院湖北宜昌443002 国家电网宜昌市高新区供电公司湖北宜昌443000

为推动氢能多元生产和利用,提出一种计及沼气重整制氢和燃气掺氢的综合能源系统优化调度模型.首先,构建沼气重整制氢模型,满足天然气负荷的同时,实现生物天然气制氢.其次,将电解水和沼气重整产生的氢气联合,探究沼气重整制氢对系统经济... 详细信息

为推动氢能多元生产和利用,提出一种计及沼气重整制氢和燃气掺氢的综合能源系统优化调度模型.首先,构建沼气重整制氢模型,满足天然气负荷的同时,实现生物天然气制氢.其次,将电解水和沼气重整产生的氢气联合,探究沼气重整制氢对系统经济性、低碳性的影响.然后,生成的氢气供给氢燃料电池、掺氢燃气轮机,并引入阶梯碳交易机制,限制系统碳排放.最后,以日运行总成本最低为目标函数,设置4种不同场景进行仿真分析.仿真结果表明:所提模型总成本降低5.33%,碳排放量降低5.17%;合适的秸秆价格有利于消纳风光和利用生物质能;燃气轮机适度掺氢燃烧可以进一步降低总成本和碳排放量.

关键词：沼气重整制氢电解水制氢燃气掺氢阶梯碳交易低碳经济调度

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平顶山煤田岩溶地热水中稀土元素的分布特征及其影响因素

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河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 88-99页

作者：李延河武占辉李洁祥于振子张波王心义平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467099 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学矿业研究院河南焦作454000 中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467099

目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs... 详细信息

目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs)的分布特征与迁移规律。结果结果表明,寒武系灰岩含水层中REEs质量浓度较低(0.054~0.244μg/L),沿径流路径呈下降趋势;稀土元素(post-archean Australian shale,PAAS)标准化配分模式表现为MREEs和HREEs相对富集,LREEs相对亏损,并且具有明显的Eu正异常和程度不一的Ce负异常,且Ce负异常程度和Eu正异常程度从补给区到排泄区呈降低趋势;水化学平衡软件MINTEQ 3.1模拟结果表明,地热水中REEs以Ln(CO_(3))^(2-)和Ln CO_(3)^(+)络合态为主,随原子序数增大或p H升高,Ln(CO_(3))^(2-)摩尔分数明显增大,而Ln CO_(3)^(+)摩尔分数依次递减,另外,地热水中还存在少量Ln SO_(4)^(+),Ln_(3)^(+),Ln HCO3^(2+),Ln F^(2+)和Ln(SO_(4))^(2-),其摩尔分数随原子序数增大依次减小,同时受地热水p H和HCO_(3)^(-),SO_(4)^(2-),F^(-)浓度共同控制;此外,岩溶地热水中还表现出明显的Y正异常和高ρ(Y)/ρ(Ho),可能与地热水富集Ca^(2+)有关。结论研究结果拓展了稀土元素在煤田水文地球化学研究中的应用,可为揭示矿区深部岩溶地热水补径排过程提供重要依据。

关键词：平顶山煤田岩溶地热水水化学稀土元素

基于第一性原理C-Cd掺杂ZnO的电子结构和光学性质的研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 135-142页

作者：张善祥李海侠于镇吴浩伟张巍钟桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室桂林541006 桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541006

借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂... 详细信息

借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂时形成能是正的,说明掺杂体系不易形成;共掺杂体系当中,所有掺杂体系的形成能均为负的,C-2Cd掺杂时形成能最低;与本征ZnO相比,所有掺杂体系的禁带宽度均有所降低,由于C元素的掺杂,禁带中产生杂质能级,减小电子跃迁所需要的能量;在光学性质方面,所有掺杂体系在低能区域的吸收图谱、介电函数虚部的峰值与本征ZnO相比均有所增大,且在低能区均发生红移,其中C-2Cd掺杂体系的红移程度最为明显且峰值最大.由此说明C和Cd共掺杂有望提高ZnO的光吸收率和光电转化效率,可以扩展其在光电器件领域中的应用.

