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预切缝位置及深度对SBM滚刀破岩的影响

煤炭学报 2024年第1期49卷 415-425页

作者：杨仁树康一强杨立云刘康丁晨曦樊谨豪中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

利用水射流对岩体进行预切缝是提高竖井全断面掘进机破岩效率、实现深部资源机械化开发的关键技术。针对预切缝位置及深度合理参数选取的难题,首先指出了锥面刀盘带动下滚刀破岩的工况特征,进而基于Cohesive单元方法,建立了预切缝条件... 详细信息

利用水射流对岩体进行预切缝是提高竖井全断面掘进机破岩效率、实现深部资源机械化开发的关键技术。针对预切缝位置及深度合理参数选取的难题,首先指出了锥面刀盘带动下滚刀破岩的工况特征,进而基于Cohesive单元方法,建立了预切缝条件下的滚刀破岩离散-连续耦合数值模型。以完整岩体为对照组,对比分析了不同预切缝距离和深度对滚刀破岩的受力特征和岩石破碎特征的影响规律。阐述了预切缝条件下,滚刀破岩时密实核形成、块状岩渣形成、Hertz裂纹扩展3个阶段性特征,指出了岩体的非对称破碎特性和不同区域岩渣的形成机制。最终从滚刀受力、破岩面积、破岩比能耗、岩渣破碎程度4个方面综合分析,确定了预切缝的最佳距离和深度取值范围。研究结果表明:预切缝可以显著减小竖井全断面掘进机滚刀破岩过程中的贯入力和侧向力。与完整岩体相比,贯入力峰值降低了44.0%~10.3%。侧向力峰值降低了35.2%~6.5%。预切缝间距及深度较小时,会限制滚刀破岩范围,同时使得破碎岩体块度更小,导致破岩比能耗增高。随着预切缝深度的增大,破岩体积先增大后趋于稳定,比能耗先减小后保持不变。最终,确定了切缝距离为70~90 mm,深度为60~80 mm时破岩效果最佳,破岩体积较无切缝时提高约1倍,破岩比能耗降低69.2%。研究结果为刀盘辅助破岩装备的设计及参数确定提供了参考。

关键词：预切缝滚刀破岩分形维数竖井全断面掘进机

Kenics型静态混合器强化NaOH溶液吸收CO的实验分析

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过程工程学报 2024年

作者：禹言芳于恒磊孟辉波张埔瑜沈阳化工大学辽宁省高效化工混合技术重点实验室中国石油大学(华东)新能源学院

“碳达峰和碳中和”的双碳目标一直备受关注，目前二氧化碳排放过多导致的全球变暖问题十分严重。为了缓解全球生态问题，需要对CO2捕集技术进行研究与开发。为丰富静态混合器在CO2吸收领域的应用，将Kenics型静态混合器(KSM)作为强化... 详细信息

“碳达峰和碳中和”的双碳目标一直备受关注，目前二氧化碳排放过多导致的全球变暖问题十分严重。为了缓解全球生态问题，需要对CO2捕集技术进行研究与开发。为丰富静态混合器在CO2吸收领域的应用，将Kenics型静态混合器(KSM)作为强化反应设备。基于氢氧化钠溶液与二氧化碳(NaOH-CO2)体系，对KSM和空管两种结构下不同采样位置及气液流率的CO2吸收效率进行分析对比。使用自动电位滴定法对CO2吸收效率进行测量。结果表明，在气相流率(QG)为6 L/min，液相流率(QL)为17 L/min，采用KSM的CO2最大吸收效率比空管结构提高了72.3%。一定QG下，空管结构的CO2的吸收效率随QL增加而下降，而管道内装有KSM元件时，CO2的吸收效率随QL增大而上升。对KSM结构的体积能量耗散率(ε)进行分析，管道装备KSM元件时，CO2吸收效率达90%以上，最小ε=4.85 m2/s3。在管道Z1到Z2段，当QG=6 L/min时，气液混合总流率(QT)从20 L/min增至22 L/min,ε增大了14.7%。当QL=14 L/min时，QT从20 L/min增至22 L/min,ε增大了7.83%。ε受QL影响大于QG，在管道Z1到Z2段，系统能量消耗及反应较为剧烈。达西摩擦系数(f)随液相表观流速(UL)和气相表观流速(UG)增加均出现下降趋势。基于实验数据拟合得到UG,UL和f之间的经验关联式，R2=0.999，关联式偏差在-0.88%～0.82%。

