A novel experimental setup with sand trunk for heat extraction of geothermal heat exchanger

A novel experimental setup was developed to study the heat extraction of geothermal heat exchanger(GHE)in different operational modes under adiabatic and isothermal boundaries.The experimental setup consists of a sand trunk,a tailored water chiller,a natural cold source unit,two water boxes containing hot water and cool water,and a data acquisition system.The experimental results indicate that the volume flow rate of the entering water is a main factor affecting the heat extraction;furthermore,the heat extraction value per meter pipe decreases gradually along the heat extraction pipe and increases with the increase of the incoming water volume flow rate.Therefore,this novel experimental setup may be helpful to further study the operation performance of GHE in different types of soil.

基于井筒-地层定压实验的重力置换窗口研究

为了处理重力置换引起的溢漏事故,首先需要了解重力置换发生的条件,分析重力置换窗口,判断井下是否发生重力置换,并采取对应的处理方法。通过自主研制的井筒-地层重力置换实验装置,开展气液、液液重力置换临界点实验,基于理论及实验分析,定量计算地层重力置换窗口,并拟合了重力置换窗口临界点压力曲线,拟合公式与实测值误差小于10%。在该实验条件下,当钻井液密度为0.998 g/cm3时,气液重力置换窗口为-5 800~10.6 Pa,液液地层重力置换的窗口为-1 192~16.6 Pa。结果表明,气液、液液重力置换窗口与流体密度差基本呈线性关系;现场实际井下重力置换窗口远高于此,所以需要在钻进时考虑重力置换窗口的影响。据此,提出了预防重力置换发生的方法,以及发生重力置换溢漏事故后对应的处理方法。

普通高中物理实验教学现状及有效途径探索

本文简介普通高中物理实验设置情况和对105所地(州、市)域或县(市、区)域普通高中物理实验教学调查的综合状况,分析普通高中物理实验开设率低的成因,并给出提高普通高中物理实验教学的实践性有效途径。

基于动态光散射法的双调节散射光接收系统设计

动态光散射法以其具有非接触、测量速度快和准确性高的优势被国际ISO推荐为测量纳米和亚微米颗粒粒径的标准方法。然而,传统的动态光散射实验存在难调节、耗时而容易引入杂散光等问题,为此将自动调节功能引入到动态光散射实验中,提出了基于动态光散射法的双调节散射光接收系统的设计方案。该方案利用联动套筒将样品池和光电探测器连接在一起,能有效隔绝环境干扰,通过两组联轴器和步进电机来自动调节光阑狭缝间距和散射距离,采用粗调和微调两个步骤实现了对散射光强度大小和质量的控制和检测。同时,利用共轴特性,避免了人为调节误差,确保散射面与接收面处于同一平行面,大大降低了实验搭建难度。该设计优化了传统的动态光散射实验系统,装置简单,很好地解决了难调节等问题,实现了动态光散射实验的全自动、双调节功能,有望为光散射实验提供新的技术手段。

基于NI myDAQ的积木式磁滞回线实验设计与教学实践

传统的磁滞回线教学实验仪使用的变压器铁磁材料和线圈都已固定,不利于比较硬磁材料和软磁材料的磁性质,不利于学生深入理解磁滞现象与磁材料物性的关系.结合多层次实验教学规范,设计了“积木式”磁滞回线实验装置,可更换磁性材料,通过用NI myDAQ采集次级线圈电压后,用数值积分获得磁感应强度,并使测量更准确、更直观,可加深学生对测量物理过程的理解.在教学上拓展到广义力(磁场强度)和广义位移(磁感应强度)概念,测量磁滞损耗(广义功)及其与磁场强度或磁感应强度之间的相位差关系.

