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盐穴造腔模拟与形态控制试验装置研制

岩石力学与工程学报 2014年第5期33卷 921-928页

作者：王汉鹏李建中冉莉娜李建明张庆贺山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 中国石油天然气有限责任公司勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007

我国盐穴储库建库地质条件具有层状分布、含夹层多、埋藏深度差异大的特点,控制多夹层盐穴的造腔形态对盐穴储库的长期稳定性和安全运营至关重要。成功研制盐穴造腔模拟与形态控制试验装置,为在室内模拟、确定最优的盐穴造腔工艺和形态... 详细信息

我国盐穴储库建库地质条件具有层状分布、含夹层多、埋藏深度差异大的特点,控制多夹层盐穴的造腔形态对盐穴储库的长期稳定性和安全运营至关重要。成功研制盐穴造腔模拟与形态控制试验装置,为在室内模拟、确定最优的盐穴造腔工艺和形态控制参数提供先进的试验手段。该装置根据相似原理设计、制造,由试验装置框架、多场耦合模拟系统、注采循环系统、注采动态参数测量控制系统和盐腔形态动态数据采集系统等组成,其中,试验装置框架为主体结构,采用模块化设计;多场耦合模拟系统可模拟地温和地应力;注采循环系统可模拟注采水和控制油垫;注采动态参数测量控制系统可实现内外管高度、探头高度和角度控制;盐腔形态动态数据采集系统能实现造腔过程可视化录像和形态实时测量。试验装置可进行多夹层盐岩在多场耦合条件下不同施工工艺和参数对盐穴造腔过程影响与形态发展可视化模拟。通过不同尺寸盐芯试件的造腔模拟试验,结合溶腔发展预测及注油估算程序,证明了该试验装置能较好地模拟多夹层盐穴造腔可视化过程,试验确定的盐穴造腔施工和形态控制参数可应用于现场工程。

关键词：岩石力学盐穴造腔模拟形态控制试验系统装置研制

O_2/CO_2气氛下木醋调质石灰石再燃/先进再燃脱硝性能研究

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燃料化学学报 2013年第2期41卷 228-234页

作者：刘洪涛韩奎华路春美李辉山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

在O2/CO2气氛下利用沉降炉脱硝实验台,对木醋调质石灰石和醋酸钙的再燃/先进再燃脱硝特性以及氨气的选择性非催化还原脱硝特性进行了研究。结果表明,木醋调质石灰石和醋酸钙的再燃脱硝效率随温度的升高先提高后降低,1 323 K时获得最高... 详细信息

在O2/CO2气氛下利用沉降炉脱硝实验台,对木醋调质石灰石和醋酸钙的再燃/先进再燃脱硝特性以及氨气的选择性非催化还原脱硝特性进行了研究。结果表明,木醋调质石灰石和醋酸钙的再燃脱硝效率随温度的升高先提高后降低,1 323 K时获得最高脱硝效率分别为82.70%和78.52%;再燃脱硝氧浓度不宜过高,合适的再燃比为14%～17%,停留时间为0.8 s。氨气选择性非催化还原脱硝在1 173 K时获得最高脱硝效率为95.41%,温度窗口为1 142～1 335 K;随着氧浓度的增大,脱硝效率不断降低,反应适宜的氨氮比为1.5,停留时间为1.2 s。按氨氮比0.75向再燃区喷入氨气可显著提高木醋调质石灰石和醋酸钙的再燃脱硝效率,同时脱硝反应适宜的温度区间也得到显著拓宽,1 323 K时两者获得的先进再燃脱硝效率分别为93.49%和92.79%。

关键词： O2 CO2 木醋液醋酸钙先进再燃 NO 选择性非催化还原

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平板圆孔气膜冷却的热弹耦合分析

航空动力学报 2015年第6期30卷 1298-1306页

作者：王湛张超刘建军山东大学能源与动力工程学院济南250061 天津理工大学自动化学院天津300384 中国科学院工程热物理研究所北京100190

分析了带圆孔的平板这一基本的冷却结构的热弹耦合特性,研究了定常状态下影响热应力的因素.采用了多场耦合的计算方法预测并分析了平板圆孔气膜冷却的热应力分布,系统地分析了入射角、复合角和吹风比对热应力的影响.结果表明:平板内整... 详细信息

分析了带圆孔的平板这一基本的冷却结构的热弹耦合特性,研究了定常状态下影响热应力的因素.采用了多场耦合的计算方法预测并分析了平板圆孔气膜冷却的热应力分布,系统地分析了入射角、复合角和吹风比对热应力的影响.结果表明:平板内整体热应力远小于气膜孔周边的热应力,热应力主要集中在气膜孔前缘线和尾缘线附近,而气膜孔两侧的热应力仍保持较低的水平;施加于气膜孔的内力垂直于气膜孔的轴线.吹风比越大,气膜孔附近的温度梯度就越大,从而气膜孔的前缘线和尾缘线的热应力更加集中.入射角越小,气膜孔周边的热应力越大,而且热应力会更加集中在气膜孔出口的前缘点和入口的尾缘点上.复合角的存在有助于弱化热应力集中.

