基于实际气体模型的油浸式变压器爆炸应力分布研究

为了揭示变压器爆炸瞬间应力在变压器油中的传播过程以及变压器油箱变形的影响因素,本文采用数值计算方法,考虑实际气体对仿真结果的影响,引入范德华方程,从变压器油中气体类型、电弧放电位置两方面对变压器油箱的应力分布规律进行研究。以某110kV通用型变压器为例进行分析,结果表明:气体类型是影响油箱应力大小的重要因素,爆炸分析应采用实际气体模型;电弧放电位于绕组下端时,油箱应力较大;总体而言,爆炸发生时,变压器箱体底面和端面应力值较大。

空气驱油可燃气体爆炸安全风险分析

目的目前,安全问题仍然是限制空气驱大规模应用的主要原因,为此进行了针对其爆炸极限计算方法的研究。方法通过对6种可燃气体的单组分计算方法、单组分文献值与2种多组分计算方法进行组合,得到了14种计算组合,将其与国内某油田3口井的爆炸实测值进行比较,以判断哪种组合适应性最好。结果含碳原子单组分燃气计算法与多组分燃气计算中查图-理·查特里修正法组合得到的计算结果整体误差相对较小,更符合爆炸极限实测值。结论可为C_(1)~C_(3)轻烃体积分数达90%以上的井流物的爆炸极限理论计算方法的选择提供参考。

松辽盆地天然气中稀有气体地球化学特征及其地质意义

稀有气体地球化学已运用于地球深部物质及天体陨石研究,随着测量技术的进步,在天然气研究中也开始得到越来越多的应用。使用目前最先进的稀有气体质谱仪,对中国东部松辽盆地中深部天然气的稀有气体全组分丰度及同位素进行了系统的分析,明确了断陷盆地稀有气体的组成特征。研究表明,天然气中稀有气体的丰度从轻稀有气体到重稀有气体具有逐渐减小的反“厂”字形趋势。稀有气体的同位素比值^(3)He/^(4)He为2.64×10^(-6)、^(20)Ne/^(22)Ne为9.94、21Ne/^(22)Ne为0.02922、^(40)Ar/^(36)Ar为743.7,均高于大气值,^(80)Kr、^(84)Kr、^(86)Kr、^(131-136)Xe均表现出相对大气过剩的特征,显示天然气中有幔源气体的混入。综合稀有气体的组成特征,说明松辽盆地中深部天然气均为壳幔混源的无机成因,而且不同构造区块、不同类别天然气的幔源组分贡献存在一定差异。对比稀有气体组成与天然气类型发现,轻稀有气体可以较好地区分天然气的类型,而重稀有气体的组成在各种天然气中没有明显差别。稀有气体同位素除了可以示踪天然气来源外,还可以应用在判别天然气成因、区分天然气类型、表征大地构造等方面。

飞机火焰抑制器阻火测试中混合气体的适用性研究

文章对典型民用飞机油箱通气口飞机火焰抑制器火焰传播特性开展试验研究。根据SAEARP5416中规定的H_(2)、O_(2)、Ar3种混合气体的燃爆方案,借鉴ISO16852标准下的试验方法,自建燃爆试验台,并分别在不同H_(2)体积分数、阻火芯体内部孔径和芯体长度的情况下开展系列试验,并与现行商用阻火器特性进行对比,同时使用高速摄像机获得爆燃阻火现象及规律并开展仿真对比。试验结果表明,使用体积分数为5.0%~10.0%的H_(2)进行飞机火焰抑制器火焰传播试验时,试验阻火成功率极低,并得到H_(2)体积分数升高对火焰传播速度的影响规律。研究表明,H_(2)与航空煤油蒸气的特性差异是阻火失效的关键因素。该文对此次试验的混合气体局限性进行分析,试验结果也为H2类阻火器的研究提供一定的参考。

