基于机器学习的堵漏颗粒粒径推荐方法

井漏是油气勘探领域的重大技术难题。桥接堵漏是最常用的堵漏技术手段,其中架桥颗粒粒径是关键参数,直接影响堵漏成败,目前架桥颗粒粒径的选择主要依赖经验,缺乏科学有效的方法。研究了一种基于机器学习算法的堵漏颗粒粒径推荐方法。该方法基础数据为塔里木盆地库车山前区域126口完钻井的测井、录井及防漏堵漏施工数据,其输入层为基于皮尔森算法筛选出的23项主要参数,输出层为0~750μm、750~1 500μm、1 500~4 000μm、4 000μm以上等4个架桥颗粒粒径区间。训练测试了10种常用的机器学习算法在测井数据、录井数据及测井+录井数据等三类数据集上的准确率,测井+录井数据集上各算法得分普遍高于测井和录井数据集。在测井+录井数据集上,支持向量机和极限随机树算法的F1得分最高,达到0.9以上。基于支持向量机和极限随机树算法的架桥颗粒粒径推荐模型在库车山前一口井上验证2井次,两种算法模型的架桥颗粒粒径预测结果与现场实际堵漏效果一致,在桥堵粒径级配科学优选上具有良好的应用前景。

啤酒糟流化床气化中颗粒粒径对气固流动和产气影响的CPFD模拟

我国酿酒工业每年产生大量废弃啤酒糟,其具有挥发分含量高、硫含量低的特点,特别适合作为气化原料,而流化床气化炉以优异的气固混合和温度均匀性而著称,通过流化床气化实现啤酒糟的资源化和能源化利用具有重要意义。为探究啤酒糟流化床气化过程中颗粒粒径对气固流动行为和产气的影响,基于计算颗粒流体动力学(CPFD)方法,对以空气和水蒸气为气化剂的啤酒糟鼓泡流化床气化过程进行了数值模拟,研究了床料粒径和啤酒糟粒径的影响。通过CPFD数值模拟,获得了鼓泡流化床气化炉内颗粒体积分数分布、酒糟和床料的颗粒分布等流动特征,以及产气中主要气体组分的摩尔分数。借助鼓泡流化床气化实验装置,研究了床料粒径和啤酒糟粒径对产气中各气体组分体积分数的影响规律,并对数值模拟结果进行了验证。结果表明,床料粒径的增加不利于气化炉内的充分流态化和颗粒混合,使气化炉内温度沿高度的分布不均匀,并且不利于碳颗粒和水蒸气的充分混合以及气固反应和气相反应的均匀吸放热,造成H_(2)摩尔分数显著降低;啤酒糟粒径的适当增大有助于延长其在气化炉内的停留时间,从而提高固态碳与水蒸气、二氧化碳之间的反应转化率,生成更多的H_(2)和CO,但过大的啤酒糟粒径会造成啤酒糟和床料的混合较差,使啤酒糟比表面积减小,不利于热解和气化反应,导致H_(2)、CO、CH_(4)和NH_(3)等可燃组分的摩尔分数均降低。

颗粒粒径对激光喷涂镍涂层碱水电解催化性能的影响

激光喷涂技术是一种新型热喷涂技术,其原理是利用激光作为热源加热粉末,使颗粒达到熔化或半熔化状态,并在基体表面形成涂层。采用激光喷涂技术在镍网表面制备镍涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)表征所制备涂层的表面形貌,通过电化学方法表征电极的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)催化活性,研究了镍的颗粒粒径对涂层电解催化性能的影响。结果表明:颗粒粒径会影响颗粒在通过激光时的熔化程度。随着颗粒粒径的减小,所制备的电极表面沉积的颗粒数量增加,在电极表面发现孔洞结构颗粒,同时电极的析氢和析氧过电位下降,双层电容值增加,阻抗降低,表明制备的电极的HER和OER活性提升。平均粒径为45μm粉末所制备的电极在HER和OER中展现出最佳催化活性,当电流密度为10 mA/cm^(2)时,其过电位分别为416 mV和371 mV。本研究为高效率低成本绿色制备碱水电解制氢催化电极提供了一种新方法。