关键词：气膜冷却平板热弹耦合热应力吹风比

玻璃真空套管-金属管复合接收器集热性能研究

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工程热物理学报 2011年第5期32卷 867-870页

作者：赖艳华宋固吕明新董震山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

采用稳态传热平衡原理,分析了玻璃真空套管-金属管复合太阳能接收器的集热过程,建立了稳态传热模型。利用该模型系统地研究了接收器在不同工况下的集热性能。模拟结果表明:这种结构的接收器受外界环境影响很小,真空套管和金属吸热管之... 详细信息

采用稳态传热平衡原理,分析了玻璃真空套管-金属管复合太阳能接收器的集热过程,建立了稳态传热模型。利用该模型系统地研究了接收器在不同工况下的集热性能。模拟结果表明:这种结构的接收器受外界环境影响很小,真空套管和金属吸热管之间环形空间的辐射换热是系统热损失的主要环节,提高表面选择性吸收涂层的性能以减小系统发射率是接收器优化设计的重要方向;集热效率随太阳辐照度和聚光比的增加而增大;接收器长度和进口温度的增大有助于提高工质出口温度,玻璃真空套管-金属管复合接收器有着良好的集热性能。

关键词：太阳能玻璃真空套管金属管接收器传热模型

基于无模式法推断木醋调质石灰石热解动力学参数

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中国电机工程学报 2012年第26期32卷 31-36,143页

作者：刘洪涛韩奎华路春美山东大学能源与动力工程学院山东省济南市250061

采用木醋废液调质石灰石,并在热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)仪上对调质产物的热解特性进行研究。X射线衍射结果表明,木醋调质石灰石的主要成分为水合醋酸钙,其热解过程大致分为3个阶段。扫描电子显微镜及N2吸附分析结果表明... 详细信息

采用木醋废液调质石灰石,并在热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)仪上对调质产物的热解特性进行研究。X射线衍射结果表明,木醋调质石灰石的主要成分为水合醋酸钙,其热解过程大致分为3个阶段。扫描电子显微镜及N2吸附分析结果表明,木醋调质石灰石热解产物具有较石灰石更为疏松多孔的孔隙结构。选定3个升温速率(5,20,40 K/min),采用Flynn-Wall-Ozawa法与Starink法2种无模式法计算热解反应活化能,2种方法计算结果极为接近,且规律性相同,活化能数值表现出先增大后减小、再增大的趋势,进一步证明了木醋调质石灰石热解的复杂性与多阶段性。

关键词：木醋液调质热解有机钙无模式法活化能

基于APD-PIN结电容平衡电路的门控单光子探测器

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红外与激光工程 2015年第11期44卷 3181-3185页

作者：刘俊良李永富张春芳王祖强方家熊山东大学光学高等研究中心山东济南250100 山东大学信息科学与工程学院山东济南250100

以APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路(GPQC)和InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)为核心研制了可工作在宽门控频率范围下的近红外单光子探测器。门控信号为200 MHz以下任意重复频率的尖脉冲,门宽约1 ns,脉冲幅度约10 Vpp。采用与APD结电容特性... 详细信息

以APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路(GPQC)和InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)为核心研制了可工作在宽门控频率范围下的近红外单光子探测器。门控信号为200 MHz以下任意重复频率的尖脉冲,门宽约1 ns,脉冲幅度约10 Vpp。采用与APD结电容特性相近的PIN高频二极管研发了APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路,可有效地抑制门控微分噪声中的低频分量,抑制比大于40 d B。采用一组简单的9阶贝塞尔型电感-电容(LC)低通滤波电路滤除残余的高频噪声分量,并使用通用的宽带射频放大器对雪崩信号进行放大。在-52℃,0.1~200 MHz门控频率条件下,10%探测效率时暗计数率、后脉冲概率分别小于6×10^(-6)/gate、1.9%,最高探测效率可达26.4%。