高压氢气泄漏过程中气体参数计算的新方法

基于气体等熵喷射过程和绝热变化过程分析氢气泄漏的热力学过程,建立理想气体状态方程、Abel-Noble状态方程和基于NIST(National Institute of Standards and Technology)的真实气体状态方程的计算模型,利用MATLAB对稳态/非稳态泄漏过程进行计算。结果显示,建立的稳态泄漏模型能够精确计算泄漏口处的相关参数,在保证计算精度的前提下与数值模拟相比,误差可以忽略不计;非稳态泄漏模型中,与基于理想气体状态方程和Abel-Noble状态方程相比,基于NIST的真实气体状态方程误差更小;非稳态泄漏过程中,罐内气体温度高于理论预测值,泄漏质量流量小于理论预测值。真实气体模型在一定程度上体现了热力学模型的局限性,但与数值模拟等计算方法相比,该模型计算更加快捷精准,对实际气体泄漏事故的预测具有理论指导意义。

SF_(6)替代气体C_(4)F_(7)N/CO_(2)喷口灭弧性能分析

近几年,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体因为较低的温室效应和优异的绝缘性能受到广泛关注,但是C_(4)F_(7)N的电弧分断性能实验昂贵、费时,所以文中以SF_(6)和C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体为研究对象,建立了在固定开距直流电源条件下的电弧模型。通过电弧累计能量和电导的计算结果分析SF_(6)和C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的灭弧性能,通过对径向温度、物性参数的分析和能量运输的计算分析SF_(6)和C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的换热机理研究。结果表明,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的电弧特性比较接近SF_(6)气体,可以通过适当提高气压和C_(4)F_(7)N气体占比来提高C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的灭弧性能,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的能量交换方式也和SF_(6)气体比较接近,说明C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体有较好的灭弧性能,为其在SF_(6)替代气体断路器的应用提供参考。

海南岛温泉气体地球化学特征研究

为了查明海南岛温泉气体的起源,探讨海南岛温泉与琼北新生代火山活动的关系,通过对海南岛温泉气体成分和氮(N)同位素组成进行分析研究。结果表明:海南岛温泉气体以N 2为主,含量都在87%以上,个别样品达到90%以上,且均有CO_(2)共存。海南岛温泉气体δ^(15)N值均大于0,且断裂带集中地区的样品,其δ^(15)N值普遍偏大,而断裂带相对稀疏地区的样品,其δ^(15)N值相对较低,说明温泉气体主要受断裂带控制,主要来源为地壳和大气。此外,海南岛温泉气体不论是气体组合还是氦同位素特征,都与腾冲、长白山及五大连池活动火山区地热流体逸出气体明显不同,前者气体组合以N_(2)为主,后者主要以CO_(2)为主,前者He含量高,3He/4He低,而后者He含量低,3He/4He高。综合温泉气体成分和同位素特征,认为海南岛温泉气体主要为地壳和大气来源,少量为幔源混入,其温泉气体释放活动属于正常的断层气体活动,与琼北新生代火山活动关系不大。

基于便携式悬臂梁麦克风光声光谱仪测定温室气体的方法研究

介绍了一套基于便携式悬臂梁麦克风光声光谱监测大气环境温室气体浓度的高灵敏系统,采用脉冲红外光源通过窄带光学滤光片,形成中红外区的多个光谱波段,结合光学悬臂梁麦克风技术,具有超高灵敏度,可去除背景气体干扰,实现同时监测多种气体。通过对温室气体浓度的测量,验证了甲烷(CH_(4))的方法检出限为0.226×10^(-6),二氧化碳(CO_(2))的方法检出限为2.624×10^(-6),其余的温室气体检出限最低为四氟化碳(0.052×10^(-6)),最高为三氟化氮(0.164×10^(-6))。同时验证了长期重复性,CO_(2)的1倍标准偏差为0.405 5,最大漂移量为1.775 6×10^(-6);CH_(4)的1倍标准偏差为9.162 0,最大漂移量为36.261 1×10^(-9);该仪器对CO_(2)的最大示值偏差为-0.04×10^(-6),CH_(4)的最大示值偏差为1.48×10^(-9)。温室气体的相对标准偏差均<2%;CO_(2)和CH_(4)的平均响应时间均为2 min 40 s;CO_(2)和CH_(4)的决定系数(R~2)均>0.999 9,CO_(2)拟合残差在±0.05×10^(-6)以内,CH_(4)拟合残差在±1×10^(-6)以内。

