脉冲气液射流冲蚀特性的实验分析

从提高射流的冲蚀效果出发,通过在自振荡脉冲水射流喷嘴振荡腔上开孔吸入空气使之形成脉冲气液射流,且以混凝土为冲蚀件,测量其冲蚀体积及深度,并与自振脉冲水射流比较。另外以进气方式为研究对象,分析其对冲蚀效果的影响规律。结果表明,脉冲气液射流冲蚀体积随靶距增加出现一峰值与之对应,且峰值位置较脉冲水射流峰值点左移,其冲蚀深度随靶距增加大致线性降低;若腔长选择合理,脉冲气液射流的冲蚀体积较脉冲水射流大幅上扬,在腔长为3mm时其最大增幅达到91.7%。但两种射流对应的冲蚀深度鲜受腔长的影响,且随靶距变化甚微;进气孔分布方式虽对冲蚀深度无显著影响,但对冲蚀体积的影响较为明显。     

无围压射孔技术在低渗透油田的应用与认识

本文介绍了无围压射孔技术的工艺原理,射孔器器的性能特点,从低渗透油田现场应用效果情况看,施工后,枪体无变形、最大胀径小于5mm,满足安全施工要求;本文从两个方面分析了无围压射孔工艺比常规射孔技术穿深提高原因,同时依据负压射孔理论,分析认为无围压射孔技术较适易地层胶结较好的油层应用;并且对开发层系隔层大、地层压力差异大的分层合采井的完井具有重要应用价值。     

矩形射孔弹射流形成机理的微元法数值分析研究

对矩形射孔弹射流的形成过程及其侵彻靶板的过程进行数值仿真研究,并采用将药型罩进行微元划分的方法,研究药型罩微元的运动规律以及射流的有效结构,获得了射流的头部速度、纵向速度分布、射流的临界侵彻速度等一系列评估射流威力特性的重要参数。结果表明:对于45号钢质靶板,在射流对靶板进行侵彻的过程中,张角为60°的药型罩产生的有效射流为速度超过550 m/s以上的药型罩微元所形成的射流段;有效射流的高速段(v≥1300 m/s)由药型罩顶部材料组成,有效射流的中速段(1000 m/s≤v1300 m/s)由药型罩的中部及中上部材料组成,沿药型罩母线方向靠近底部约0.2倍母线长度的材料不形成有效射流。     

贴壁射流形态对跌坎消能的水力特性影响试验研究

贴壁射流形态是影响跌坎型消力池消能效果和水力特性的重要因素之一。为研究贴壁射流形态对输水工程跌坎消能效果和水流特性的影响,通过１：２０的水工模型试验对反弧贴壁射流和平抛贴壁射流情况下的跌坎消力特性进行试验观察和测试。获得不同射流形态下的主流形态、消力池底板脉动压力过程及水面波动时程曲线。试验结果表明：平抛型贴壁射流通过增加射流入水的俯角,使射流进入消力池后产生强烈紊动和翻滚,导致消力池底板的时均压力和脉动压力比反弧贴壁射流大,但平抛贴壁射流减小了消力池和稳水区的水面波动,能更好地满足输水工程下游隧洞稳定输水要求。     

超临界二氧化碳处理对铀抗大气腐蚀性能的影响

通过对经超临界二氧化碳（Super Critical Carbon Doxide,SCCO2)处理的铀样品在60℃和70％相对湿度大气环境中腐蚀增重速度进行测量，研究了SCCO2处理对铀样品抗大气腐蚀性能的影响，借助俄歇电子能谱和X射线衍射等表面分析方法，对经过SCCO2处理的铀样品在表面的结构和化学成分进行了分析。实验有明，在10MPa、60℃的SCCO2中浸泡处理3．0h和4．5h后，铀样品的抗大气腐蚀速度都较未经过SCCO2处理的样品有明显的减慢。SCCO2压力参数影响的实验结果显示：同样条例上（60℃，3h)，10MPa SCCO2处理的样品的抗大气腐蚀性能比8MPa压力处理的要好；相同压力及时间条件下（10MPa,3h),60℃处理的样品的抗腐蚀性能优于50℃处理的。在所有实验中，10MPa,60℃的SCCO2处理3h后再于2MPa的CO2中浸泡108h，样品的抗腐蚀性能最好。AES分析结果显示，经SCCO2处理后，铀表层C、O含量比未处理品高，表明处理过程中有C和O的引入；XRD分析发现，铀表面与SCCO2之间的化学反应在表层主要的产物是UO2。对超临界二氧化碳处理提高铀抗腐蚀能力的机理也进行了初步的探讨。     

气柱共振对开洞结构内压风洞试验的影响

气柱共振对开洞结构内压风洞试验的影响不容忽视,尤其是连通的两空间或多空间结构。阐述了内压风洞试验相似律及体积补偿要求,即按原型与实验风速比的平方进行内部体积补偿,且体积补偿箱须遵守深且窄的原则。从往复压缩机管道系统引入了内压模型腔体的气柱共振频率计算公式。对两种补偿体积的开洞两空间结构进行内压风洞试验,试验结果证实了当体积补偿箱过于深长时,会出现气柱共振现象从而影响内压测量的精度。     