一种测量透明液体浓度的实验装置

针对现有测量液体浓度装置结构复杂,成本高,使用不便,不便于学校和一些小型研究机构使用的不足,利用光栅衍射法设计了一种测量透明液体浓度的装置。装置根据折射率和放入待测液体前后的光栅衍射角的关系进行液体折射率的测量,通过实验探究出液体折射率和液体浓度的关系,这样在测得未知透明液体折射率后就可通过换算得到其浓度。

单轴柔性铰链柔度系数试验装置的设计

为了在空间光学遥感器大尺寸反射镜柔性支撑结构的试验研究过程中获得柔度特性试验数据,设计了一种结构紧蹙的单轴柔性铰链试验装置,采用该装置在材料拉伸试验机上同时实现了端部弯曲和纯弯曲试验功能。该装置利用杠杆原理实现纯弯曲加载,并采用由刚性辊子组成的约束通道对纯弯曲组件进行约束,从而降低了摩擦对载荷传递的影响。试验过程的模拟分析表明,"L"型下推杆引起的横向偏载是影响纯弯曲试验的主要因素,最大横向偏载可控制在4.783 N。试验结果和有限元分析结果及理论计算值取得了很好的一致性。与有限元分析结果相比,试验结果和理论计算值都稍偏小,试验值最大偏差为3.87%。该装置为光学反射镜柔性支撑的试验研究提供了有效的解决方案。

二氧化碳传热实验台的构建

利用CO2为工质实现制冷、供热或低温余热发电的技术已经成为国内外工程热物理领域的研究热点,CO2传热实验台的搭建和可靠运行对于各类跨临界CO2系统及关键部件的设计都具有重要的现实意义。本文设计并搭建了运行压力可达12MPa,质量流量可达5000kg/(m2.s),热功率达30kW的CO2实验台,校正了系统的热平衡,验证了缓冲罐的稳压作用,对实验系统的直接和间接测量参数进行了不确定度分析。系统测试表明:该实验台运行稳定、可靠性高,可广泛用于以CO2为工质的单相、两相及超临界流体传热研究,对其他传热实验台的建设也有一定借鉴意义。

耐火保温材料导热系数的测定

在中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 059-91的基础上,设计并做出了测量耐火保温材料导热系数的实验仪器.阐述了此仪器的实验装置、测量原理及其测试方法、实验结果等.通过测量已知导热系数的碳化硅砖的导热系数,得其误差小于8%;通过对同一试样的两个小试样进行平行测量,得其相对偏差小于3%.

SimMan模拟人综合实验设置在急救课程中的应用

目的通过在急救课程中使用Sim Man模拟人的综合实验设置进行技能教学和考核,提高学生临床急救能力,并通过问卷调查的形式了解学生对此教学方法的认知程度和满意度情况。方法将我校同届两个班级的护理本科生分为观察组(60人)和对照组(60人),观察组在原有急救课程中应用挪威诺度Sim Man模拟人进行CPR操作的基础上进行综合实验教学,对照组则仍接受急救课程的传统教学,在挪威诺度Sim Man模拟人上只进行CPR操作,并未有综合实验设置练习。结果观察组学生理论和技能考试成绩均高于对照组,两组比较差异具有统计学意义(P<0.01),观察组学生对SimMan模拟人综合实验设置教学评价条目反馈中显示增强分析和解决问题能力在83%,其余均在90%以上。结论采用挪威诺度Sim Man模拟人功能,利用科技改良实验教学模式,可提高学生的抢救技能及综合能力。

车用柴油机燃油喷雾的研究发展

详细描述了柴油机燃油喷雾领域的国内外研究现状,并在此基础上分析了柴油机燃油喷雾领域中面临的几个关键问题——柴油喷雾的可视化测试技术研究、柴油喷雾中的空气卷吸运动分析、CFD喷雾模型的持续完善,这些关键问题的解决也预示着对柴油机燃油喷雾的更深一步的认识,同时比较分析了研究喷雾特性的实验设备,指出设计更加类似柴油机真实工作环境的光学设备是深入理解柴油机缸内过程的关键。

多风路空冷汽轮发电机PIV流场测试实验台研发

为了研究定子多风路的大型空冷汽轮发电机内部气隙中(转子外表面与定子内壁面之间)的旋转空气速度场特征,研发并试制了电机通风粒子图像测速技术(PIV)测试实验台.首先介绍了实验台的风路设计方案及部件风扇、定子和转子各部分结构及相关尺寸;设计了PIV测试实验测量方案.然后,采用ANSYS有限元程序,在符合实际的边界条件下,对通风实验台的轴与支撑环及风扇支架、转子环进行应力分布计算及分析,计算并选择合适的拖动系统电动机,得出最终的结构方案,为实验台的加工制造提供基础数据.该实验台可为大型空冷汽轮发电机旋转流场可视化研究提供平台.

