基于超音速膨胀凝结的油田伴生气脱二氧化碳研究

油田伴生气通常含有大量的二氧化碳等酸性气体,为了提升油田伴生气质量,必须对天然气进行脱二氧化碳处理;将超音速旋流分离技术用于伴生气脱除二氧化碳是一条全新路径,但二氧化碳在超音速流动条件下的冷凝特性有待进一步明晰。建立二氧化碳在喷管中的相变过程数学模型,讨论二氧化碳超音速凝结流动特性,分析入口温度和压力对二氧化碳超音速凝结特性的影响规律。结果表明:二氧化碳在喷管喉部之后的扩张段发生凝结,生成大量的二氧化碳液滴;随着喷管入口温度增加,尽管凝结的二氧化碳液滴数量增加,但喷管出口和中轴线上的液相质量分数减小,凝结位置越靠近喷管出口;随着喷管入口压力增加,混合气体在喷管出口的压力和温度升高、速度减小,二氧化碳在喷管内凝结产生的液滴数量减少,喷管出口和中心轴线上的液相质量分数越大。

单原子改性氮化碳光催化制氢研究进展

富含地球元素碳和氮的石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因结构稳定、价格低廉,在光解水析氢反应中具有优异的应用前景。金属单原子为提高g-C_(3)N_(4)析氢反应活性提供了新的思路,主要总结了单原子修饰g-C_(3)N_(4)的改性策略,并扼要分析单原子在g-C_(3)N_(4)基光催化剂析氢反应中的作用方式。

游梁式抽油机啮合式刹车驻车装置方案设计

针对游梁式抽油机检修时因系统机械故障或工人未锁死刹车系统而导致生产事故意外发生的隐患,结合现场需求,设计一种啮合式刹车驻车装置,对其实现方案、结构等进行分析,并结合有限元软件对齿块、齿盘、转臂等关键部件进行强度校核;根据其工作原理,对齿块与齿盘的啮入啮出条件进行校核,为后续推广应用提供理论依据。该刹车驻车装置作为抽油机正常刹车装置有益补充,为抽油机检维修等作业提供双保险,为抽油机检维修时溜车隐患的解决提供一种可行的解决方案。

固体核磁共振技术解析固态电池离子输运机制研究进展

固态电池具有高能量密度和高安全性的特点,是下一代高比能电池的重要发展方向。固态电解质的离子电导率和固态电池多尺度界面性质共同决定固态电池的电化学性能。相比之下,离子在固态电池界面的迁移相对缓慢,这也是提高电化学性能的关键所在。然而传统表征方法有其局限性,无法有效解析固态电池纳米尺度界面对离子传输的影响。固体核磁共振技术可以原位无损地分析局域结构,并对离子传输动力学进行定量分析。本文基于作者所在团队以及国内外先进研究成果,立足于固态电池的离子传输关键科学问题,从固态电解质的离子电导率以及电极电解质界面出发,介绍分析了固体核磁共振技术在研究离子传输方面取得的研究成果。本文首先对固态电池面临的问题进行总结,其次介绍电池研究中常见的固体核磁共振方法,重点介绍了如何通过固体核磁技术解析固态电解质的晶界、离子迁移路径、复合电解质两相界面对传输机制的影响,以及电极电解质界面接触、(电)化学反应和空间电荷层对界面离子传输机制的影响。最后展望了固体核磁共振技术在未来研究固态电池科学问题方面的重要作用。

采棉机三角履带行走装置设计与仿真

为了适应长江、黄河流域棉区的棉花机械化采收需求,设计了一款采棉机三角履带行走装置。分析棉田工况、整车接地比压和车速等参数,确定了三角履带行走装置的主要技术参数;通过有限元分析,对基架、驱动轮和摆动销轴等关键部件进行了强度校核计算。结果表明:所设计结构与材料选用均能满足使用要求,单轮承载最高可达8 t。该装置可与原车轮胎快速互换,对于推进长江、黄河流域棉花收获机械化具有一定意义。