压膜阻尼对原子力显微镜振动特性的影响研究

原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)在轻敲模式下工作时,随着探针针尖与样品距离的逐渐减小,空气压膜阻尼的作用随之增大。为研究压膜阻尼对原子力显微镜振动系统的影响,分别使用无针尖探针和微球针尖探针进行扫频实验,并基于振动理论将该过程简化,得到了两种不同的振动模型的系统刚度。在考虑压膜阻尼作用影响后,将微球针尖振动系统模型进一步简化为一维振子模型,并对压膜阻尼的影响进行讨论。实验表明空气压膜阻尼模型对于探针样品在微尺度下的作用过程是准确合理的。该结果对原子力显微镜轻敲模式研究具有重要意义。     

射孔弹聚能射流侵彻钢靶的数值仿真与实验分析

应用ANSYS/LS-DYNA3D显式非线性有限元软件,采用ALE多物质算法对某型石油射孔弹装药结构下聚能射流形成、侵彻钢靶过程进行了数值模拟及分析,并与实验数据作了对比。结果表明,数值仿真与实验结果均值间的穿深误差为8.31%,孔径误差为15.16%,这完全满足设计需要,为今后数值计算在射孔弹装药结构优化设计方面的应用提供了参考依据。     

均压时间对VPSA分离低浓度二氧化碳的影响

低浓度CO2是温室气体的主要来源,探讨了用真空变压吸附法对低浓度二氧化碳气体进行分离的实验研究,主要研究了顺向、逆向均压时间对分离效果的影响。结果表明运用均压流程可以同时增加产品气浓度和产品气量;在相同的条件下,产品气浓度随均压时间先增大后减小;逆向均压可以得到更高纯度的产品气。     

超临界二氧化碳渗透成核剂至聚乳酸的分散及对基体性能的影响

通过超临界二氧化碳渗透的方法将成核剂分子输运到聚乳酸基体中,使其达到与传统挤出共混方法相比更为均匀、粒度更小的分散,从而进一步细化聚乳酸的球晶尺寸,改善其结晶行为。球晶尺寸的降低增加了球晶界面的结合强度,提高了聚乳酸的冲击强度。     

超临界CO2流体中超声速的特性

超临界CO2流体声速随压力和温度变化规律,对超声技术强化超临界流体萃取应用具有理论指导作用。为研究超临界CO2流体的超声速特性,设计了单探头脉冲回波法的声速测量探头,频率2.5MHz。采用汕头超声研究所生产的CTS-3600数字式超声探伤仪与声速测量探头连接。以温度每5℃和压力每1MPa为间隔,测量了温度为25℃～55℃,压力为7MPa～26MPa的CO2流体声速,根据不同温度下声速随压力变化的一组等温线,采用多项式拟合得到超临界CO2流体声速随压力和温度变化关系模型,在T=300K时计算模型计算值和文献参考值的相对误差。结果表明:超临界CO2流体声速随压力增加而增大,随温度升高而降低,在T=300K时模型计算值和文献参考值的相对误差在7%以内。     

射流冲击凸台时传热与流动的数值模拟研究

针对冲击射流应用中经常会遇到不平整表面的情况(如各种电子元件),采用RNG的κ-ε模型,对处在半封闭板内凸台的冲击传热和流动进行了数值模拟.研究了冲击凸台表面、侧面及平板上的传热特性,分析了冲击高度H/D、流动Re数等参数对传热和流动的影响.结果表明,冲击高度较小时凸台上表面的传热Nu数沿径向的分布有一个先抑后扬的特征,在凸台边缘处达到最大.数值模拟还较好地给出了射流冲击凸台后流体分离、再次冲击平板等复杂的流动特征.     

超临界撞击流技术制备微胶囊工艺

将超临界流体与撞击流技术相结合,提出了一项新的包覆技术—超临界撞击流技术(SFIT)。以石蜡和玻璃微珠分别作为包覆模型材料的壁材和芯材,考察该技术的可行性和有效性;研究混合器内压力、温度、撞击釜内撞击距离以及膨胀前温度等因素对于微胶囊的表观包覆率和表观形态的影响。结果表明,在混合器内压力20MPa以上、温度75℃,且撞击距离70mm,膨胀前温度140℃时,得到的微胶囊团聚小,包覆均匀且效果较好。实验采用电子扫描电镜、激光粒度分布仪和差式扫描量热仪等检测方法从微胶囊的表观包覆率、粒径分布范围、表面形态等角度进行评价。从结果来看,超临界流体与撞击流技术相结合可以实现微胶囊的包覆且效果良好。     

脉动冲击射流的传热特性研究

为了深入理解脉动冲击射流的传热传质特性,研究脉动流的温度相关热物理性质对于靶面局部努塞尔数分布的影响,分别对正弦和方波非稳态脉动冲击射流进行了数值模拟.结果显示单个正弦脉冲的强化传热并不明显,而方波脉冲的强化传热效果却十分明显.对于脉动冲击射流中的流场分析表明,靶面上的瞬态换热效率与非线性热力学和水力学边界层随时间的发展密切相关.     