关键词： C-Cd共掺杂第一性原理密度泛函理论电子结构光学性质

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扰动形状对钝头体非对称流动的影响

北京航空航天大学学报 2016年第12期42卷 2691-2697页

作者：齐中阳王延奎沙永祥王磊空气动力学国家重点实验室绵阳621000 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

通过在钝头体头部施加人工扰动块可以得到确定的大攻角下的非对称背涡结构。为了研究扰动块形状对非对称背涡结构的影响,本文在攻角50°、雷诺数ReD=1.54×105的条件下,利用数值模拟对周向角90°、子午角10°的扰动位置的半球形、D型及... 详细信息

通过在钝头体头部施加人工扰动块可以得到确定的大攻角下的非对称背涡结构。为了研究扰动块形状对非对称背涡结构的影响,本文在攻角50°、雷诺数ReD=1.54×105的条件下,利用数值模拟对周向角90°、子午角10°的扰动位置的半球形、D型及方形3种扰动块形状分别进行了研究。研究发现在同一扰动位置,半球形扰动主控下的背涡结构为右涡型,而D型扰动和方形扰动主控下的背涡结构呈现左涡型,且方形扰动主控下的背涡结构的非对称性弱于其他2种扰动主控的非对称背涡。通过分析发现扰动块所引起的微流动直接影响钝头体非对称背涡结构。因此为了更精准地通过施加人工扰动得到确定的非对称背涡结构,应尽量选择形状简单、表面平滑过渡的扰动块形状。

关键词：钝头体非对称涡人工扰动扰动形状大迎角

基于第一性原理的Sc掺杂ZnO对气体的吸附特性研究

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 54-60页

作者：张巍钟李海侠吴浩伟于镇张善祥桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室桂林541006 桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541006

CO、SO_(2)、H_(2)S是矿井内由煤炭及围岩中涌出或在生产过程中产生的的典型有毒气体,本文采用第一性原理及密度泛函理论研究了稀土元素Sc掺杂ZnO对单个气体分子(CO、SO_(2)、H_(2)S)的吸附特性.通过对各体系布居分布、能带结构、态密... 详细信息

CO、SO_(2)、H_(2)S是矿井内由煤炭及围岩中涌出或在生产过程中产生的的典型有毒气体,本文采用第一性原理及密度泛函理论研究了稀土元素Sc掺杂ZnO对单个气体分子(CO、SO_(2)、H_(2)S)的吸附特性.通过对各体系布居分布、能带结构、态密度及差分电荷密度分析,研究结果表明:Sc-ZnO(001)-Zn位掺杂体系稳定性最好,Sc-ZnO对单个CO、SO_(2)及H_(2)S分子的吸附能分别为-0.140 eV、-1.885 eV及-0.093 eV,其中对SO2分子的吸附为化学吸附,其余为物理吸附.确定了Sc-ZnO作为半导体气敏传感器来检测三种有毒气体的可行性,尤其是对于SO_(2)气体,为Sc-ZnO作为气敏传感材料实现对矿井有毒气体的检测提供了理论指导.

关键词：第一性原理 Sc掺杂ZnO 有毒气体吸附特性

苹果酸林格加温液体复苏改善严重创伤致死三联征的机制研究

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陆军军医大学学报 2025年

作者：吴银雨佘汉杜云霞张玉玺周孝伟李清晖李涛胡弋毛庆祥王亚玲陆军特色医学中心(第三军医大学大坪医院)麻醉科陆军特色医学中心(第三军医大学大坪医院)野战外科研究部战伤休克与输血研究室陆军特色医学中心(第三军医大学大坪医院)护理部

