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面向微型燃气轮机能效提升迫切需求,针对其回热循环工况设计了一款适合应用增材制造技术加工的高性能微通道回热器。结合逆流式换热器的基础研究与金属增材制造的特点,设计了模块化的波纹板微通道换热器单元,采用激光选区熔融技术(SLM)完成不锈钢样机加工,并使用自行搭建的实验系统对其进行了性能测试。样件具有52个高度为0.7 mm的换热微通道,紧凑度超过1700 m^(2)/m^(3)。实验测试表明,该增材制造换热器在相对压损小于2%的条件下,平均Nu数相比传统方式加工的平板原表面换热器可提升88.9%,其关键性能参数在现有紧凑式换热器中具有先进性。

关键词：微通道换热器增材制造稳态试验传热压损

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西江原水结垢成因分析及抑垢试验研究

西江原水结垢成因分析及抑垢试验研究

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作者：肖克勤广州大学

学位级别：硕士

人类生活及生产的各个方面都受到水垢的影响。当我们在使用工具加热水分时,可能会遇到水垢过多的困扰,随着时间的推移,这些工具表面的水垢逐渐累积成一薄层松散的污物,这使得我们对于饮用水中水垢的健康隐患产生了担忧,同时这种水垢覆... 详细信息

人类生活及生产的各个方面都受到水垢的影响。当我们在使用工具加热水分时,可能会遇到水垢过多的困扰,随着时间的推移,这些工具表面的水垢逐渐累积成一薄层松散的污物,这使得我们对于饮用水中水垢的健康隐患产生了担忧,同时这种水垢覆盖还会降低人们的视觉体验。为了解决西江篁边原水经过处理烧开后出现的水垢现象,开展药剂法小试试验和中试试验,并开展常规工艺+纳滤深度处理工艺处理西江篁边原水的试验研究,研究纳滤深度处理工艺对西江篁边原水的处理效果。西江篁边原水总硬度和总碱度的相关性很强,相关系数达到0.96,总硬度升高,总碱度也会相应升高。水垢的主要成分为碳酸钙。在对水垢形态和化学成分进行分析的过程中,发现水垢主要呈现透明片状,并且对可能形成沉淀的离子进行检测后发现,水垢的主要成因为碳酸氢根离子在烧开后生成碳酸根,并于水中钙离子结合生成沉淀。水厂目前的净水工艺不能够有效的去除水中的总碱度与总硬度;供水管网中的总硬度及总碱度指标波动并不大。通过石灰软化除垢小试试验可得,当总硬度达到139.13mg/L,总碱度达到110.11mg/L时,Ca O的投加量为40mg/L时,总硬度从139.13mg/L降至109.10mg/L,总碱度从110.11mg/L降至70.07mg/L,但由于Ca O投入水中后会导致p H变化,p H从8.58升值9.76,因此后续盐酸将滤后水回调至8.00,烧开后也无明显水垢生成。中试试验中进行石灰软化除垢试验,根据实验结果可知,石灰的投加量为25-50mg/L时,随着石灰投加量的增加,过滤后的水的总硬度及总碱度的消除百分比均呈现出逐渐增高的态势。而在加入了50mg/L的石灰之后,总硬度与总碱度的去除比例分别达到了最高点,即57.17%和59.69%,烧开后无明显水垢生成。对氧化钙处理原水进行成本分析可得,每吨水药耗投资为0.0964～0.0968元。沉后水浊度和滤后水p H会随石灰投加量的增加有所增加。对出水进行水质稳定性分析,出水AI侵蚀指数为11.83,Larson指数为0.68,水质相对稳定。随着纳滤出水和滤后水勾兑比例的增大,总硬度、总碱度、钙离子和镁离子的浓度也逐渐减少,在勾兑比例达到50%时,总硬度、总碱度、钙离子和镁离子的去除率分别为46.16%、47.29%、42.91%和50.06%,去除效果均在40%以上,并且通过烧开可以看出,随着勾兑比例的增加,烧开后的水垢逐渐减少,在纳滤勾兑比例为50%时水样烧开即无明显水垢生成。对有机物的去除中,纳滤对CODMn的去除率为71.11%,在勾兑比例为50%的条件下去除率为28.89%;总有机碳的去除率为78.85%,在勾兑比例为50%的条件下去除率为50%;对UV254的去除率为91.26%,在勾兑比例为50%的条件下去除率为51.69%。由于纳滤出水p H呈弱酸性,通过水质稳定性分析可知出水对管网具有较强腐蚀性,因此后续需加碱对p H进行回调。纳滤膜主要的污染为Ca、Si和Al的结垢污染,其在纳滤膜近进水段的重量占比、为1.43%、4.54%和3.01%;中间阶段的占比则是2.64%、8.17%和5.40%;而污染最严重的近浓水段则为24.64%、4.59%和2.53%,可以看出最后近浓水段钙含量最高。纳滤直接运行成本主要为电耗和药耗,在水温22.9-25摄氏度的条件下,运行成本在0.5576-0.5934元/m3。

关键词：给水处理水垢石灰纳滤膜污染

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矽卡岩矿床分带性的反应输运数值建模——以青藏甲玛斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床为例

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地质通报 2024年

作者：常成肖克炎封官宏孙莉中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室自然资源部深地科学与探测技术实验室吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室

青藏甲玛斑岩-矽卡岩型铜多金属成矿系统中的矽卡岩矿体具有独特的金属矿物和矽卡岩矿物分带性。当前，对于矽卡岩矿床成矿作用的数值模拟研究存在两点不足：（1）化学反应体系过于简化，无法分析控制单个金属元素沉淀的因素，以及具体... 详细信息

青藏甲玛斑岩-矽卡岩型铜多金属成矿系统中的矽卡岩矿体具有独特的金属矿物和矽卡岩矿物分带性。当前，对于矽卡岩矿床成矿作用的数值模拟研究存在两点不足：（1）化学反应体系过于简化，无法分析控制单个金属元素沉淀的因素，以及具体分析氧化还原状态和pH值等因素对矽卡岩矿床成矿作用的影响；（2）前人的数值模拟研究集中于岩浆岩与碳酸盐岩接触带附近的矽卡岩矿床，缺乏对于热液流体主控的矽卡岩成矿过程的数值模拟研究。为推进矽卡岩矿床成矿过程的动态化和定量化，本研究依据甲玛矿床矽卡岩矿体的勘探线剖面和流体包裹体数据，建立热传递-流体流动-化学反应耦合的二维反应输运数值模拟模型，旨在研究甲玛矿床矽卡岩矿体的矿物分带性特征的形成机制。模型结果表明，甲玛矿床矽卡岩矿体的矿物分带性主要由成矿有利温度、氧化还原状态、pH值、HS-浓度和Fe2+浓度控制。其中，氧化还原状态控制矽卡岩石榴子石中钙铁榴石和钙铝榴石的比例，成矿有利温度、pH值和HS-浓度控制铅、锌和钼的沉淀，铜沉淀与Fe2+浓度密切相关。

关键词：矽卡岩矿床矿物分带性反应输运建模数值模拟甲玛矿床

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