干热岩发电技术模拟研究与性能分析

应用Aspen Hysys流程模拟软件进行发电系统建模与模拟,并完成细分温度等级下有机朗肯循环发电(ORC)工质筛选和不同发电技术的优化及性能分析。研究显示,在干热岩的预估采出温度下,R245fa综合性能最佳。在120～160℃,3000 k Pa的热源条件下,对于系统净发电功率有:闪蒸-ORC联合方式ORC双级闪蒸单级闪蒸。而180～200℃时,ORC发电模式的净发电功率最大。     

干热岩热能重力热管采热系统数值模拟研究与经济性分析

利用超长重力热管开采干热岩热能可以避免增强型地热系统存在的工质损失、腐蚀结垢和井下连通困难等问题;相比于单井井下换热器系统,热管管内液-气相变使得管壁与热储之间的传热温差增大,使用重力热管开采地热能有望获得更高的单井采热量。本文开发了能对重力热管内部过程与裂隙热储渗流过程进行耦合求解的数值模型,模拟了管长4500 m的重力热管地热系统运行过程,研究了裂隙热储中的流体自然对流对地热系统性能的影响,并与套管式井下换热器地热系统进行了对比研究。进一步分析比较了重力热管、套管井下换热器、增强型地热系统电站的发电成本。研究结果表明,重力热管地热系统单井发电量可达240 kW以上,发电成本约为1.124 CNY/（kW·h）,与增强型地热系统电站发电成本接近,优于井下换热器式地热系统;如果利用废弃油气井建设重力热管地热系统,发电成本仅0.644 CNY/（kW·h）。     

特低渗透油藏裂缝分布规律及对注水开发的影响

随着对地应力认识的逐步加深,地应力与低渗透油田开发的密切关系已愈来愈被重视。本文将岩心裂缝观察、岩石力学实验、应力场数值模拟等方法相结合,开展地应力和岩石裂缝研究,为低渗透油田井网部署及开发方案设计提供。了科学的参考。     

大体积混凝土温度裂缝的主要影响因素

大体积混凝土的温度裂缝是工程界普遍关注的问题。文章着重探究了大体积混凝土温度裂缝的主要影响因素。     

芳纶纸抗张性能的测试影响因素

为进一步提高芳纶纸抗张性能评价的可靠性和一致性,对芳纶纸抗张性能测试过程中的影响因素进行分析和实验研究。以某规格为2 mil和1.5 mil的两种国产间位芳纶纸作为试验对象,分析测试标准及测试过程,主要考虑试样宽度、夹距长度和加载速率为抗张强度和断裂伸长率测试过程中的主要影响因素。对三个影响因素进行正交试验设计和方差分析,得到影响芳纶纸抗张强度和断裂伸长率测试的主要因素并确定最佳测试条件。结果表明,加载速率的变化对两种国产芳纶纸的抗张强度均有较显著的影响,夹距长度的变化对2 mil国产芳纶纸的断裂伸长率有较显著的影响。改变测试条件时2 mil芳纶纸的抗张强度和断裂伸长率变化较1.5 mil芳纶纸更显著。最佳测试条件为试样宽度15 mm、夹距长度180 mm、加载速率25 mm/min。     

熔融还原炉流体流动特性的物理模拟研究

通过铁浴式熔融还原炉的水力学模型,实验研究了底吹流量、顶枪流量和顶枪枪位对熔融还原炉内混匀时间的影响.单底吹实验结果表明,熔池内的混匀时间随着底吹流量的增大和油层厚度的增大都呈现减小趋势.单顶吹实验结果表明,顶枪流量的增大,熔池内的混匀时间大体有减小的趋势,不同的顶枪枪位对熔池的混匀时间有不同的影响.通过比较混匀时间和喷溅量的大小,顶底复吹正交实验得到本实验条件下最佳组合:底吹流量为9 L/min、顶枪流晕为15 m3/h和项枪枪位为350 mm.     