Production of few-layer graphene by supercritical CO2 exfoliation of graphite

In this study, the authors report a supercritical CO₂ processing technique for intercalating and exfoliating layered graphite. Few-layer graphene is produced by immersing powdered natural graphite in supercritical CO₂ for 30 min followed by rapidly depressurizing the supercritical fluid to expand and exfoliate graphite. The graphene nanosheets are collected by discharging the expanding CO₂ gas directly into a solution containing dispersant sodium dodecyl sulfate (SDS) to avoid restacking. Atomic force microscopy (AFM) shows that the typical graphene sheet contains about 10 atomic layers. This technique offers a low-cost, simple approach to large-scale production of pure graphene sheets without the need for complicated processing steps or chemical treatment.     

Effect of pressure on the electrodeposition of nanocrystalline Ni-C in supercritical CO2 fluid

Electrodeposition of Ni in a Watt's bath at different applied pressure, and in the presence of CO₂ fluid was investigated. The reduction of carbon and its alloying into the Ni deposit was focused. The current efficiency of electrodeposition and the carbon content in the Ni deposit were found to vary with the applied pressure. The crystal structure of the resulting Ni-C film was characterized by performing X-ray diffraction. The composition of the deposit was analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy. Transmission electron microscopy was employed for microstructure analysis. The results showed that nanocrystalline Ni-C deposit could be obtained. The grain size of the Ni-C film varied from 14 to 43 nm, depending on the deposition pressure and carbon content. A significant increase in microhardness from 450 to 720 Hv could be obtained for the Ni film electrodeposited from a bath of 15 MPa supercritical CO₂ fluid. In 1 M HCl solution, a higher open circuit potential and a lower anodic current density were found when the carbon content in the Ni deposit was increased.     

CO2多联引射器双温制冷系统性能的实验研究

实验研究了CO₂多联引射器双温制冷系统性能,与CO₂传统增压双温制冷系统性能进行了比较,并探讨了并行压缩机的使用对CO₂多联引射器双温制冷系统性能的影响。实验结果表明,在实验工况范围内,对于不同的质量流量比,CO₂多联引射器双温制冷系统的制冷量和COP均要高于CO₂传统增压双温制冷系统,总制冷量和COP最高分别提升了约13.4%及23.8%;在CO₂多联引射器双温制冷系统中使用并行压缩机降低了多联引射器的引射比,但提高了其系统总制冷量和COP,对于不同的气冷器出口温度工况,总制冷量最高提高了约3.4%,而系统COP最高提高了约6.9%。使用多联引射器代替膨胀阀及使用并行压缩机均显著提升CO₂双温制冷系统性能。     

介孔材料CO2吸附性能的研究进展

介孔材料以其适中的孔径、大的比表面积、较高的热稳定性和水热稳定性,在吸附、催化、分离等方面有着广阔的应用前景。综述了近年来介孔材料在CO2吸附领域的研究进展,重点介绍了介孔材料及改性介孔材料吸收CO2的方法;并指出以新材料特别是介孔材料为主体进行碳捕集是今后的主要研究方向。     

Foam processing of polyethylene ionomers with supercritical CO2

Via a batch process, the foam processing of polyethylene-based ionomers having two different degree of the neutralization has been conducted using supercritical CO₂. The cellular structures obtained from various ranges of foaming temperature-CO₂ pressure were investigated by using field emission scanning electron microscopy. For comparison, the corresponding nano-composite also has been examined. The ionic cross-linked structure in the ionomer exhibited significant contribution to retard the cell growth and coalescence of cell, especially in ionomer having higher degree of the neutralization. For nano-composite foaming, experimentally, nano-clay particles led to an increase in cell density after foaming. However, the dispersed nano-clay particles did not act as nucleating sites for cell formation. The competitive phenomenon between the cell nucleation and the cell growth including the coalescence of cell was discussed in the light of the interfacial energy and the relaxation rate as revealed by the modified classical nucleation theory and rheological measurement, respectively.     

超临界CO2循环冷端温度优化研究

超临界CO₂循环冷端排出的热量温度较高,优化冷端温度对于提高循环的效率有重要作用。为了获得最佳的全年平均效率,有必要引入人工制冷,使超临界CO₂循环运行在更优化的冷端温度下。针对550℃/20 MPa参数的分流再压缩方式的超临界CO₂循环,通过热力学方法,分析了自然冷却和人工制冷组合条件下,冷端温度为5~35℃的不同工况下全年平均循环效率,并对冷端温度优化方法的适用性和经济性进行了研究。选取优化的冷端温度,将自然冷却和人工制冷相结合,可提高机组的全年平均效率。对于我国北方地区,冷端温度优化方法有较佳的适用性。引入人工制冷导致机组设备投资增加,但是机组运行效率的提高带来更多的发电收入,并在机组全寿期产生可观的收入增量。