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基于Mixture模型的圆柱形事故油池贮油排水性能研究

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基于Mixture模型的圆柱形事故油池贮油排水性能研究

作者：郑业忠武汉理工大学

学位级别：硕士

在世界范围内,由于技术和历史原因,发生过多起变压器事故,给社会造成了巨大的人员伤亡和经济损失。变压器事故时有发生,国家对变压器废油的处置要求越来越严格。事故油池作为变电站最后一道“防护门”,由于其使用率低,一直未能引起国内... 详细信息

在世界范围内,由于技术和历史原因,发生过多起变压器事故,给社会造成了巨大的人员伤亡和经济损失。变压器事故时有发生,国家对变压器废油的处置要求越来越严格。事故油池作为变电站最后一道“防护门”,由于其使用率低,一直未能引起国内外相关设计人员的足够重视。论文以湖北省武汉市某500kV变电站圆柱形事故油池为研究对象,对事故油池贮油排水能力进行了研究。在对事故油池处理系统进行详细调研的基础上,首先对事故油池的几何模型进行了简化分析,然后利用Gambit软件建立了相对应了几何模型并总结出了一套试用于本模型的网格划分方法。然后根据模拟对象(油相和水相)的物理性质,合理地选取RNG k-ε湍流模型和Mixture多相流模型以及其他边界条件。最后利用Fluent软件选择非稳态SIMPLEC算法以及二阶迎风格式来对模型进行求解。首先研究了事故油滴粒径对事故油池贮油排水的影响,并确定了后续模拟所使用的油滴粒径大小。然后分析了典型工况下事故油池内速度场和浓度场的变化规律,分析了入口流量、温度、积水深度等因素对事故油池贮油排水效果的影响。在原事故油池的基础上提出对事故油池的结构改造方案,选取最合理的改造方案进行实体物理实验,验证改造方案的合理性与准确性。论文取得的主要研究成果如下:(1)油滴粒径对事故油池贮油排水效果有着重要影响,油滴平均粒径从100μm增大到1000μm时,超标时间从713s增大到1186s,增大了66.44%。同时结果说明了单单依靠重力作用事故油池只能分离粒径大于100μm的油滴。(2)在典型工况下,排放时间为1186s时,出口处的事故油含量达到了10mg/L,超过了污水综合排放标准(GB8978-96)中的一级标准,当事故油排放完成时,出口处的事故油含量达到了26.3mg/L,尚未超过了污水综合排放标准(GB8978-96)中的三级标准。说明,典型工况下,该事故油池能起到贮油排水的功能。(3)事故油池池内温度越高,油水分离效率越高,贮油排水效果越好。在5℃-20℃范围内,温度的变化对最大油泄漏量影响比较大,而在20℃-35℃范围内,温度的变化对最大油泄漏量影响较少。而大于35℃后,温度的变化对最大油泄漏量影响又有上升的趋势。(4)池内积水深度并不是影响事故油池贮油效果的主要因素。但实际应用中还是需要定期检查事故油池内积水情况,当事故油池内积水过少时应该及时注水至规定值,以保证事故发生时事故油池处于正常工作的状态。(5)在遭遇暴雨情况下,原事故油池在1093s时,出口处含油量超过了10mg/L,在1105s时达到了30mg/L。当事故油完全排放时,出口处最大油含量为150g/L,远远超过了污水综合排放标准(GB8978-96)中的三级标准,说明在遭遇暴雨天气时事故油池不能贮存全部事故油。(6)不同出、入口位置的对事故油池整体贮油排水效果影响不大。因此,对于圆柱形事故油池,进油口和出水口的布置,可优先考虑变电站的整体规划,在满足规划的前提下,尽可能使得出、口的夹角越大。(7)向下延长排水口可以提高事故油池贮油排水的效果,该方案需要进行土方施工,推荐使用在新的事故油池设计中。该方案对于已建成的事故油池改造比较困难,经济性较差。(8)添加了挡板后该事故油池的贮油排水效果得到了显著的提升,在暴雨情况下,出口处最大油含量由原先的150g/L降至205mg/L。实验结果说明添加挡板的优化方案的合理性,也证明了模拟方法的准确性。

