带压开采工作面底板突水规律相似模拟试验

为研究带压开采工作面底板破坏规律和突水形成机制,以焦作矿区赵固一矿首采工作面底板为研究对象,使用自主设计的底板突水机理物理模拟试验系统进行相似模拟试验。通过对回采过程中底板突水过程以及突水前后岩层的视电阻率进行模拟和观测,研究了承压含水层威胁下底板破坏和发生突水的一般规律,揭示了矿山压力引发的破裂构造是导致底板突水的重要因素,并得出底板破坏深度。研究结果可为评价赵固一矿带压开采提供理论基础,为揭示带压开采底板突水的力学机制提供参考。     

杂质对CO2物性的影响分析

在节能减排的大背景下,二氧化碳的捕集和储存(CCS)不但可以减少温室气体的排放,还可以提高原油的采收率(EOR技术),因此研究CCS显得尤为重要。采用不同的二氧化碳捕集方式得到的二氧化碳气体,其杂质组分不一样,而气体杂质对物性有很大影响。本文通过HYSYS研究了二氧化碳的物性参数,分析了杂质对物性的影响。结果表明,密度和黏度会在临界点附近出现突变,比热容则会在临界点附近出现极大值。分析发现,大部分杂质会改变突变点或极大值,但影响不大,H₂S和SO₂对物性参数的影响较大。     

篦冷机熟料变长度等效直管换热模型

目前水泥熟料换热规律的研究多采用多孔介质渗流换热理论,需求解连续性方程、动量方程、能量方程的联立方程组,存在求解复杂,不便于工程应用的缺点.为解决此缺点,本文在文献[12]单元体直管等效换热模型的基础上,考虑换热过程中空气的变物性,建立变长度单元体直管等效换热模型,并将其拓展到整体,得到熟料层整体的换热规律.模型理论计算结果与实验数据基本吻合,求解简单,便于工程应用.     

水泥熟料堆积体多孔介质热阻力实验研究

本文利用自行设计的高温热阻实验装置,对高温水泥熟料冷却过程中的三维热阻力进行了实验测量.将管内流动系统的热阻力系数理论应用到水泥熟料非固结多孔介质热阻力实验研究中,得到了空气在高温水泥熟料多孔介质当量热阻力系数的变化规律.实验结果显示当熟料平均粒径为25 mm时,堆积体在从500℃冷却至常温的过程中,当量热阻力系数在1.15 ～1.35的范围变化,从而获得了温度与熟料堆积体渗透能力之间的关系.研究结果有助于指导此类颗粒堆积体的风冷问题.     

模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制

基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交流侧输出电流。推导了MMC离散数学模型,并构建无权重因子的代价函数,通过计算实际电流与参考电流包围的最小面积重新定义同一周期内两阶段开关信号的占空比,并引入一种附加冗余子模块的方法抑制桥臂环流,接着提出一种败者树多路归并排序算法均衡电容电压。在MATLAB/Simulink平台搭建三相23电平MMC仿真模型验证该策略的有效性。相比于两段式模型预测控制,所提策略的交流侧输出电流跟踪更加精准,谐波畸变率更小。     

三轴应力下颗粒流失对断层破碎带凝灰岩渗流特征的影响

地下工程施工过程中,处于三向应力状态的断层破碎带凝灰岩在流固耦合作用下发生颗粒流失,继而诱发断层带破碎岩石结构失稳,最终导致断层突水灾害发生。基于此,开展现场断层取样,利用破碎岩石三轴渗透试验系统,研究三轴荷载下不同粒径级配试样颗粒流失规律,进而分析颗粒流失对孔隙结构与渗流流速时变演化规律的影响。研究结果表明:（1）不同三轴应力下,破碎凝灰岩颗粒流失质量与时间满足指数型函数关系,两者间相关系数不低于94%。颗粒流失质量与轴压和围压成反比,且轴向位移越大,颗粒流失质量随围压减小的幅度越小;（2）渗透过程中0～60 s间的孔隙率增长较快,孔隙结构的渗流演变过程与粒径级配有关,随着n (Talbot幂指数) 值的增大,孔隙率整体增大,n值相同时,孔隙率随轴向位移与围压的增大而减小,且孔隙率量级为0.33～0.52;（3）由于试样内部颗粒规律性流失,破碎凝灰岩渗流流速时变演化过程可划分为“平稳渗流、渗流流速突增和近似管流”三个阶段,围压为0.8 MPa时各阶段流速整体大于围压为1.4 MPa时对应阶段的流速。平稳渗流阶段历时短,流速低,其发生次数随n值增加而减少;渗流流速突增阶段流速猛增达到峰值;近似管流阶段保持较高流速,虽然偶尔产生波动,但整体相对平稳。研究成果可为断层突水灾害演化规律研究提供理论依据。      

光电镊——一种用途广泛的微纳操作工具

光电镊(OET)是一种基于光致介电泳效应的微尺度光操控技术，可在流体场、光电场、生物力场耦合的复杂环境下对微小目标进行精准操控，在细胞操作、微机械系统等领域有着重要的应用。光电镊技术可以单独使用或与其他技术协同使用，应用十分广泛。迄今为止，基于光电镊的研究主要集中在：微纳米材料的操作、组装和合成；单个细胞/分子的操作、分离和分析；细胞固有特性的分析和获取；细胞的电穿孔、融合和裂解；细胞封装生物材料和生物结构的制备；流体传输的光流体器件的开发。这些工作展示了光电镊技术优越的性能和独特的通用性和灵活性。该文系统地介绍了光电镊技术的现有应用，总结了该技术的应用前景、局限性及发展趋势。