模拟波浪作用下锈蚀钢筋混凝土墩柱的疲劳试验研究

基于莫里森方程,将波长、波高、建筑前水深、基床上水深满足一定条件下的波浪荷载简化成正弦式疲劳荷载.通过墩柱构件的通电锈蚀和疲劳加载试验,研究锈蚀率和疲劳加载频率对裂缝宽度和残余应变的影响.结果 表明:目标锈蚀率为0,5％时,疲劳加载频率对裂缝宽度和残余应变的增幅均不超10％;目标锈蚀率为10％时,疲劳加载频率与两者几乎无关;锈蚀率对两者的影响较为显著,降低钢筋的锈蚀率有助于提高钢筋混凝土墩柱的耐久性.     

自动铺放温度场模拟及黏合点温度影响因素研究

通过建立热塑性玻纤增强聚丙烯预浸带铺放过程的二维温度场模型,考虑了热气温度、铺放速度以及有效加热长度协同作用对预浸带铺放黏合点的影响,并提出了热气温度、铺放速度以及有效加热长度相对黏合点温度的回归方程。其中,重点研究了有效加热长度对铺带黏合点温度的影响。结果表明,随着有效加热长度的增加,铺带黏合点温度增加,且变化趋势逐渐趋于平缓。不同的铺放速度下,有效加热长度对铺带黏合点温度的影响不同。铺放速度越快,有效加热长度对铺带黏合点温度的影响越大。当有效加热长度增加到一定值之后,黏合点温度不再受有效加热长度的影响。     

深水动力压井法循环排量及影响因素研究

针对深水压井的特点,综合考虑多种因素给出了计算深水动力压井法的最大最小排量计算公式,详细研究了深水各种因素对动力压井排量的影响。结果表明:节流管线长度对压井排量的影响非常大,节流管线长度越长初始压井排量越大;节流管线的内径是影响节流管线摩阻的关键因素,内径越大所需排量越大;井径越小,动力压井效果越好。当井径大于25 cm后,井径尺寸的变化对初始压井排量影响微弱;不压漏地层的前提下,压井液密度越高,所需的压井排量越小;溢流量越多,所需压井排量越大,在本文条件下当溢流量超过8 m3时,动力压井无论多大流量都不能完成压井操作。     

相交裂隙对爆破效果影响的数值模拟研究

为了研究节理裂隙在露天矿生产爆破中对爆破效果的影响,运用显式非线性动力分析有限元程序LS-DYNA建立有限元模型,分别对无裂隙、平行裂隙和爆源同侧相交节理裂隙的台阶爆破进行数值模拟,选取3个模型同位置单元,以数值模拟结果为基础,通过应力波传播规律结合最大主应力分析,得出无裂隙工况最大主应力最大,平行裂隙工况次之,相交裂隙工况最小和裂隙越多应力波衰减越快的结论,为实际工况中爆破参数的设置提供了理论依据。     

超临界CO_2流体萃取大豆油的研究与数值模拟

本文建立了一套超临界流体萃取的实验装置 ,在压力为 2 0MPa～ 30MPa ,温度为30 8K～ 32 3K的条件下 ,研究了用超临界二氧化碳萃取大豆油。试验证明用超临界流萃取的方法可以较为完全地得到大豆中的油分。基于固定床、积分柱塞流与微分混合流的假设建立了理论计算模型 ,使用这个模型可以根据装料量少耗时短的微分萃取试验结果来较为准确地计算出相同条件下积分萃取的过程。经本试验结果比较证明该方法简便可行 ,在本文条件下误差小于 6 % ,是对超临界流体萃取放大研究的一种探索     

波纹板表面流体流动特性的数值模拟

利用计算流体动力学CFD商业软件FLUENT,以多相流模型中的VOF模拟为基础,建立了波纹板式的计算模型,考察了液体流速、板面结构、液体物性对液膜流动的影响。模拟结果表明,在一定范围内,随着流速的增加,液膜的厚度和流动时间都减小;波纹板结构直接影响液膜流动,凹槽较浅的波纹板有利于连续液膜的产生,波谷滞留液内发生液体回流形成漩涡;液体的表面张力直接影响连续液膜的产生和断裂,表面张力、黏度、流量共同决定了液膜的厚度和相位差。     

考虑重力对流动影响的地热水平井布井数值模拟

建立干热岩石热流耦合数学模型,采用经典单裂缝二维岩石基质模型对该文模型进行了验证.以美国沙漠峰EGS项目为例,分别模拟计算并分析了水平井开采地热时的注采井间距、纵向高度差对采热的影响.通过正交实验设计,计算得到了获取最高采热温度时水平井注采井间距与纵向高度差的理论关系,按照该文设计方案开采地热,注采井间距150 m时,...     