循环老化三元锂离子电池热失控气体毒性研究

为研究高能量密度锂离子电池循环老化过程中热失控特性变化及释放气体的毒性危害,对不同循环老化程度的三元锂离子电池进行热滥用实验,利用气体传感器阵列,基于有效剂量分数模型对热失控气体毒性危害进行定量分析。结果表明,高镍含量三元锂离子电池循环性能差,200次循环老化后,电池健康状态低于70%。老化电池更容易进入热失控状态,热失控反应更剧烈但释放能量少,释放气体燃烧效率低。在密闭空间内,电池热失控释放窒息性气体危害性比刺激性气体更高,150次循环老化电池的窒息性气体毒性累积效应比新鲜电池早638 s达到临界值1。随老化程度增加,最终电池的刺激性气体毒性即时效应与气体致死毒性即时效应降低,与新鲜电池相比,100次循环老化后,电池的刺激性气体毒性即时效应降低0.34,气体致死毒性即时效应降低0.19。研究结果可为老化电池安全性评估及热失控预警提供数据支撑。

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)混合气体研究进展综述

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)作为一种潜在SF 6替代气体,近年来备受电力行业关注。介绍了SF 6环保替代技术路线和发展现状,归纳了C_(4)F_(7)N混合气体的放电参数测量和流注放电仿真研究进展,分析了气隙、沿面绝缘以及局部放电性能,剖析了C_(4)F_(7)N混合气体的灭弧性能、放电后的分解产物特性以及与固体材料的相容性,并概述了其应用情况,总结了C_(4)F_(7)N混合气体替代SF_(6)气体存在的问题,提出了未来需要研究和关注的重点。

屯宝煤矿井下爆破作业有毒有害气体管控方法研究

针对煤矿井下爆破作业有毒有害气体管控难的问题,以屯宝煤矿绞车硐室及瓦斯抽放硐室施工为工程背景,通过利用矿井瓦斯抽放系统、配合设置隔离和搭建气室等措施调整优化施工工艺,采用全新的技术方法,使爆破作业期间气体管控良好,在满足国家规定的基础上,有效对有毒有害气体进行管控,同时极大减少了作业时间,保障了施工安全,增加了工作效率,施工期间未发生气体超限和伤人事故,安全高效解决了炮烟问题,证明该方法安全有效。

隧道突出气体特征及形成机理研究

为研究高原隧道不明突出气体特征及形成机理,本文采用资料收集、现场调查测试与监测、室内岩石学、地球化学试验等方法与手段,研究突出气体赋存地质环境,揭示突出气体成分、演化过程及演化规律,结合区域地质条件演化过程,建立突出气体形成、演化模式。研究结果表明:(1)该横洞及周边地区不具备发育大规模油气资源的岩性条件,该突出气体应属有机成因与无机成因混合气范畴;(2)突出气体含量随时间呈逐渐减小趋势,气体储量有限,不具有易燃性,具有微~中等腐蚀性;(3)该横洞突出气体是一类成分多样、形成演化过程复杂的有机成因和无机成因混合气,其形成先后经历有机成因阶段与无机成因阶段,区域地质历史时期活跃的岩浆活动和出气孔处发育的碳酸盐岩为突出气体的无机成因提供了证据。研究成果可为类似高原隧道突出气体研究和评价提供参考。

PFAS及含氟气体管控下环保绝缘气体研究与电力装备应用展望

全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《斯德哥尔摩公约》的签署,世界多国逐步出台了针对全氟烷基和多氟烷基物质(polyfluoroalkylsubstances,PFAS)以及含氟气体限制使用的法规和标准,以美国和欧盟为代表的激进PFAS政策也间接导致3M公司计划于2025年底累计停产包括C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O在内的58种含氟物质。为此,该文深入剖析PFAS及含氟气体管控背景下环保绝缘气体与装备发展面临的挑战,阐述相关政策对我国气体绝缘装备低碳发展的影响,指出氟碳类环保绝缘气体的全生命周期管控标准的制定及应用监管规范化是目前的重要工作,并对新型绝缘气体分子设计方法、绝缘与放电理论、工程应用技术及产品研发等方面的未来发展进行展望,以期为我国环保电力装备研发及相关政策的制定提供参考。

“双碳”目标对温室气体监测技术有哪些新要求?