质量流量计在油田矿场计量中的应用

近年来,科里奥利质量流量计在油田矿场计量中得到广泛应用,但现场使用过程中发现,该流量计的计量准确性容易受到测量介质、使用时间、测量管结垢结蜡、零点调整等因素的影响,为进一步提升质量流量计的应用水平,规范指导现场使用。以大量质量流量计检定/校准数据为基础,结合质量流量计在现场使用过程遇到的实际问题,开展了相关试验研究和技术分析,提出了提升质量流量计计量性能的意见及建议。

多年冻土区跑道水热力耦合地基温度应力分析

为了揭示多场耦合作用下多年冻土宽幅跑道温度应力的分布规律,首先,采用室内试验模拟了东北某地区冷季降温时多年冻土地温的变化过程,并与基于水热耦合理论建立的温度场模型进行对比;其次,依据东北地区多年冻土地质条件,并结合跑道结构力学参数随温度变化规律建立跑道水热力耦合的地基二维有限元模型;最后,分别计算了30年内1月、4月、7月和10月跑道道面结构和地基整体温度应力的分布规律。结果表明,基于水热耦合的有限元模拟计算冻土温度场的方法是有效的;跑道中间的水平温度应力影响深度约为5 m,一年中1月和7月温度应力变化较为显著,冻土地基大范围内以温度压应力为主,且逐年增大;道面结构层内的最大温度拉应力在1月出现在跑道中心面层,约占面层材料劈裂强度的30%,在7月出现在跑道基层,约占基层材料劈裂强度的28%,因而多年冻土区跑道地基温度应力在夏季和冬季需要引起重视。上述成果可为在多年冻土环境开展机场跑道设计提供参考。

不同海拔下无创呼吸机性能测试研究

目的:探究无创呼吸机通气性能与海拔高度变化的关系。方法:首先将6台不同型号的无创呼吸机(包括2台单水平呼吸机和4台双水平呼吸机)连接好气体质量流量计和夹板模拟肺后放置在低压舱中,然后使用低压舱分别模拟0、1500、3000、4500、6000 m海拔高度的气压环境进行测试。2种呼吸机通气均设置高输出气压组和低输出气压组,对于单水平呼吸机,呼吸机模式设置为持续气道正压通气(continuous positive airway pressure,CPAP),高输出气压组CPAP设置为20 cmH_(2)O(1 cmH_(2)O=98.06 Pa),低输出气压组CPAP设置为8 cmH_(2)O;对于双水平呼吸机,呼吸机模式设置为同步/时间(spontaneous/timed,S/T)模式,高输出气压组呼气相气道正压(expiratory positive airway pressure,EPAP)和吸气相气道正压(inspiratory positive airway pressure,IPAP)分别设置为10、20 cmH_(2)O,低输出气压组EPAP和IPAP分别设置为4、8 cmH_(2)O。在不同模拟海拔下记录气体质量流量计显示的输出气压值数据。结果:实验结果表明,随着海拔的升高,呼吸机实际输出气道正压均呈下降趋势,双水平呼吸机较单水平呼吸机下降幅度更大,且高输出气压组相比低输出气压组下降幅度更为明显,EPAP相比IPAP下降幅度更为明显。结论:该研究可为不同海拔地区的医护人员在使用呼吸机前对相应的参数设置做出修正调整提供参考,还可为呼吸机厂商在呼吸机高海拔补偿功能研发方面提供实验数据。