目的探讨苹果酸林格加温液体复苏改善严重创伤致死三联征的作用及机制。方法 SPF级SD大鼠216只，雌雄各半，体质量200～220 g。采用多发伤联合失血性休克构建严重创伤模型，以随机数字表法分为10组（n=8）：假手术（Sham）组，仅动静... 详细信息

目的探讨苹果酸林格加温液体复苏改善严重创伤致死三联征的作用及机制。方法 SPF级SD大鼠216只，雌雄各半，体质量200～220 g。采用多发伤联合失血性休克构建严重创伤模型，以随机数字表法分为10组（n=8）：假手术（Sham）组，仅动静脉置管。严重创伤（Trauma，Tra）不同时间点（10、30、60、90、120、180 min）组及严重创伤（Tra）组，于模型建立后不做任何处理放置180 min。苹果酸林格（malate ringer’s solution，MR）常温液体复苏（Tra180 min+MR）组，于创伤后60 min时使用医用加温输血输液器常温输注苹果酸林格液进行液体复苏。苹果酸林格加温液体复苏（Tra180 min+MR+37 ℃）组，于创伤后60 min时使用医用加温输血输液器37 ℃加温输注苹果酸林格液进行液体复苏。血栓弹力图检测各组大鼠活化凝血时间（activated clotting time，ACT）、凝血反应时间（reaction time，R）、血栓最大振幅（maximum amplitude，MA）和血凝块形成速度（angle，Angle）指标变化，尾部出血实验检测尾部出血时间，颈动脉植入温度探头持续监测核心体温变化，抽取腹主动脉血检测动脉血气变化和血浆血管性血友病因子（von Willebrand Factor，vWF）浓度变化，提取肺静脉血管总蛋白检测血管内皮钙黏蛋白（vascular endothelial cadherin，VE-Cadherin）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α?（peroxisome proliferator activating receptor gamma coactivator 1α?，PGC1α）、线粒体磷酸化动力相关蛋白1（phospho-dynamin-related protein 1，p-Drp1）、线粒体动力相关蛋白1（dynamin-related protein 1，Drp1）及线粒体融合蛋白（mitofusin 2，Mfn2）蛋白的表达变化，检测肺静脉内皮线粒体呼吸控制率变化。结果与Sham组比较，Tra180 min组大鼠ACT值和R值延长（P＜0.05），MA值和Angle值缩短（P＜0.05），且尾部出血时间延长（P＜0.05）。Tra180 min组大鼠二氧化碳分压( partial pressure of carbon dioxide，PCO2)、HCO3-、剩余碱（ base excess，BE）仍显著低于Sham组（P＜0.05），K+持续升高（P＜0.05），Na+持续下降（P＜0.05），Ca2+显著降低（P＜0.05）。此外，与Sham组比较，Tra180 min组大鼠血浆vWF水平显著降低（P＜0.05），肺静脉内皮VE-Cadherin、PGC1α、Mfn2蛋白表达量显著降低（P＜0.05），p-Drp1蛋白表达量显著升高（P＜0.05），肺静脉内皮线粒体呼吸控制率显著下降（P＜0.05）。给予苹果酸林格液体复苏，与Tra180 min组比较，Tra180 min+MR组和Tra180 min+MR+37 ℃组均能缩短大鼠尾部出血时间（P＜0.05），升高核心体温（P＜0.05）和血浆vWF水平（P＜0.05），肺静脉内皮VE-Cadherin、PGC1α、Mfn2蛋白表达量显著升高（P＜0.05），p-Drp1蛋白表达量显著降低（P＜0.05），且与Tra180 min+MR组相比，Tra180 min+MR+37 ℃组效果更显著。结论苹果酸林格液加温液体复苏可明显改善严重创伤大鼠致死三联征，推测其机制可能与改善血管内皮细胞线粒体功能减轻血管内皮损伤有关。

关键词：创伤苹果酸林格液加温液体复苏致死三联征血管内皮细胞