颗粒粒径对尾砂膏体触变性的影响

高浓度尾砂料浆具有复杂的触变性,颗粒粒径是影响料浆触变性的重要因素,颗粒粒径对触变性影响的定量研究尚不丰富.为探究高浓度尾砂膏体的颗粒粒径对触变性的影响,使用同种尾砂制备了不同平均粒径的样品并制成膏体,开展恒剪切速率实验.结果表明,尾砂膏体具有显著的触变性,恒剪切速率条件下呈剪切稀化.稳态条件下,料浆静态屈服应力、动态屈服应力、宾汉姆黏度均与颗粒平均粒径平方的倒数呈线性正相关.瞬态条件下,颗粒平均粒径和相应瞬态拟合参数呈线性关联.推荐的稳态和触变性模型均表现出较高的适用性.通过数据拟合构建了稳态剪切应力和瞬态剪切应力的预测模型,定量表征颗粒平均粒径对触变性料浆稳态和瞬态流变行为的影响.

颗粒粒径对滑坡碎屑流动力特征及能量转化的影响——以四川省三溪村滑坡为例

滑坡碎屑流的能量演化机制涉及复杂的碰撞、摩擦和能量转化,对滑坡灾害的防治具有重要意义。以四川省三溪村滑坡为例,采用离散元法建模,研究了不同土颗粒粒径下滑坡的运动堆积特征、能量演化过程及其对建筑物的影响。结果表明,在不同粒径条件下,滑坡的堆积特征变化不大,但它们对能量转换和建筑物的冲击力有显著的影响。粒径越大,滑坡启动速度越快,峰值动能速度越高,碰撞耗散能量越大,摩擦耗散能量越少。粗粒土中颗粒间距越大,颗粒间的碰撞效应越明显,有利于能量传递,因此,对房屋的冲击力越大。因此,在模拟过程中不能忽视颗粒粒径对滑坡碎屑流动力学特征的影响。这些研究结果揭示了不同粒径土粒在滑坡运动过程中的能量演化机制,为能量演化对建筑冲击的影响提供了初步的认识,可为滑坡碎屑流的防治提供指导依据。

颗粒粒径对立体格栅网–砂界面剪切特性影响

传统平面格栅限制土体侧向位移的能力较弱,而立体格栅网在传统平面格栅基础上增强了横肋与土体的侧阻力作用,有助于增强加筋土结构中筋土界面的相互作用,提高加筋土结构抗变形能力和整体稳定性。为了研究网孔尺寸和颗粒粒径对立体格栅网–石英砂界面剪切特性的影响,通过3D打印技术制作不同网孔尺寸和不同增强型横肋数量的立体格栅网,利用室内大型直剪仪进行一系列单调直剪试验。试验分析了颗粒粒径、格栅网孔开口率和增强型横肋数量变化时界面的似黏聚力、摩擦角及剪切强度系数的变化规律;基于试验,建立了界面剪胀系数模型,定量分析了颗粒平均粒径和格栅网孔开口率对立体格栅网–砂界面剪胀特性的影响。结果表明:当颗粒粒径增大,界面似黏聚力最大提高了65.53%,摩擦角最大提高了7.85%,表明颗粒粒径对立体格栅网–砂界面的似黏聚力影响更明显,对摩擦角的影响较小。当竖向应力从20增大至60 kPa,不同立体格栅网–砂界面最大剪胀角降幅为38.1%~60.8%,表明界面最大剪胀角随竖向应力的增加而逐渐降低。当颗粒粒径较大、格栅网孔开口率较小时,界面的剪胀量较大;剪切强度系数随粒径的增大而增加,增幅最高可达8.76%,表明立体格栅网与粒径较大的填料之间具有更好的互锁作用。