大型土木工程结构的模型试验仿真

近年来仿真技术得到了迅速发展,在国民经济各个领域中都发挥出了重要的作用。大型土木工程结构试验不但试验周期长而且还要消耗大量的人力、物力和财力,试验中的某些现象较难捕捉,这些都给利用硬模型试验结果揭示结构损伤机理带来了困难。利用仿真技术的无破坏性和可多次重复性就可以克服这些困难。通过一组厚板筏式基础试件的冲切损伤实例,说明了仿真技术在土木工程结构试验中的应用。利用有限元软件ADINA,较为理想地模拟了搁置于弹塑性地基上的筏板和仅有周边支承的普通平板在竖向荷载作用下发生冲切破坏时的裂缝分布和发展状况,为硬模型试验设计提供了有效的帮助,同时对解释硬模型试验的破坏机理发挥了重要的作用。

中央空调实验装置的计算机控制系统开发

通过中央空调实验装置的计算机控制系统开发，使整套实验设备可以完成模拟智能大厦中央空调的实验教学。介绍了中央空调实验装置的计算机控制系统硬件选用，软件设计、控制策略编写，通过控制功能实现为学生提供了更贴近工程实际的实验平台。

光伏组件表面异物检测实验平台的研制

为了更好地理解各因素对光伏发电效率的影响,设立项目式实验教学单元,在研究组件表面的异物覆盖影响过程中,搭建了实验平台,将传感器技术、嵌入式技术、信号处理技术相融合,可有效检测不同异物覆盖引起的功率输出下降现象。结果表明,该平台检测精度高,对各类异物覆盖情况下的组件输出特性测量结果与理论分析一致,结果可信,表明该平台可用于此类实验的开展与项目研究。

小样品快速冷却实验台的研制及应用

研制了一种用于小样品在低温冷却介质中实现超快速冷却的实验台。通过该实验台对小样品实施弹射,其弹射速度在较宽范围内可调,同时能对小样品的沉浸速度和淬冷温度进行准确的测量。将其应用于小样品在过冷液氮中的超快速冷却过程,可以实现较高的沉浸速度和冷却速率。实验研究表明随着小样品沉浸速度的增大、液氮过冷度的增加,冷却速率明显增加。

风能引信电机的超声速实验技术研究

对于榴弹风能引信电机输出特性的研究,过去都是在闭口式风洞中进行实验,但经大量实验证明,闭口式风洞中各种因素的影响,不利于研究榴弹风能引信电机输出性能及抗高转速的问题。笔者应用气体动力学和实验空气动力学理论,设计一种适合榴弹风能引信电机超声速射流实验装置,利用该装置进行了现有各种型号风能引信电机的超声速实验研究。在此基础上,把超声速风能引信电机进气通道改为拉瓦尔喷管形式。采用实验方法选择出最佳喉道面积。最后,通过实弹打靶得到了验证,同时对风能电机的输出电压和频率进行了风洞试验和打靶遥测数据比较,两者吻合较好。研究表明,拉瓦尔喷管形式的引信电机应用速度范围宽,并便于控制电机的转速。该研究解决了多年来引信电机抗高转速的问题。

实验室改革及发展趋势

通过对全国几所知名高校的实验室考察,结合该校实验室管理体制、运行机制、实验中心的建设改革,提出了高校实验室改革措施及今后发展趋势。

电子科学与技术专业实验实践体系改革的探索与实践

实验实践教学是工科院校教学活动的重要组成部分,实验实践能力培养是素质教育的重要内容。本文结合我校电子科学与技术品牌专业建设的实际,介绍了该专业实验实践体系改革的探索,总结了初步的实践效果。

海上起重船动态特性仿真分析与实验研究

将起重船臂架和吊索作为弹性体,基于柔性多体动力学建立了刚柔耦合锚泊起重船虚拟样机模型。通过DC增益方法选取合适的臂架模态,并详细分析了模态截断的准确性。就设计参数对吊重摆动轨迹的影响进行了分析,发现臂架柔性会导致船舶振动和吊索力变化加剧;且吊重的面内、外摆角之间存在相互耦合作用。研制了船舶运动模拟实验平台,进行了吊重振动试验,对理论计算结果进行了验证。