模拟海洋全浸区环境下A517海工钢的腐蚀机理研究

目的 探究 A517 海工钢在海洋全浸区环境下的腐蚀机理。方法 通过模拟海洋全浸区腐蚀环境,利用失重法、SEM、EDS、XRD、电化学等测试技术,分析A517钢的腐蚀行为历程,并探讨其在全浸区的腐蚀机理。结果A517钢在厚度方向上的最大电位差为 13 mV,小于发生电偶腐蚀的最小电位差50mV,说明材料在厚度方向上的腐蚀敏感性一致。随浸泡时间的延长,腐蚀质量损失量逐渐增加,平均腐蚀速率先降低、后升高、最后趋于稳定,腐蚀速率约为 0.127 mm/a。结论 腐蚀动力初期主要是由溶解氧的极限扩散控制,后期则是腐蚀产物的氧化还原电荷转移控制。腐蚀首先在 Al_(2)O_(3)、MgO 等夹杂物处萌生扩展,腐蚀产物出现明显的分层现象,外锈层主要是疏松易脱落的γ-FeOOH,内锈层主要是致密均匀的 Fe_(3)O_(4),同时锈层中还检测到了β-FeOOH和α-FeOOH的存在。锈层中存在大量微裂纹,削弱了产物膜的保护作用,促进了腐蚀的进行。

锰砂/H_(2)O_(2)/O_(3)体系预处理高浓度甲醛废水的中试研究

为了解决石灰法处理甲醛废水产污量多、管道易结垢及出水色度高等问题,采用锰砂/H_(2)O_(2)/O_(3)催化氧化体系对某药业公司高浓度甲醛废水进行中试研究,考查影响催化效果的反应条件。结果表明:在臭氧量为100 g/h、pH=5、反应时间为2 h、双氧水投加量为0.30%、反应温度为40℃、锰砂投加量为容器体积的60%条件下,处理效果达到最佳,甲醛去除率可达87.3%,化学需氧量去除率可达60.0%,色度去除率可达95.0%。该体系利用锰砂和双氧水联合催化臭氧氧化处理甲醛废水,降低有机污染物的含量,具有氧化效率高、操作简便、无二次污染等优点,以期为高浓度甲醛废水处理提供参考。

番茄鲜汁加工中复配甜味剂的配方研究

以甜味剂替代蔗糖进行番茄鲜汁的研制,通过单因素试验对甜味剂种类、复配甜味剂配比、复配甜味剂添加量、L-苹果酸添加量等因素进行筛选,以pH值、甜度、感官评分作为番茄鲜汁综合评分标准,在此基础上进行响应面优化试验,筛选出番茄鲜汁最佳工艺配方。结果表明,在复配甜味剂(木糖醇∶低聚果糖)配比2∶1,复配甜味剂添加量5%,L-苹果酸添加量0.3%条件下制得的番茄鲜汁综合评分最高为81分,品质最佳。

油田污油池VOCs源强核算

以油田两处污油池为研究对象开展VOCs浓度监测,结合社会科学统计软件包(Statistical Package for the Social Science,SPSS)的Pearson相关分析对监测数据进行了分析;并利用地面浓度反推法核算污油池的VOCs排放源强,将结果与排放系数法计算值进行对比;最后对下风向不同距离采样线监测数据反推源强逐渐减小的原因进行了讨论。结果表明:污油池B各采样线监测数据间的相关性好,反推出的源强较为准确,VOCs年排放量为17.6 t/a;而污油池A监测数据间的相关性不佳,可能是由于其他无组织排放源相距较近影响所致,不适合直接应用地面浓度反推法计算其源强,需要结合其他排放源的情况进行修正。

哈尔滨市做好秸秆禁烧和综合利用的对策研究

哈尔滨市作为农业大市,在粮食稳产、高产的同时,也随之产生大量农作物秸秆资源。由于收储体系不畅、产业发展滞后,秸秆综合利用水平始终在低位徘徊。近年来,由于秸秆综合利用出口不畅,加之受农户传统生产生活习惯的影响,秸秆违法野外焚烧的现象屡禁不止、愈演愈烈。每年春秋两季,全市出现疑似火点均在千处以上,空气质量长时间"爆表"。尽管哈尔滨市在推进秸秆禁烧和综合利用方面做了大量工作,也取得较为明显的阶段性成果,但仍低于全国平均水平24个百分点,每年仍有近800万吨的秸秆资源废弃于田间,形势十分严峻。本文通过提出深化秸秆综合利用的措施,将有效促进秸秆禁烧、改善生态环境,有力促进农业增效、农民增收。