关键词：安全工程圆柱形事故油池数值模拟超标时间结构优化

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T型管油水分离数值模拟及最优分流比的计算

安全与环境学报 2019年第5期19卷 1695-1703页

作者：章光郑业忠武晓炜武汉理工大学资源与环境工程学院

采用Euler Euler多相流模型,研究了油水混合物流速0. 55 m/s、不同含油率的工况下,分流比对T型管油水分离效率的影响。结果表明,当油水混合物流速为0. 55 m/s时,油水两相在T型管水平管内流型为带有混合层的分层流(ST&MI),且各层高度受... 详细信息

采用Euler Euler多相流模型,研究了油水混合物流速0. 55 m/s、不同含油率的工况下,分流比对T型管油水分离效率的影响。结果表明,当油水混合物流速为0. 55 m/s时,油水两相在T型管水平管内流型为带有混合层的分层流(ST&MI),且各层高度受含油率影响。随分流比的增大,依次流入支管的为油层、混合层、水层。含油率分别为25%、44. 4%、73. 5%的工况下,对应的最优分离比分别为0. 353、0. 461、0. 611。含油率对T型管分离效率的影响很大,随含油率增大,T型管的分离效率降低。油滴粒径对T型管分离效率的影响较大,油滴粒径越大越有利于油水混合物的分离。油水混合物的流速越大,T型管的分离效率越低。油水混合物流速对最优分流比几乎无影响。对于常规T型管的油水两相流模拟,可用均一粒径来进行粗糙的定性分析,而采用相群平衡模型可以更准确地定量分析T型管的油水分离效率。

关键词：环境工程学 T型管油水分离数值模拟分离效率最优分流比

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新型CO_2加砂无水压裂技术研究

现代矿业 2017年第10期33卷 83-85,91页

作者：杨光章光郑业忠武汉理工大学资源与环境工程学院

CO_2无水压裂技术受到液态CO_2摩阻、黏度、悬砂能力、降滤失性能等影响,不利于压裂造缝,并存在难以实现精准相变预测和控制的问题。为了提高CO_2无水压裂技术相关性能,采用专用的带压混砂系统,改良工艺技术和CO_2压裂液体系,设计分析新... 详细信息

CO_2无水压裂技术受到液态CO_2摩阻、黏度、悬砂能力、降滤失性能等影响,不利于压裂造缝,并存在难以实现精准相变预测和控制的问题。为了提高CO_2无水压裂技术相关性能,采用专用的带压混砂系统,改良工艺技术和CO_2压裂液体系,设计分析新型CO_2加砂无水压裂技术工艺,采用实验室PVS流变仪进行CO_2压裂液体系性能评价和综合分析,结果表明,通过系统分区针对性改良施工工艺条件和优选CO_2压裂液体系提高混砂性能,可达到非常规资源开发的增产及稳定性;同时,应用超临界CO_2取代常规液态CO_2具有较大的技术优势,应用前景广阔。

关键词： CO2无水压裂技术混砂系统压裂液超临界CO2

LF银行数字银行部信贷业务数字化转型优化研究

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LF银行数字银行部信贷业务数字化转型优化研究

作者：郑合业河北大学

学位级别：硕士

数字经济是以数字科技为基础,聚焦数据价值,通过数据赋能来优化资源配置并重塑传统产业的新型经济模式,是国家关注的重点发展方向。银行业的数字化转型是数字经济的重要一环,也是金融创新理论在实践中的具体体现,信贷业务作为银行的核... 详细信息

数字经济是以数字科技为基础,聚焦数据价值,通过数据赋能来优化资源配置并重塑传统产业的新型经济模式,是国家关注的重点发展方向。银行业的数字化转型是数字经济的重要一环,也是金融创新理论在实践中的具体体现,信贷业务作为银行的核心业务之一,其数字化转型对于提升银行整体竞争力、优化客户体验、防控信贷风险等方面具有重要意义。本研究在研究了国内外信贷业务数字化转型发展现状、数字化转型概念、长尾理论等相关概念和理论基础上,通过案例分析、多元化访谈等方式,对LF银行数字银行部信贷业务流程和内部管理工作的转型现状做了完整梳理。在积极借鉴国内外银行业在数字化转型方面的先进经验的情况下,对LF银行数字银行部信贷业务的数字化转型提出了部分优化方案并予以实施,然后对实施效果进行了评估,最终得出数字化转型及其优化可以有效控制业务风险、大幅提高工作效率的结论。同时,本研究还对LF银行数字银行部信贷业务当前仍然存在的问题进行了分析,并在继续优化的战略方向和具体策略上提出了明确建议,包括发展路径和具体策略,为LF银行数字银行部提供了有效的可持续发展路径。相较于其他学者的研究成果而言,本研究更注重银行信贷业务数字化转型在实践层面的优化策略,不仅给LF银行数字银行部信贷业务的发展做了指导,还为银行业的数字化转型及优化提供了实践经验,有助于推动整个银行业的持续、健康发展。

