天然气水合物奇异自保护效应研究发展及其应用

采用水合物法进行天然气储运是目前国内外正着力开发的一种新型天然气储运技术,水合物在不同温度压力条件下的稳定性及其分解特性是该技术应用发展的重要基础。奇异自保护效应的存在表明水合物在特定的低温温区内具有良好的稳定性,这也为开展水合物法储运天然气提供了有力的理论和试验依据。综述了气体水合物自保护效应的研究历史及其应用于天然气储运的工程应用,指出了自保护效应研究中依然存在的困惑及发展水合物法储运天然气技术所面临的挑战。     

N-乙酰化壳聚糖超滤膜的分离性能

采用DMAc、乙酸酐和乙酰氯为乙酰化试剂对壳聚糖超滤膜进行乙酰化改性，研究了乙酰化壳聚糖超滤膜对酸性红B的分离效率。结果表明，随着乙酰化试剂用量的提高，壳聚糖膜的截留率增大，而渗透通量则逐渐降低，其中加入乙酰氯后截留率提高程度最大，截留率可达99%以上，而渗透通量的降低程度最小。     

多孔材料中甲烷水合物生成的传热数值模拟研究

水合物储运(NGH)是近几年发展起来的天然气储运技术,已具备实现工业化的潜力。但水合物的生长是传质传热控制的反应,因此在放大实验中存在诸多不确定因素。针对该问题,对水合物反应器中多孔材料内甲烷水合物生成传热过程建立了基于化学反应动力学和多孔材料内传质传热的甲烷水合物生成传热数学模型,可用于计算反应器内水合物生成分布和热量分布,指导水合反应器的设计和优化。通过模拟与实验数据对比验证了该模型的可靠性,并对使用了不同热导率填料的水合反应过程进行数值模拟。结果显示,模拟值与实验值的绝对平均相对误差小于6%,生成传热模型准确性高;在水合反应过程中,热量传递是影响水合物生成速率的关键因素之一。导热不良时,易在水合物生成中心部分形成局部过热,对水合物生长造成热抑制。在进行水合物生成放大实验时,应特别注意反应器内部的热量控制。     

竖直圆管内超临界流体混合对流传热特性理论分析

理论推导了变密度引起的浮升力效应和流动加速效应对超临界流体混合对流传热特性的影响。结果表明,浮升力效应和流动加速效应通过改变壁面边界层外缘的切应力影响湍流对传热传质的贡献,进而改变超临界流体混合对流传热特性。浮升力效应通常在加热区域入口及上游区域表现明显,而流动加速效应在主流区流体温度达到拟临界温度时更显著。与实验研究结果对比发现,新建立的浮升力因子和流动加速因子可较好地预测竖直圆管内超临界流体混合对流条件下拟临界区域的局部传热特性。     

5×5全长非均匀加热棒束临界热流密度试验研究

主要描述了5×5全长非均匀加热棒束临界热流密度试验的试验系统、试验内容、试验参数范围、试验过程、试验数据处理及数据分析结果。通过本项试验研究,掌握了全长非均匀加热棒束临界热流密度试验的试验技术;通过不具有跨间搅混格架的A型与具有跨间搅混格架的B型燃料组件临界热流密度的对比试验,发现跨间搅混格架对提高燃料组件临界热流密度具有重要作用,在一定参数范围内,B型比A型燃料组件临界热流密度提高7.49%。     

气体水合物在空调蓄冷中的应用研究进展

介绍了国内外近几年气体水合物蓄冷技术应用研究进展.从节能与环保角度出发,分析了气体水合物作为新型蓄冷工质在空调蓄冷中应用的必要性.从气体水合物相平衡热力学、结晶动力学、数值模拟以及蓄冷装置等方面阐述了气体水合物在空调蓄冷中应用的可行性,为气体水合物蓄冷技术尽快走向实用化提出了研究重点.     

高含水油包水乳液的水合物储气性能研究

油包水乳液是近年来新兴的一种水合强化材料,具有良好的水合储气潜力,但是为了保证乳液的稳定性,通常所用的油包水乳液含水量不超过50%。然而水合物的储气量与水含量密切相关,因此高含水的油包水乳液更具有应用前景。对含水量超过50%的油包水乳液进行了水合物的储甲烷研究,考察了乳化剂用量、初始压力及搅拌速率对储气性能的影响,最后考察了乳液的循环储气能力。结果表明：含水量超过55%后,含水量的增加会造成乳液液滴的增大,储气量的降低。乳液含水量为55%,复合乳化剂Span80 / Tween80（m_Tween80∶m_Span80=0.783∶1）用量5%（质量）（以水量为基准）的乳液最适合水合储气;初始压力的增加有利于水合储气性能的提高,但压力过高会造成水合物壳的快速形成,从而降低整体储气能力;适宜的搅拌速率有利于水合物的生成,过快或过慢都会引起水合速率的下降。本实验中最佳的乳液水合储气条件为：温度274.15 K、反应釜中气水体积比10∶1、甲烷初始压力6 MPa、搅拌速率700 r/min,在此条件下,储气量可达141.42 L 气/L 水。在此条件下进行循环储气实验证明该乳液具有良好的循环利用性,四次循环中储气量均在130 L 气/L 水以上。研究结果可为天然气储运以及含烃混合气分离提供技术参考。     

超声波对开水器内CaCO3结垢行为及其形态的影响

对超声波防垢法应用于商用开水器的防垢效果进行了实验研究, 对产生的水垢进行扫描电镜分析, 结果发现, 超声波具有加速生成微小水垢晶核的作用;超声波处理方法促进了商用开水器内温度较高的加热管结垢, 但对水箱壁面等低温壁面, 则具有明显的防垢效果, 而商用开水器结垢主要发生在加热管上, 因此超声波处理法不能运用于商用开水器的防垢。     

系统工程方法论在核反应堆数字实验中的应用研究

核反应堆工程实验系统的复杂性一直是制约核反应堆工程实验技术攻关和创新的重要因素之一。为提升应对核反应堆工程实验系统复杂性的能力和手段，引入数字实验概念，目的是建立适用于核反应堆工程实验全生命周期的统一高效的业务执行环境。本文基于系统工程方法论详细阐述了数字实验平台的顶层架构，包括由V模型和业务场景图构成的业务流程架构，由数据模型化知识化逻辑图构成的实验基础架构，以及由业务层的业务管理系统、应用层的实验设计仿真环境系统、知识层的实验知识系统和资源层的基础功能系统构成的平台功能分层架构，并以“华龙一号”（ACP1000）二次侧非能动余热排出系统（PRS）实验系统为对象进行了应用验证。验证结果表明:上述的架构具有较强的可行性，可作为数字实验平台开发的整体逻辑框架。      

人工神经网络在圆管临界热流密度数据分析中的应用研究

将人工神经网络 (ANN)应用到圆管CHF实验数据的分析中 ,得到了一套基本成熟的基于人工神经网络的圆管CHF预测系统 ,并基本建成了训练这一系统的可随时进行更新和对网络进行再培训的圆管CHF实验数据库。与常规CHF预测关系式和CHF查询表方法相比 ,ANN方法主要优势在于其具备较强的容错能力和较好的鲁棒性 ,可在宽范围内提高CHF的预测精度 ,更新和使用更为方便 ,易于推广应用到同类和相似物理问题中去