青海地区农村土坯墙体保温改造热工性能研究

针对青海地区气候条件和当地农村土坯建筑特点,采用傅氏级数表达室外综合温度函数作为墙体外侧热工分析的边界条件,基于墙体热工系统理论利用MATLAB编程计算分析土坯墙保温改造前后的延迟时间和衰减倍数,并通过谐波反应法计算改造前后墙体的净失热热流和内表面波动温度。结果表明,节能改造后的墙体失热热流有很大程度的减小。总体来说,改造后的土坯墙体节能率高达74%以上,且内表面温度有3.4～4.7℃的提高,不仅可提高室内辐射场温度,而且使得室内辐射场更加趋于均匀,可增加室内人员的热舒适性。同时这些研究和分析可为新型民居的设计提供量化依据与科学认识。     

大型水平轴风力机塔筒门洞屈曲分析研究

为了实现某大型水平轴风力机塔筒门洞的抗屈曲设计,提出综合工程算法和有限元法的屈曲分析方法。基于工程算法,分析得到塔筒薄壁圆筒截面应力和塔筒段屈曲强度值。建立了塔筒门洞的有限元模型,分析对比得到3种不同结构的一阶屈曲特征值和屈曲模态。基于有限元分析结果修正了工程算法结果,校核了某塔筒门洞段屈曲强度,并与有限元结果进行了对比,给出了抗屈曲设计结构方案。本文提出的方法在大型水平轴风力机塔筒门洞抗屈曲设计上具有可行性和有效性。     

空心玻璃微珠水泥浆在煤层气固井中的应用

用常规的油井水泥浆对煤层进行封固,容易引起固井漏失,造成煤储层的污染。本文通过分析固井作业对煤储层的损害机理,提出了一种高强度、低密度水泥浆体系—空心玻璃微珠水泥浆,以减轻水泥浆密度,提高水泥环强度,从而最大限度降低对煤储层的伤害、提高固井质量。     

油酸咪唑啉缓蚀剂对三高气井碳钢110S管材的生产适应性研究

三高(高温、高压、高酸性)气井极端恶劣的工况条件使井筒管材腐蚀失效问题凸显,对管柱生产安全及其服役寿命构成了严重危害.为此,研究了油酸咪唑啉缓蚀剂在三高气井H2S/CO2多相流腐蚀环境中对碳钢110S的缓蚀性能及其生产适应性.以西南地区某三高气井碳钢110S为研究对象,运用70 MPa、200C高温高压釜开展循环流动腐蚀试验模拟三高气井生产时油管内多相流工况环境,进行腐蚀性能评价.使用SEM观察试验后产物膜的形貌变动特征,借助等温吸附模型探讨了缓蚀机理.结果 发现:当缓蚀剂浓度在0～1150 mg/L之间时,缓蚀剂浓度为650 mg/L时的缓蚀效率最高.当流速较高时,较大的剪切力会破坏吸附膜,从而降低缓蚀剂性能.在该工况条件下,油酸咪唑啉缓蚀剂在碳钢110S表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式.在井筒流速为1.7 rn/s时,650 mg/L浓度下该缓蚀剂在气井非积液层段中表现出优异的缓蚀效果,缓蚀效率可达99％;气井一旦产生积液,建议选取合适的排水采气工艺以降低管柱腐蚀,延长管柱服役寿命.     

超深井压裂对管内瞬态波动压力的影响研究

在压裂过程中,由于压裂液流量大且压力高,油管容易失效。如果压裂液流动边界瞬间发生变化,将直接影响油管内压力和速度的突变,导致油管失效甚至断裂,造成严重的井筒完整性问题。该文针对超深井高泵压大排量压裂过程中瞬时停泵工况,建立了压裂管柱内流体水击计算模型,讨论了采用不同直径和壁厚的管柱组合造成的局部摩阻影响,得到了变截面处局部摩阻、停泵时间以及压裂液排量变化对井口压力的影响。研究发现,停泵后,井口压力下降,在平衡压力值附近发生波动,波动幅值逐渐减小,直至衰减至平衡压力。若不考虑局部摩阻,压力波传播速度较快,幅度偏大,稳定至平衡压力所需时间滞后。压裂液的排量增大时,压力波速增加,会提前出现压力首波。排量越大,压力首波的波动幅度就越大。停泵时间越短,压力变化越大,压力首波出现越快,压力峰值越大。     