关键词：商业银行事业部信贷业务数字化转型

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双阀芯先导笼式调节阀的设计仿真与试验

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 99-109页

作者：余瑞明吴业飞吴兵沈宇忠上海理工大学机械工程学院上海200093 浙江力诺流体控制科技股份有限公司浙江温州325200

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题,设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程,分析... 详细信息

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题,设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程,分析了其流量特性,并对阀内流体的流动进行了仿真,分析了流体流过调节阀后的压力损失;对大阀芯内腔进行了流体流动仿真,分析了阀前压力、内腔温度以及密封力的变化;对大、小阀芯进行了运动仿真,分析了执行器驱动力、阀芯轴向合力和大阀芯速度的变化。常温介质阀体耐压试验和阀座泄漏量试验结果表明,阀体均无可见泄漏和变形,泄漏量设定为10滴/min时,3次实测泄漏量分别为1、1和2滴/min。高温介质阀座泄漏量试验结果表明,泄漏量设定为1.275 mL/min时,250℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.11、0.11和0.13 mL/min,300℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.19、0.19和0.22 mL/min,实测泄漏量均小于设定值。文中提出的双阀芯先导笼式结构增强了调节阀的密封力,阀体耐压强度和阀座密封性能均满足使用要求。

关键词：双阀芯先导笼式调节阀设计仿真耐压试验泄漏量试验

基于AHP-TOPSIS模型的湖南黄金洞尾矿库系统安全综合评价

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有色金属（矿山部分） 2018年第3期70卷 70-76页

作者：李凤娟章光刘明泽郑业忠武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070

针对尾矿库运行过程中存在的安全问题,以湖南省黄金洞尾矿库为研究对象,综合选取影响尾矿库安全运行的指标,采用层次分析法(AHP)与逼近理想排序法(TOPSIS)结合的新模型对此尾矿库进行安全评价。由层次分析法得出评价体系准则层指标和底... 详细信息

针对尾矿库运行过程中存在的安全问题,以湖南省黄金洞尾矿库为研究对象,综合选取影响尾矿库安全运行的指标,采用层次分析法(AHP)与逼近理想排序法(TOPSIS)结合的新模型对此尾矿库进行安全评价。由层次分析法得出评价体系准则层指标和底层指标对尾矿库安全运行的影响程度,利用AHP-TOPSIS模型得出了此尾矿库安全等级属于Ⅱ级(较安全)。其中在准则层中安全管理(0.313 0)和尾矿坝(0.314 2)所占权重较大,对尾矿库的安全运行有相当的重要性;在底层评价指标中坝体尺寸参数符合要求(0.166 4)和安全生产管理机构和制度(0.146 3)所占权重较大,在尾矿库的管理过程中要着重注意。AHP-TOPSIS模型对尾矿库系统安全综合评价得到的结果与实际结果相吻合,评价结果符合生产实际,过程简单,提高了评价的效率和质量。

关键词：尾矿库安全等级安全评价层次分析法 AHP-TOPSIS方法

准饱和NaCl水溶液喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)中析晶过程的研究

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 20-31页

作者：郑巨淦张丹杨越杨庆忠袁洋西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 天津商业大学机械工程学院天津300134

含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质,在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20~200μm、初... 详细信息

含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质,在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20~200μm、初始温度为100~120℃、初始盐质量分数为0.26、初始速度为20 m·s^(-1),掺混热空气速度为15 m·s^(-1)、温度为100~300℃,喷射角0?~90°的范围内对FME流场开展了数值模拟。结果表明:在喷射角从顺流掺混的0°增大至横流掺混的90°的过程中,晶体析出位置逐渐由喷射轴线处移至雾羽流场上部,使得析出晶体易于分离;随着喷射角、过热度或掺混风温的增加,液滴群的截面平均盐结晶质量分数增加,而平均粒径与析晶距离均减小。为衡量析晶效果,定义完全析晶效率为给定距离内液滴群结晶盐质量流量与喷嘴入口盐溶液所含溶解盐质量流量之比。结果指出:增加喷射角度或掺混风温是提高完全析晶效率的有效手段。提出了该完全析晶效率的半经验计算式,其计算值与模拟值的主体误差在±35%之内。本文研究结果可为工业脱盐装置的设计和运行提供技术支撑。