关键词：静态混合器强化反应吸收效率体积能量耗散率达西摩擦系数

纳米SiO_(2)颗粒稳定非水相泡沫的排液行为研究

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日用化学工业（中英文） 2024年第7期54卷 751-758页

作者：高婷婷燕永利张随望陈钰贺炳成西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710021 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710021 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司采油十厂采油工艺研究所甘肃庆城745100

非水相泡沫在石油化工、食品化工、日用化工和生物医药等行业有着广泛的应用,但非水相溶剂本身的低表面张力和低介电常数决定了其难以形成稳定的泡沫,而纳米Si O_(2)颗粒在发泡及稳泡领域的独特优势正得到越来越多的关注。本文通过二氯... 详细信息

非水相泡沫在石油化工、食品化工、日用化工和生物医药等行业有着广泛的应用,但非水相溶剂本身的低表面张力和低介电常数决定了其难以形成稳定的泡沫,而纳米Si O_(2)颗粒在发泡及稳泡领域的独特优势正得到越来越多的关注。本文通过二氯二甲基硅烷(DCDMS)对14 nm的Si O_(2)颗粒进行表面润湿性改性,研究纳米Si O_(2)颗粒润湿性对非水相泡沫排液行为的影响。研究发现:随纳米Si O_(2)颗粒表面润湿性的增大,在非水相溶剂中形成的泡沫体积呈现先增大后减小的趋势;非水相溶剂极性的增强,其发泡性能呈现逐渐增强的趋势,但在非极性溶剂中不能形成有效的泡沫。所形成的非水相泡沫排液过程分为排液初期、中期、末期三个阶段,随纳米Si O_(2)颗粒表面润湿性的增大,泡沫消泡半衰期呈现先增大后减小的趋势;强极性溶剂泡沫排液半衰期可达45 min,中等极性溶剂泡沫排液半衰期可达60 min,且在光学显微镜下观察到随排液时间的增加,泡沫粒径逐渐增大,形状逐渐趋于多边形。

关键词：纳米SiO_(2)颗粒润湿性非水相泡沫排液曲线排液半衰期

一类具有磁阻尼项的磁流体动力学方程的全局吸引子

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山东大学学报(理学版) 2024年

作者：吴辰龙刘瑞宽亓子成西南石油大学理学院

讨论了一类具有磁阻尼项的二维不可压缩磁流体动力学模型解的长时间渐近行为。通过证明有界吸收集的存在性,利用C-条件方法,得到了该模型在具有较高正则性的相空间上全局吸引子的存在性。

关键词：磁流体动力学磁阻尼项 C-条件全局吸引子

纳米SiO_(2)表面改性稳定非水相泡沫的实验研究

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日用化学工业（中英文） 2024年第8期54卷 903-910页

作者：姚思齐燕永利张随望陈钰贺炳成西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710021 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710021 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司采油十厂采油工艺研究所甘肃庆城745100

非水相泡沫在石油开采、功能材料、日用化工等领域有着广泛的应用,非水相泡沫的研究进展影响着相关行业的发展。然而,由于其自身的界面张力和介电常数较低,致使发泡难度较大。为解决非水相体系发泡困难的问题,文章通过制备纳米SiO_(2)颗... 详细信息