青海居住建筑非平衡保温墙体内部冷凝分析

为准确分析太阳能资源丰富的青海地区居住建筑墙体构造界面冷凝结露情况,以冬至日不同朝向室外综合温度为室外计算温度,采用稳态热湿传递分层分析方法分别对青海平衡及非平衡保温设计下不同保温形式墙体构造界面进行冷凝结露研究。结果表明:平衡与非平衡保温墙体构造界面冷凝情况的主要区别在于前者南向内保温不出现界面冷凝,而后者反之。非平衡保温设计下,外保温最不易出现冷凝,内保温最易出现冷凝,南向墙体不易出现冷凝,北向墙体易出现冷凝,东、西向墙体冷凝风险介于南北向之间。青海东、西及北墙不宜采用内保温及夹芯保温,只适合外保温,南墙宜采用夹芯保温。该研究可为青海地区居住建筑围护结构防冷凝构造设计提供指导。     

熔融沉积成型中的原型翘曲变形分析

熔融沉积成型(FDM)是一种典型的快速成形(RP)技术。该文以熔融沉积成型过程中制件的翘曲变形为研究对象,分析了层间应力和翘曲变形产生的根源及其作用机理,建立了原型的翘曲变形模型。通过对模型的分析,定量地分析了沉积层数、环境温度、材料的线收缩率等工艺参数对原型翘曲变形的影响,并提出了减小原型翘曲变形的相应措施。     

高温高压下G3镍基合金油管酸化腐蚀的力学性能

低渗透"三高"(高温、高压、高酸气含量)油气田开发过程中,普遍都会实施一体化管柱酸化增产作业,但其中一些油气井在酸化、生产过程中频繁出现管柱失效的问题。为了探究相关管材在酸液环境中的腐蚀行为和力学性能下降的原因,采用高温高压循环流动测试仪并辅以金相显微镜、SEM、EDS及力学性能测试技术,采用高温高压釜失重实验、力学性能测试对现场常用的P110管材、G3镍基合金管材进行了腐蚀评价及拉伸力学性能实验,评价其在生产及不同注酸工况下的腐蚀状况、腐蚀行为以及力学性能的变化规律。研究结果表明:①在生产和酸化工况下,镍基合金钢的腐蚀速率远小于碳钢;②随着注酸强度的增加,镍基合金钢和碳钢腐蚀速率增大,并且均大于NACE RP0775-2005标准规定的0.076 mm/a;③随着注酸强度的增加,镍基合金钢表面点蚀坑增多,腐蚀产物膜变厚,并且在10%、20%浓度酸液中的试样表面出现了腐蚀产物膜剥落的现象;④酸化后碳钢及镍基合金钢的力学性能降低,降低程度随酸液浓度、酸化时间的增加而趋于显著,并且镍基合金钢降低程度比碳钢更明显。结论认为:①酸化施工应采用酸化管柱和生产管柱分开的方式进行酸化作业,也可采用合理控制酸化时间的方式进行防护;②开采过程中推荐使用镍基合金油管材料。     

过渡金属离子掺杂石榴石基荧光材料的晶格调控、光谱特性及应用

石榴石基荧光材料具有多格位掺杂、离子掺杂选择范围宽、能量传递效率高等突出优势，是无机发光材料研究的热点；过渡金属离子在光谱可调谐性、原料来源广泛性等方面显著优于稀土离子；然而，其在发光效率、价态调控特别是在复杂晶格结构中的发光机理尚存在挑战，吸引了众多研究者关注。本文综述了过渡金属离子特别是Cr³⁺、Mn^2+/4+在石榴石结构荧光材料中的光谱特性和发光行为，介绍了该类材料在固态照明与显示、生物医学成像、植物照明等前沿领域的研究与应用现状。