关键词：喷射闪蒸掺混蒸发析晶过程数值模拟

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人工关节组合界面的磨损行为研究进展

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 409-420页

作者：彭业萍孔德宇庄溶润王松曹广忠深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室深圳518060 深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室深圳518057

人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段,但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础,也是探明人工关节松动失效... 详细信息

人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段,但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础,也是探明人工关节松动失效机理、提升关节耐磨性的重要依据。该文利用Web of Science和中国国家知识网络数据库的资源,对人工关节磨损行为研究的相关文献进行综述。探讨人工关节在滑动界面和固定界面产生的磨损行为及主导磨损机理;分析假体结构、材料成分、润滑介质和磨屑等对人工关节磨损行为的影响机制,总结人工关节优化改进方案;详细阐述人工关节体外磨损试验研究的方法与技术;概述人工关节组合界面磨损表征参量的提取方法以及磨损智能检测的发展现状;总结人工关节磨损行为的研究热点,指出多信息融合和智能化监测的发展方向,以期为人工关节磨损行为的基础与试验研究提供参考。

关键词：人工关节组合界面滑动磨损微动磨损磨损监测

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镍钛编织支架的磨屑特征与细胞毒性关系研究

摩擦学学报 2024年

作者：孔德宇彭业萍庄溶润王松曹广忠深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室

应用血管支架的介入性治疗方案已经成为治疗心血管疾病的重要手段，新型交叉编织血管支架具有灵活性和良好的轴向柔顺性，适用弯曲、分叉和承载等复杂支架应用场景要求，已经在临床推广使用。生物医用镍钛合金(NiTi)因优异的生物相容性... 详细信息

应用血管支架的介入性治疗方案已经成为治疗心血管疾病的重要手段，新型交叉编织血管支架具有灵活性和良好的轴向柔顺性，适用弯曲、分叉和承载等复杂支架应用场景要求，已经在临床推广使用。生物医用镍钛合金(NiTi)因优异的生物相容性和形状记忆特性成为编织型支架的常用材料，支架在体内的摩擦磨损产生的磨屑会对人体的造成不良的生物学反应，对患者的生命健康产生严重威胁。在此背景下，深入研究支架材料的磨损特性及其与生物体相互作用的关系，对于进一步优化支架设计、提高治疗效果至关重要。为探究镍钛合金材料的磨屑特征与细胞毒性之间的映射关系，本文中开展了镍钛合金材料的体外摩擦磨损试验，采集不同磨损参数下的磨屑样本；研究了磨屑特征提取与智能识别算法，利用YOLOv5s和U-net卷积神经网络模型获取磨屑尺寸与形状类型的分布统计；此外，通过CCK-8染色法和活死细胞染色方法开展磨屑与细胞毒性试验，建立磨屑特征(磨屑尺寸与浓度)与细胞毒性的对应关系。结果表明：不同工况下的磨屑均处于0～50 μm之间，0～10 μm磨屑占比均超过50%，磨屑尺寸分布在各个试验条件下呈正态分布；磨屑形状主要以不规则状为主，近球状磨屑占比最少；角度与摩擦次数均显著影响磨屑的尺寸与形状分布，24400次和43200次摩擦情况下尺寸分布较为相似，但与14 400次摩擦后的磨损磨屑差异较大，角度与磨屑分布呈现倒U形趋势，摩擦角在60°左右时出现极值点；润滑条件的改变显著增加了小尺寸和长条状磨屑的占比，大尺寸和近圆状磨屑占比有所降低。细胞毒性试验结果显示，当磨屑浓度处于0～500 mg/ml区间时，细胞的毒性均为0或1级；随着磨屑样品浸提时间的增加，小尺寸(0～15 μm)磨屑浸提液的细胞增殖率虽有小幅度降低，但毒性等级仍为0和1级，符合生物医用材料细胞毒性标准，通过活死细胞图像可以看出所有细胞试验中细胞存活并且生长状况良好。研究结果为镍钛合金编织支架的磨损特性和生物相容性研究提供依据，为编制支架的设计与性能提升提供参考。

关键词：编织血管支架镍钛合金交叉编织磨屑特征细胞毒性