非水相泡沫在石油开采、功能材料、日用化工等领域有着广泛的应用,非水相泡沫的研究进展影响着相关行业的发展。然而,由于其自身的界面张力和介电常数较低,致使发泡难度较大。为解决非水相体系发泡困难的问题,文章通过制备纳米SiO_(2)颗粒,经TEM,FT-IR及XRD对颗粒进行表征,采用3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对纳米SiO_(2)颗粒润湿性进行调控,研究纳米SiO_(2)颗粒对非水相溶剂发泡性能的影响。结果表明:经GPTMS改性后,颗粒的接触角范围扩大至34.7°~116°之间;且能有效降低不同溶剂的表面张力并增加溶剂体系的黏度;当颗粒质量分数为7%,粒径为10 nm时,非水相产生的泡沫体积随纳米SiO_(2)颗粒接触角的增大呈现先增后减的趋势,泡沫稳定性随纳米SiO_(2)颗粒接触角的增大呈现先增强后减弱的趋势。在甲酰胺体系中,当颗粒接触角为92.3°时,泡沫体积最高可达到12 mL,泡沫稳定时长可达63 d;在乙酸苄酯体系中,当颗粒接触角为79.5°时,泡沫体积最高可达到7 mL,泡沫稳定时长可达47 d;在癸烷体系中,当颗粒接触角为60.3°时,泡沫体积最高可达到4 mL,泡沫稳定时长可达8 d。

关键词：非水相泡沫纳米SiO_(2)颗粒润湿性发泡性能稳定性

四川盆地城市群臭氧污染时空精细演变特征的观测与模拟

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中国环境科学 2024年第1期44卷 1-14页

作者：张小玲雷雨王聪聪吴锴杨显玉谭钦文陆成伟成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站四川成都610225 加州大学尔湾分校土木与环境工程学院美国尔湾92617 成都市生态环境科学研究院四川成都610046

基于四川盆地污染物浓度和气象数据,结合ERA5再分析资料研究了2019年8月22~28日臭氧(O_(3))污染过程的演变及高低空大气环流特征,并利用高分辨率中尺度天气预报模式WRF和多尺度空气质量模型CMAQ探究了O_(3)形成与传输过程.结果表明:①O_... 详细信息

基于四川盆地污染物浓度和气象数据,结合ERA5再分析资料研究了2019年8月22~28日臭氧(O_(3))污染过程的演变及高低空大气环流特征,并利用高分辨率中尺度天气预报模式WRF和多尺度空气质量模型CMAQ探究了O_(3)形成与传输过程.结果表明:①O_(3)浓度的分布特征与风向、温度的分布密切相关,O_(3)高值区主要位于高温和主导风向的下风向区域.污染过程中南亚高压和西太平洋副热带高压稳定地控制整个四川盆地,700和850hPa均受高压控制,盛行下沉气流,地面升温,促进O_(3)的迅速生成,同时抑制了地面O_(3)向高空的稀释扩散.②夜间1000m高度上O_(3)浓度水平和空间分布特征受白天地面O_(3)_8h浓度分布以及风场传输作用的影响较大.夜间O_(3)低值主要在盆地底部地区,成都及重庆市区受NO滴定作用影响,为两大低值中心,O_(3)高值中心受山脉阻挡作用,呈带状堆积在盆地边缘地区.③利用WRF-CMAQ模型中的过程分析量化不同物理化学过程对O_(3)浓度的相对贡献,垂直传输过程和气相化学是白天O_(3)的主要来源,干沉降和水平平流为地面O_(3)的主要汇.④利用ISAM综合源解析方法估算城市间输送对O_(3)浓度的相对贡献.受东北风输送的影响,模式边界对川东北城市群贡献为58.86%~79.23%;东南风使重庆O_(3)浓度受边界的影响较大,贡献约为72.50%.NO_(2)贡献的来源主要为城市自身及周边城市的传输.川东北城市群的NO_(x)排放较低,来自模式边界以及重庆地区的输入对川东北城市群有较大的贡献.⑤生物源、工业源和交通源对四川盆地O_(3)浓度的贡献显著,而居民源和电厂的贡献较低.成都、德阳、重庆、眉山、内江、宜宾等城市工业源的贡献率较高.

关键词：臭氧污染传输过程化学生成来源贡献数值模拟

基于随机森林算法的中长期天然气需求影响因素分析

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煤炭经济研究 2024年第3期44卷 6-14页

作者：曹馨吴琪王萱谢于中国石油大学(北京)经济管理学院北京102249

天然气在能源转型过程中发挥着重要作用,深入探究中长期天然气需求的关键影响因素至关重要。以中国和30个省为研究对象,对不同颗粒度中长期天然气需求影响因素进行系统梳理,收集处理近20年的历史数据,采用随机森林算法进行影响因素筛选... 详细信息