需要全方位、多层次的监测,现在的技术难以覆盖很大的生态系统和大气环境;高温度、高湿度、干扰气体等复杂情况对监测技术要求更高了中国工程院院士、环境监测技术专家刘文清:温室气体监测仪器在实现“双碳”目标过程中的扮演重要角色,因为没有好的监测数据,很难说明温室气体减排的效果,但实际上我们现在的需求和现状还有一些差距。首先,“双碳”工作要求全方位、多层次的监测,涵盖了从点到区域再到全球温室气体的排放状况。现在的监测技术仍然存在监测范围有限的问题,主要是用于固定源的监测,特别是一些工业的排放点和特定区域的集中式监测,很难覆盖很大的生态系统和大气环境。

SF_(6)混合气体放电的极性反转特性研究

SF_(6)混合气体可在极寒条件下替代SF_(6)气体用于气体绝缘电气设备,当设备中存在缺陷时会显著降低击穿电压,因此有必要研究缺陷产生的极不均匀电场中SF_(6)混合气体的放电特性。开展了针板电极下SF_(6)/CF_(4)、SF_(6)/N_(2)混合气体的放电试验,并和SF_(6)气体对比,分析其击穿电压随气压增大呈现的驼峰曲线变化规律。发现SF_(6)混合气体的驼峰曲线相比SF_(6)气体会发生右移,且SF_(6)/N_(2)混合气体的右移现象更加明显。进一步对比研究了不同气压下SF_(6)混合气体的击穿与局放特性,发现SF_(6)/CF_(4)、SF_(6)/N_(2)混合气体的击穿电压均随气压升高出现极性反转,即从负极性击穿转化为正极性击穿,极性反转对应的气压即为驼峰曲线峰谷处的气压;同时,局放特性也会随气压升高出现变化,即从正负极性局放共存转化为只存在正极性局放。通过分析SF_(6)混合气体的局放起始电压随气压的变化趋势,发现当高于峰谷气压时,局放起始电压与击穿电压相差较小,这一现象说明SF_(6)混合气体设备在较高气压时也更易出现无晕击穿,与SF_(6)气体设备的运维经验一致。研究结果对于SF_(6)混合气体设备的运维检修和设计具有参考意义。

“智安卫士”扩散式气体检测仪

设计说明:本研究为“智安卫士”扩散式气体检测仪设计。该款产品可用于社区、居家、仓储、工厂等对空气环境安全性要求较高的场所,即时检测空气中的有害气体及可燃气体,并进行实时浓度显示。产品与手机端、环境空间实现智能互联,通过区域无线网络进行信息传输,当危险气体浓度达到一定阈值时,产品启动声光报警机制,并于手机端警示,同时给出应急处理选项,可实现24小时气体监测,以守护空气环境安全。

基于示踪气体的不同灾变时期的风流实验研究

针对煤矿矿井事故发生率高、后果严重的问题,为了能够更好地了解矿井发生灾害后的灾害详情,更加有效地进行灾害防治与控制,创造性地提出了利用示踪气体技术模拟不同灾害状态下的矿井通风状态,风流流量和示踪气体体积的变化。通过建立实验装置对示踪气体的测量,从而模拟示踪气体在实际不同灾害下的数值,研究总结示踪气体在不同灾害状态下的变化规律。根据示踪气体在不同灾害的变化趋势规律,了解灾害的状态和严重程度,提出有效的灾害防治措施,极大地保证了作业人员的安全,并降低灾害防治的难度,提高灾害救援效率。