高压流体过冷流动沸腾的数值模拟

在二流体模型基础上,采用RPI模型计算加热壁面的相间质量传输,对竖直圆管内高压流体过冷沸腾流动过程进行数值模拟.研究发现:壁面温度沿流动方向有明显拐点.根据壁温变化趋势可以判断,转折点位置即为过冷沸腾起始点;管内流体速度的增长曲线并不是简单单调递增的过程,而是速度增长由刚开始的缓慢上升到急剧上升,与空泡份额的分布曲线相...     

封堵高温裂隙的水泥基泡沫流体耐热性研究

煤岩体受热破坏形成的高温煤岩裂隙是煤田火区演化和蔓延的主要成因.水泥基泡沫流体作为一种新型的高温煤裂隙防控材料,其泡沫流体的耐热特性是其重要的技术参数.基于自制泡沫流体隔热性能测试系统,测试了不同支架高度(2 cm、7 cm、12 cm、17 cm、22 cm)和不同喷注厚度(20 mm、40 mm、60 mm、80 mm)情况下水泥基泡沫流体的隔热特性,得出随着测试时间的增加,20~80 mm各个喷注厚度的新鲜泡沫流体冷面温度都增加,在测试时间为0~90 s以内,温升曲线斜率较大;隔热温度空间分布整体在一个曲面上,进而拟合得到了隔热温度、喷注厚度、热面温度三者之间的关系式.受热情况下泡孔液膜微观形态变化表征显示泡沫流体在200 ℃出现失稳定,并从表面张力、液膜基质粘度、自由水含量三个方面分析了受热对液膜排液速度的影响.     

半开启断块油藏自然递减影响因素研究

针对近年来半开启断块油藏的自然递减率较高及在特高含水开发后期如何有效控制自然递减的问题,抽象典型实际模型,应用油藏数值模拟方法,建立了半开启断块油藏概念模型,分析了采液速度、井网完善程度、非均质等因素对自然递减率的影响,并给出了减缓产量递减的措施建议。     

不同蒸煮及磨浆条件对楠竹浆纤维性质的影响

本研究以江西产楠竹为原料用烧碱法、硫酸盐法、添加蒽醌硫酸盐法在温度160℃,碱度16％和硫化度25％下蒸煮,比较研究这三种碱法蒸煮条件下得到的木质素酚化改性潜力及浆料性质。在温和的蒸煮条件下,木质素表现出较大的酚化改性潜力,浆料虽然Kappa值偏高（35～40）,但粗浆得率高（55％-59％）,在立式磨浆机处理条件下与商业漂白浆相比具有更容易控制长度、宽度和长宽比的特点。本研究为如何实现竹材全成分有效利用及如何控制竹浆纤维长短提供可参考的基础数据。     

混合比、温度对无定形聚合物拉伸形变影响的分子动力学模拟

为研究混合比、温度对无定形聚合物单轴拉伸形变行为的影响,采用粗粒化聚乙烯醇模型,应用分子动力学软件lammps模拟不同链长按不同比例组成的混合体系在不同温度下的单轴拉伸过程。混合体系的建立使得模拟趋向实际聚合物的多分散性。分析仿真得出的4个典型变形阶段(弹性变形、屈服、应变软化、应变强化)的应力应变曲线可得出:长链增多引起解缠、重新取向困难,导致应变强化显著,而当短链增多且温度降低时,突然断裂的现象也越容易出现;混合比对弹性变形、屈服及应变软化几乎没有影响,而对应变强化有显著的影响,混合比越小,较长的链越多,应变强化阶段越明显,历经的时间越长。     

注水对诱导裂缝的影响因素研究

不同于天然裂缝,诱导裂缝的形成与钻井、地层应力和注水活动等相关。而一旦与天然裂缝相连通,将改变原来的渗流方式,影响注水效果。在计算诱导裂缝周围应力场分布的基础上,分析水平方向诱导应力对渗透率的影响,得出裂缝面处渗透率与应力的关系,并进一步研究注水过程中流度、注水速度、井底压力、温度和注水水质对诱导裂缝动态行为规律的影响。