纳米颗粒粒径对太阳能热水系统热性能的影响研究

为研究纳米颗粒粒径对太阳能热水系统热性能的影响,利用TRNSYS软件对海口地区纳米流体太阳能热水系统热性能进行了动态模拟研究。采用Cu-水、Al_(2)O_(3)-水、TiO_(2)-水和SiO_(2)-水4种不同的纳米流体作为系统的换热介质,选取全年和典型天进行仿真模拟,分析了纳米颗粒粒径对太阳能保证率、系统效率、集热器出口温度和系统有效得热量得影响。研究结果表明,随着纳米颗粒粒径的增大,太阳能保证率、系统效率、集热器出口温度和系统有效得热量逐渐降低。当纳米颗粒粒径大小为25 nm时,相比于水,太阳能保证率、系统效率、集热器出口温度和系统有效得热量分别提高了7.18%、7.43%、8.68%和3.84%。而粒径大小为50 nm是一个很明显的分界点,当粒径大于50 nm时,有效得热量的下降速率变的平缓。因此,减小纳米颗粒粒径可以提升热水系统热性能,在设计纳米流体太阳能热水系统时,粒径大小应小于50 nm。

种群平衡方程在颗粒粒径分布中的应用

种群平衡方程应用领域十分广泛,可以应用于追踪系统中固体颗粒、液滴、细胞等粒度分布情况,同时在结晶与气溶胶科学方面更有着重要的应用。深入分析种群平衡方程的条件与作用对于探讨种群数量变动的规律和影响数量变动的因素具有突出的参考意义。本文以四种类型的种群平衡方程为基础,结合正态分布、伽马分布等分布函数着重探析不同条件下方程在颗粒粒径中的应用情况。

水泥熟料的颗粒粒径对水泥强度的影响研究

本研究中采用2种水泥熟料,将不同比表面积的熟料进行了窄粒径分布的分级,分析了各粒径区间水泥熟料的化学组成和矿物组成,研究了其力学强度的发展规律,探讨了水化历程。研究结果表明,(3,32)μm区间水泥颗粒在熟料的比例宜增大,这部分颗粒有利于水泥强度的增长。(32,64)μm区间的颗粒,在水泥强度的发展过程中保证了长龄期强度,同时对28 d强度有一定的贡献,宜占有一定的比例。(0,3)μm区间水泥颗粒太细,需水量大,而64μm以上的水泥颗粒的强度发展非常缓慢,建议限制这2个粒径区间的水泥颗粒含量。

信宜市花岗岩区崩岗土壤物理性质与颗粒粒径研究

崩岗是中国南方水土流失最严重的土壤侵蚀类型。文章通过对信宜市岗尾崩岗不同地貌部位的土壤物理性质和颗粒粒径组成的研究,探讨了崩岗不同地貌部位土壤物理性质与粒径变化规律,并揭示了崩岗侵蚀的发育机制。结果显示:(1)岗尾崩岗不同地貌部位土样中的含水率、容重、比重和孔隙度等物理性质存在明显分异,上部崩壁和崩积体土壤质地较为致密、紧实,经流水改造程度较弱;中下部沟道和冲积扇土样较为松散的土壤质地显示了流水作用参与程度较强。(2)颗粒粒径组成显示岗尾崩岗土样为含砾砂土,崩壁土样呈现了花岗岩风化壳未受侵蚀状态的原状土特征,崩坡上崩积体是重力作用和水力作用共同侵蚀的产物,而沟道和洪积扇则表现为以流水为主的沉积特征。(3)不均匀系数和曲率系数显示岗尾崩岗土体堆积时间较短,崩岗发育年龄较年轻,而崩岗地貌形态和植被覆盖状况也显示其正处于发育的阶段。

颗粒粒径对格栅-土界面静、动力直剪特性的影响

为研究颗粒粒径对格栅-粗粒土界面单调直剪和循环剪切特性的影响,利用大型直剪仪进行了一系列室内大型单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验,并将单调直剪试验与循环后单调直剪试验的结果进行了对比分析,研究了循环剪切应力历史对界面直剪强度特性的影响。结果表明:单调直剪试验中,随着粗粒土粒径的增加,界面似黏聚力和内摩擦角增加;循环剪切中界面抗剪强度发生硬化,同一循环位移幅值下颗粒粒径越小,界面在循环剪切过程中的硬化速度越快;遭受循环剪切后界面残余应力比降低,峰值似黏聚力显著增长。