高压氧治疗急性有害气体中毒的护理体会

高压氧治疗急性有害气体中毒的护理体会。方法 抽取急性有害气体中毒的患者50例,根据临床护理的措施分为对照组与观察组,对照组织时常规护理,观察组织时综合护理。结果 观察组实施综合护理后患者的整体治疗以及护理效果明显优于对照组。结论 对于高压氧治疗急性有害气体中毒实施综合性的护理干预措施,能够提高临床治疗效果,减缓患者的并发症发生值得临床推广。

施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响

【目的】农业生态系统增温潜势是影响全球气候变化的重要部分。本研究通过田间试验明确施用生物炭和秸秆还田对农田增温潜势的影响,以期为减缓气候变化和农业废弃物资源化利用提供理论依据。【方法】在山东省桓台县农业生态系统试验站的冬小麦-夏玉米轮作农田中开展了3年田间定位试验,试验共设置4个处理:①对照(CK);②施用生物炭9.0t·hm^(-2)·a^(-1)(C);③全量秸秆还田(S);④秸秆还田配施9.0 t·hm^(-2)·a^(-1)生物炭(CS)。4个处理均施等量的氮磷钾化肥,其中氮肥为尿素,用量为200 kg·hm^(-2)·a^(-1),磷肥为过磷酸钙,用量为55 kg·hm^(-2)·a^(-1),钾肥为硫酸钾,用量为40 kg·hm^(-2)·a^(-1)。采用静态暗箱-气相色谱法测定各处理温室气体(CO_(2)、N_(2)O和CH_4)的排放通量并计算净全球增温潜势(NGWP)和温室气体排放强度(GHGI),分析连续施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响。【结果】(1)综合3年的温室气体排放情况,与CK处理相比,S和CS处理的年平均生态呼吸排放量(Re)分别增加了47.8%和67.9%(P<0.05);C处理的年平均N_(2)O累积排放量降低了20.3%(P<0.05),而S和CS处理的N_(2)O年平均累积排放量分别增加了23.6%和41.4%(P<0.05)。(2)与CK处理相比,C、S和CS处理的土壤有机碳年平均变化量(ΔSOC)均有显著增加,其中CS处理增幅最大,增加了150.6%(P<0.05)。与第1年相比,C、S和CS处理第3年的ΔSOC均有显著增加(P<0.05),分别增加了21.7%、20.8%和17.8%。各处理的NGWP和GHGI均存在显著差异,与CK相比,C、S和CS处理的年平均NGWP分别降低了163.5%、171.7%和273.0%(P<0.05),与第1年相比,C、S和CS处理第3年的NGWP均有显著降低(P<0.05),分别降低了73.4%、58.8%和54.7%。与CK相比,C、S和CS处理的年平均GHGI分别降低了236.2%、253.3%和388.9%(P<0.05),C、S和CS处理第3年的GHGI较第1年分别降低了126.3%、98.2%和108.6%(P<0.05)。就产量而言,C、S和CS处理的作物产量保持相对稳定,有轻微增长,但与CK相比无显著差异。【结论】与单施化肥相比,在施化肥的基础上添加生物炭、秸秆还田、秸秆还田配施生物炭的措施均能够在不影响作物产量的前提下抑制增温潜势,其中秸秆还田配施生物炭能够最大程度地降低农田增温潜势,因此秸秆还田配施生物炭是增加农田固碳、缓解气候变化的一项有效措施。

阶梯型螺旋槽在动压径向气体轴承的应用数值分析

改良轴承参数从而提高气体动压轴承承载力和稳定性是轴承设计的主流思路,考虑气动力学影响来改进轴承几何构型,对动压气体轴承研发具有积极的作用。为了将前台阶流的激波效应合理引入动压轴承的构型设计,文章提出一种阶梯型螺旋槽径向动压气体轴承。通过气动力学分析普通型螺旋槽和阶梯型螺旋槽的对承载力的影响,结果表明,新的阶梯槽结构更有利于提高螺旋槽轴承的承载性能,研究结果可为改进螺旋槽空气轴承设计提供有意义的参考。