机场道面不平整度对接缝传荷性能的影响

为研究机场道面不平整度对接缝传荷性能的影响,基于国际平整度指数(IRI,international roughness index)建立飞机动载作用下的道面不平整度有限元模型,分析3种不同荷载形式以及7种不同动载系数对道面传荷性能和力学特性的影响。结果表明:通过三角级数合成法可以实现不同等级道面的不平整度模拟;考虑道面不平整度加载时,接缝两侧的位移和板底弯拉应力均高于静力荷载和光滑移动荷载作用下的工况;当动载系数从1.00增大到1.30时,接缝挠度传荷系数和关键传力杆荷载分配系数基本无变化,而传力杆剪力传递系数、板底弯拉应力、混凝土与传力杆界面应力均增大约28%,可见道面不平整度对接缝的剪力传递、板底弯拉应力及界面应力的影响是非常显著的。上述结论可为机场跑道建设与设计中在道面板接缝传荷方面提供一定的理论基础。

菌糠强化微生物降解石油污染土壤修复研究

采用菌糠协同高效石油烃降解菌Microbacterium.sp.Q2进行石油污染土壤修复试验研究,分别设置菌糠固定化微生物组(SIM)、菌糠-游离菌组(SMSB)、菌糠单独组(SMS)和对照组(CK)4组修复实验.考察不同处理方式下对石油污染土壤微生物数量、酶活性和石油烃降解效果的差异性并确定石油污染土壤的最佳修复方案.结果表明:不同修复方式下,SIM组的土壤呼吸强度、微生物数量及酶活性较其他组有明显提高,其对石油烃去除率分别比其他3组提高11.84%、22.15%、54.09%.土壤中脱氢酶活性以及微生物活性与石油烃降解率的相关性显著,此外菌糠固定化微生物对石油污染土壤修复具有生物强化和生物刺激协同的作用机制.

菌糠炭与微生物协同吸附-降解石油烃类污染物

以菌糠为原材料,在不同热解温度(250~650℃)下限氧热解制备菌糠炭,通过分析菌糠及菌糠炭结构的差异,探究其对微生物、石油烃的吸附性能及固定化菌株苍白杆菌Q1对石油烃的降解效果。结果表明:随着热解温度升高,菌糠炭对微生物吸附效果提高,其中550℃菌糠炭吸附固定化量最高为1.582×10^10CFU/g,SEM扫面电镜结果显示菌株主要吸附在材料表面。高温炭对石油烃吸附较好,其中550℃菌糠炭对胶质、沥青质吸附率最高,分别为36.33%、25.59%;吸附效果均与孔结构、芳香性相关显著,其协同微生物对石油烃四组分总体降解效率高,均优于其他热解温度下制备的菌糠炭组,pH值和有机碳含量对微生物吸附-降解影响较明显,550℃菌糠炭对微生物降解石油烃具有强化作用。

中外公共卫生硕士(MPH)培养模式比较与思考

目的新冠肺炎疫情暴露了我国公共卫生体系中长期以来积累的短板,其中最难以忽视的是优秀公共卫生人才的短缺,而作为培养高素质人才的公共卫生硕士(master of public health,MPH)传统教育已不能满足社会的需求,文章旨在为深化我国MPH教育改革提出参考性建议。方法采用案例比较的方法选取中英美三国中六所具有典型代表的高校进行研究。结果围绕其培养目标、招生生源、培养方式、课程设置、实践基地、毕业考核等方面进行中外对比和深入剖析,发现我国MPH培养过程中存在一些不足。结论应针对我国MPH培养体系中的诸多问题开展深入讨论并进行相应的改革。