关键词：单光子探测低通滤波器雪崩光电二极管

O_2/CO_2气氛下木醋调质石灰石直接硫化反应动力学研究

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燃料化学学报 2012年第12期40卷 1505-1511页

作者：刘洪涛韩奎华路春美山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

采用热分析法研究了O2/CO2气氛下石灰石及木醋调质石灰石的直接硫化反应过程。结果表明,在实验温度1023～1 173 K,经木醋废液调质的石灰石直接硫化钙转化率显著提高。在1 173 K时,木醋调质石灰石直接硫化反应50 min后钙转化率可达89.55... 详细信息

采用热分析法研究了O2/CO2气氛下石灰石及木醋调质石灰石的直接硫化反应过程。结果表明,在实验温度1023～1 173 K,经木醋废液调质的石灰石直接硫化钙转化率显著提高。在1 173 K时,木醋调质石灰石直接硫化反应50 min后钙转化率可达89.55%。木醋调质石灰石的主要成分为水合醋酸钙,调质使石灰石的结构更为疏松,有利于硫化反应的进行。采用缩核模型对反应过程进行了表征,得到石灰石及木醋调质石灰石直接硫化反应速率常数ks和扩散系数Deff的Arrhenius表达式。动力学计算结果表明,相比于石灰石,扩散对木醋调质石灰石直接硫化反应过程的影响较小,说明木醋调质石灰石直接硫化反应性能显著提升的原因为硫化反应扩散阻力的减小。

关键词： O2/CO2 木醋液调质石灰石直接硫化动力学缩核模型

喘振发生前车用涡轮增压器离心压气机非稳态流动分析

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内燃机学报 2011年第1期29卷 72-77页

作者：马超朱智富王桂华刘云岗山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 寿光康跃增压器有限公司山东寿光262711

喘振现象及其机理的研究一直是涡轮增压领域重要的课题,对JP60离心压气机在120,000,r/min最高压比点前、最高压比点附近、最高压比点后和临近喘振点附近4个工况点进行了非稳态模拟计算,并对压气机各部件的非定常流动现象分别进行了分析... 详细信息

喘振现象及其机理的研究一直是涡轮增压领域重要的课题,对JP60离心压气机在120,000,r/min最高压比点前、最高压比点附近、最高压比点后和临近喘振点附近4个工况点进行了非稳态模拟计算,并对压气机各部件的非定常流动现象分别进行了分析,重点分析了叶轮尾缘回流涡随流量减小对叶尖泄漏涡和前缘涡的影响,明确了尾缘回流涡形成及其对压气机性能恶化影响的流动机理,从而为进一步深入研究喘振现象奠定基础.

关键词：喘振离心压气机非定常流动模拟计算

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含瓦斯煤相似材料研制及其突出试验应用

岩土力学 2015年第6期36卷 1676-1682页

作者：王汉鹏张庆贺袁亮薛俊华李清川周伟李建明张冰山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 淮南矿业集团深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室安徽淮南232001

采用相似物理模拟试验研究煤与瓦斯突出机制和规律是目前有效的方法,含瓦斯煤体相似材料是突出定量模拟的关键因素。研制出一种新型的含瓦斯煤体相似材料,该相似材料以一定粒径分布的煤粉为骨料,以腐植酸钠水溶液为胶结剂,混合压制成型... 详细信息

采用相似物理模拟试验研究煤与瓦斯突出机制和规律是目前有效的方法,含瓦斯煤体相似材料是突出定量模拟的关键因素。研制出一种新型的含瓦斯煤体相似材料,该相似材料以一定粒径分布的煤粉为骨料,以腐植酸钠水溶液为胶结剂,混合压制成型后干燥。大量正交配比试验表明：在成型压力15 MPa下,相似材料的重度、孔隙率趋于稳定并与原煤十分接近;相似材料抗压强度高,可调范围达0.5~2.8 MPa,与胶结剂浓度近似呈线性正比关系;吸附解吸试验表明,相似材料的吸附性良好,其与原煤的吸附等温线一致;并且具有材料价格低廉、无毒副作用、配比简单、性能稳定和各物理力学参数调节方便等特点,可用来模拟不同强度原煤。采用相似材料制作的型煤开展了煤与瓦斯突出试验,成功模拟了煤与瓦斯突出现象和过程,证明该相似材料能很好地模拟具有吸附解吸特性的含瓦斯煤体。

关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯煤相似材料试验研制突出