发动机燃用生物柴油稳态工况颗粒粒径分布

利用发动机颗粒物的稀释采样系统,对1台国3柴油机燃用掺混体积比分别为5%、10%、20%、50%的麻疯树油制生物柴油和石化柴油的混合燃料,以及纯生物柴油JBD100和纯石化柴油JBD0,在2 000和3 200r/min负荷特性和全负荷速度特性下进行试验,研究生物柴油和发动机工况对颗粒粒径分布的影响。研究结果表明:外特性和2 000r/min负荷特性下,掺混体积比大于20%的混合燃料的颗粒分布呈包含核态和聚集态的双峰对数正态分布;在3 200r/min、25%～75%负荷下,JBD50和JBD100的颗粒分布呈现仅有1个核态颗粒峰值的单峰分布;随着生物柴油掺混比的增加,数量几何平均粒径变小;核态数量最大值的工况基本出现在聚集态数量最小值的工况附近,反之亦然。

激光衍射法和吸管法分析黏性富铁土颗粒粒径分布的比较

激光衍射技术(Laser diffraction technique,简称LD法)近年来被认为是一种有效的分析土壤颗粒粒径分布(Particle size distribution,PSD)的手段。为检验LD法在黏粒含量高的富铁土上应用的可行性,用LD法和传统的吸管法实测了6个黏性富铁土剖面(黏粒含量>40%)不同层次土样的PSD数据,比较发现:LD法能够提供更多颗粒粒径级别,尤其是黏粒部分(<2μm)的PSD信息,且分析耗时短,效率高。但是LD法与吸管法测定的不同粒级土壤颗粒的含量存在一定的差异。两种方法相比,激光衍射法"低估"黏粒和"高估"粉粒,或者沉降法"高估"了黏粒和"低估"了粉粒。虽然在黏性富铁土的黏粒部分未发现两种方法的线性关系,但粉粒和砂粒分别存在显著的线性相关。供试土壤黏粒含量高且分布范围窄是导致上述差异的主要原因。经过模型转换后,LD法和吸管法PSD实测数据之间的误差明显降低,这说明LD法可以用于黏性土壤的PSD分析。但是LD法PSD测定结果尚不能直接用于目前基于沉降法的土壤质地三角图,需要一定的数据转换。应该尽快通过对各类代表性土壤进行系统化和规范化的对比研究,提高LD技术的可靠性和实用性,建立起基于LD技术的新的土壤质地三角图,以便进一步深化其在土壤科学上的应用。

颗粒粒径对微生物固化砂土强度影响的试验研究

微生物固化技术(MICP)是岩土工程领域新兴起的一种不良地基处理技术,不同地基土体之间的颗粒粒径并不相同,其固化效果也可能存在一定差别。选用3种不同颗粒粒径范围的砂土进行微生物固化处理,并基于无侧限抗压强度试验、孔隙体积测量和洗酸处理,从宏观角度分析颗粒粒径对微生物固化效果的影响。结合扫描电镜测试,从细观角度对微生物固化机制进行了初探。研究结果表明,微生物固化砂土中碳酸钙晶体以颗粒簇形式堆积在砂土颗粒表面及颗粒间接触处,其尺寸随碳酸钙晶体堆叠程度的增加而增大;对于颗粒粒径较小的砂土,颗粒间孔隙较易被碳酸钙晶体填充密实,固化试样内有效碳酸钙晶体比例较大,"结构性"较强,无侧限抗压强度较高。

Al_2O_(3p)/Al复合材料中颗粒粒径与形态对组织和性能的影响

选用 5 .0和 0 .15 μm两种粒径的Al2 O3 颗粒 ,制备了Al2 O3 体积分数为 40 %的铝基复合材料。利用透射电镜对两种复合材料拉伸前后的组织进行观察 ,结果表明 :5 μm尖角形Al2 O3 颗粒增强复合材料的铸态组织中存在高密度的位错 ,这主要是由于热错配应力引起的 ;0 .15 μm椭球形Al2 O3 颗粒增强复合材料的铸态组织中几乎观察不到位错 ,这与颗粒细小且为等轴状、分布弥散、界面附近应力分布均匀等因素有关。对拉伸断口附近显微组织的观察表明 ,前者基体中位错进一步增殖 ,后者则存在明显的位错环。室温拉伸结果表明亚微米Al2