氧官能团MXenes用于电催化合成氨的理论筛选

电催化合成氨技术以绿色可再生的电能为驱动力,通过在室温条件下改变外加电压来克服速控步能垒,被认为是一种取代哈伯工艺的潜在选择.然而,该技术存在法拉第效率较低、氨气产率不高等问题.因此,设计高效的电合成氨催化剂是目前亟待解决的关键问题.氧官能团的二维过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)由于具有独特的几何结构、高导电性和表面易调变等特点,在全水解、碳转化、氧还原或固氮等电催化过程中应用十分广泛.其中,表面氧官能团不饱和覆盖的MXenes材料的电催化合成氨性能较好,这是因为适量的氧空位能够调节活性中心的电荷分布,从而优化关键中间体的结合强度;同时,氧空位的存在为反应提供了足够的活性位点.然而,氧官能团MXenes家族庞大,种类众多,如何从中筛选出合适的合成氨电催化剂尚且缺乏理论指导.本文设计了一系列氧官能团的二维过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)作为合成氨电催化剂,并通过密度泛函理论从稳定性、选择性和活性角度出发提出了一套较完善的筛选流程.以纯MXenes表面覆盖17/18氧官能团所需的极限电位来判断氧官能团MXenes的稳定性.通过对催化剂上氮气分子和氢原子的吸附行为进行比较来证明其选择性.通过比较潜在热力学决速步的吉布斯自由能(包括G_(N2-NNH),G_(NH-NH_(2))和G_(NH_(2)-NH3))快速获得反应所需的极限电位,可以快速筛选出最佳催化剂.在此基础上,通过吉布斯自由能计算,完整分析了Nb_(3)C_(2)O_(x)上电催化合成氨的反应机理并利用催化性能来验证筛选的准确性.计算结果表明,Nb_(3)C_(2)O_(x)催化剂上的热力学决速步为*NH_(2)加氢,吉布斯自由能仅上升了0.45 eV,与筛选结果一致.此外,结合套索算法,回归了氧官能团MXenes电催化合成氨性能Gx的表达式,探寻了催化活性来源.同时,由吸附能组成的描述符被证明是描述热力学决速步吉布斯自由能的重要变量.

Y2MgTiO6:Mn4+/Nd3+的制备及近红外发光性能

采用传统的高温固相反应制备了一系列Y2MgTi→6:Mn4+/Nd3+下转换材料。利用稳态激发发射光谱以及瞬态荧光寿命等进行了分析,在M n4+→Nd3+能量传递过程中,在331 nm激发下Nd3+产生885 nm和1085 nm的红外发射对应于4F3/2→4I11/2与4F3/2→4I9/2能级跃迁。研究结果证实,双掺Mn4+/Nd3+的Y2MgTi→6在1085 nm荧光强度比其单掺Nd3+的Y2MgTi→6增强了5倍。还进一步阐释了Mn4+→Nd3+能量传递主要是共振能量传递的偶极-偶极机制。近红外发光的下转换材料Y2MgTiO6:Mn4+/Nd3+对晶体硅太阳能电池的荧光转换层具有很好的应用价值。

新型冠状病毒肺炎疫情确诊病例的统计分析及自回归建模

基于安徽省卫生健康委员会截至2020年2月19日公布的800余例新型冠状病毒肺炎病例信息,根据病例中公布的接触史构建确诊患者间的有向传播关系,发现源传染患者中男性居多,被传染患者中女性居多.从病例信息中可知,安徽省新型冠状病毒肺炎疫情的发展从初期的具有武汉居住或接触史的输入病例转入后期本地传播为主的小范围社区传播,且严格的防控隔离措施有效切断了社区内的进一步传播.源传染患者与被传染患者的确诊时间间隔可用G分布拟合,确诊时间间隔的中位数为2 d,平均值为2.67 d.基于有向传播关系的统计特点,构建安徽省疫情发展后期的自回归传播模型,模型仿真结果与疫情发展数据符合.对除湖北省的全国确诊病例数据同样采取自回归建模与仿真,结果仍与疫情发展数据符合.这一发现为控制疫情在湖北省以外区域的防控提供了参考:通过严格的防控措施和隔离措施,疫情在湖北省之外的传播具有很大的黏滞性,多为家庭程度的密切接触传播,且能有效控制新型冠状病毒肺炎在当地的传播深度,有效控制了疫情的蔓延.