天然气在能源转型过程中发挥着重要作用,深入探究中长期天然气需求的关键影响因素至关重要。以中国和30个省为研究对象,对不同颗粒度中长期天然气需求影响因素进行系统梳理,收集处理近20年的历史数据,采用随机森林算法进行影响因素筛选和排序。结果表明:随机森林算法具有很好的适用性;从整体情况看,国内生产总值(GDP)、第二产业占比、第三产业占比、城镇化率、天然气消费占比、电力消费占比、城市天然气供气管道长度以及城市天然气用气人口等是相对重要的影响因素;不同省份影响因素则存在较大差异,各省在经济发展水平、资源禀赋、能源消费偏好、地理位置等方面的不同是导致差异出现的主要原因。因此,在开展天然气产业规划和政策制定时,建议因地制宜分类施策,促进天然气在新型能源体系建设中发挥更大作用。

关键词：天然气需求随机森林算法影响因素重要性排序电力消费占比供气管道长度

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油相对水相泡沫形成和稳定性的影响

日用化学工业（中英文） 2024年第6期54卷 630-639页

作者：白凡燕永利刘江波严阿勇贺炳成西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710021 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710021 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司采油十厂采油工艺研究所甘肃庆城745100

油水混相泡沫在日用化妆品、化学工业、石油工业等领域有着广泛的应用,但是目前关于油水混相泡沫的报道多集中在探究表面活性剂、温度、pH、矿化度等外界因素对油水混相泡沫的稳定性的影响,对于油相种类和油相含量对水相泡沫的形成和稳... 详细信息

油水混相泡沫在日用化妆品、化学工业、石油工业等领域有着广泛的应用,但是目前关于油水混相泡沫的报道多集中在探究表面活性剂、温度、pH、矿化度等外界因素对油水混相泡沫的稳定性的影响,对于油相种类和油相含量对水相泡沫的形成和稳定性影响机制缺乏系统研究。文章通过改变油相种类、油水体积比进行发泡实验,最后通过分析各泡沫体积、泡沫排液半衰期、泡沫的衰变速率、泡沫的微观粒径、油相的表面张力和油水界面张力来探究油相对水相泡沫的形成和稳定性影响机制。研究发现:随着油相碳链长度的增加水相泡沫的起泡性能下降;同时随着油相的表面张力增大,泡沫稳定性提高;油水体积比对水相泡沫的形成和稳定性有着重要的影响,在低油水体积比时,泡沫壁之间排列紧密,形成了大小不一的泡沫,且由于泡沫之间相互挤压,使其微观结构形貌杂乱无规则;随着油水体积比的升高泡沫粒径整体上变小,且大小变得越来越均匀,泡沫结构变得更加致密,使得泡沫更加稳定。

关键词：油水混相泡沫油相种类油相含量形成稳定性

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油水混相泡沫的稳定化研究进展

日用化学工业（中英文） 2024年第6期54卷 698-707页

作者：方旭东燕永利刘江波严阿勇贺炳成西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710021 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710021 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司采油十厂采油工艺研究所甘肃庆城745100

油水混相泡沫是一种特殊的泡沫体系,由于其在化工、食品、药品等领域的广泛应用,因此对其稳定化机制的研究变得越来越重要。基于最新研究进展,研究了影响油水混相泡沫稳定性的因素,包括表面活性物质、油相以及一些其他因素,以探究其对... 详细信息

油水混相泡沫是一种特殊的泡沫体系,由于其在化工、食品、药品等领域的广泛应用,因此对其稳定化机制的研究变得越来越重要。基于最新研究进展,研究了影响油水混相泡沫稳定性的因素,包括表面活性物质、油相以及一些其他因素,以探究其对泡沫的发泡性能和稳定性的作用机制,并着重论述了油相的种类、含量对泡沫稳定化的影响,最后探究了温度、矿化度以及不同表面活性剂和颗粒或者油相的耦合对泡沫稳定性的影响。文章还提出了一些未来的研究方向以及利用新型材料和纳米颗粒技术开发更有效的泡沫稳定化方法,对于深入理解油水混相泡沫的稳定化机制、优化泡沫性能、开发新的应用和解决相关领域的问题具有重要意义。

关键词：油水混相泡沫表面活性物质油相温度矿化度稳定化