颗粒粒径和膜孔径对陶瓷膜微滤微米级颗粒悬浮液的影响

通过测定颗粒悬浮液通过陶瓷微滤膜时的渗透通量及污染阻力，确定了陶瓷膜处理微米级颗粒悬浮液时，颗粒粒径和膜孔径对微滤过程的影响和膜污染机理，获得了微米级颗粒悬浮液微滤过程中膜孔径的选择方法。

颗粒粒径和水溶液性质对多孔介质渗透性的影响

水化膜厚度对多孔介质渗透性的影响已为人们所认知,很多文献对此进行了定性的阐述,但这方面的量化研究至今尚处空白。本文首先总结了不同领域有关水化膜厚度的研究成果,确定不同水溶液环境中水化膜厚度的范围在0-200nm,并在此基础上,模拟计算了水化膜厚度对不同粒径球体多孔介质渗透性的影响。为验证模拟结果,试验选用平均粒径分别为8.86（S1）和1.67μm（S2）的2种玻璃微珠进行渗透试验,利用变水头渗透仪,测定不同浓度NaCl和CaCl2溶液在S1和S2样品中的渗透系数。试验结果表明,水化膜对多孔介质渗透性影响显著,在水化膜厚度为75.4-79.4nm的淡水环境中,S1样品的渗透系数为（12.07-12.61）×10^-8 m/s,而S2样品的渗透系数仅为（2.05-2.28）×10^-8 m/s;水化膜厚度的变化对渗透性也有显著影响,5%NaCl溶液中,水化膜厚度被压缩至60.6nm,从而导致S1样品的渗透系数由12.07×10^-8 m/s升高至13.15×10^-8 m/s,S2样品的渗透系数则由2.28×10-8 m/s升高至3.91×10^-8 m/s;5%CaCl2溶液中,水化膜厚度被压缩至32.4nm,从而导致S1样品的渗透系数由12.61×10^-8 m/s升高至15.55×10^-8 m/s,S2样品的渗透系数则由2.05×10^-8 m/s升高至8.86×10^-8 m/s。

激光数字全息应用于两相流颗粒粒径测量

激光数字全息技术在颗粒场三维诊断领域具有巨大的应用潜力。对激光数字全息技术应用于两相流颗粒粒径及其空间分布测量进行了研究。在利用小波函数重建颗粒全息图和颗粒识别定位的基础上,利用全息成像的点扩散理论获得颗粒粒径,并采用二维插值方法提高测量精度。利用所搭建的激光数字全息测量系统对一环形喷嘴产生的颗粒场以及冷态循环流化床稀相区流场进行实验测试,固相为20-100μm的玻璃珠,所测流场空间尺度约为10 mm×10 mm×100mm。测量系统成功地对被测流场区域的颗粒场进行了重建,将获得的颗粒粒径统计分布与Malvern粒度仪测量结果进行了对比,基本吻合,表明激光数字全息测量系统可以很好地进行颗粒场粒径及其空间分布的测试。

颗粒粒径分布光散射反演问题的一种随机算法

颗粒粒径分布的光散射测量是燃烧光学诊断研究中一个非常重要的内容。本文根据粒子在Ｍａｒｋｏｖ链上的游动模型提出一种从光散射数据反演颗粒粒径分布的随机算法，对粒径分布进行了数值模拟。计算的结果表明该算法抗噪能力强，允许噪信比可达２０％；算法对颗粒粒径分布参数不敏感，可适合于极窄、极宽和各种颗粒粒径分布形式；该算法编程简单，易于计算机实现，可望用于颗粒粒径分布光散射在线测量的反演计算。

颗粒粒径对煤表面羟基官能团的影响

利用FTIR漫反射光谱分析及光谱分峰程序,研究了颗粒粒径对铁法烟煤表面羟基官能团的类型和含量的影响.实验研究得出铁法烟煤表面主要羟基类型是自由羟基、羟基氢键、羟基-π氢键、醚氢键和羟基-N氢键以及它们的变化规律,随着煤样平均粒径的减小各羟基官能团吸收强度增强,表明各表面羟基官能团含量随粒径减小而增大,尤其是对于羟基-π氢键、羟基氢键、醚氢键这3种表面羟基官能团,粒径对它们含量的影响更为明显.这些变化是机械力化学作用程度不同的结果.