聚丙烯酰胺对高黏油-水环状流流动特性的影响

针对稠油水环输送的水环流动改进问题,提出稠油流动边界层在聚丙烯酰胺(PAM)水环作用下的模拟实验方法,基于自主研发设计的室内油-水两相流可视化环道实验装置,采用500#白油模拟旅大稠油,实验研究了稠油-水环状流外环水相中添加PAM前后的流型特征与阻力特性,评价了PAM对水环润滑的协同减阻效果,分析了PAM对水环流动稳定性的作用机理。实验结果表明:PAM对稠油-水环状流的流型特征与阻力特性均有显著影响,使环状流的分布区域缩小,其缩减区域转变为分层流和塞状流,当其为分层流时减阻作用丧失;当油相表观流速为0.23~0.90m/s时,PAM减阻率随含水率增加先迅速增大后缓慢减小,在测试范围内最高达35%。研究结果可为稠油水环输送工艺优化提供理论指导和技术支持,也可为稠油管输流动改进提供新理念与新方法。

金鸡滩二线船闸工程原型观测方法

水利枢纽船闸改扩建是内河航道整治工程中的控制性工程,以右江金鸡滩水利枢纽二线船闸工程原型观测实践为例,对船闸改扩建原型观测的方法进行分析和总结,主要包括比降观测、表面流速流向测量、断面流量和流速流向观测、泥沙测验和底质取样等5个观测方法。通过现场实践生产,在枢纽上下游多维度同步观测和采样,并对观测成果进行统计、分析和研究,为枢纽船闸改扩建的规划、设计和施工等建设技术方案提供水文基础资料,为模型试验、航道整治工程提供准确的工程实施数据,值得类似项目借鉴和应用。

建成环境与共享单车流率的非线性关系研究

共享单车流率的大小体现了城市空间环境内车辆盈缺的程度,理解其变化及其诱因对于城市单车的调度具有重要意义。由于出行目的和外界环境因素的复杂多变,共享单车流率和建成环境特征之间的关系很难通过具有线性假设的统计学模型来解析。基于此,本研究利用上海市中心城区的共享单车数据,基于极端梯度提升树模型(XG‐Boost)和机器学习的解释性方法部分依赖图(PDP)来探究建成环境对共享单车流率的贡献度和非线性影响,以及流率的非线性模式在工作日和周末的变化。结果显示,特征重要度和非线性机制在两个时段差异化显著。居住人口密度、教育设施密度和住宅设施密度对工作日单车流率的解释度较高,分别为 19.18%、13.16% 和 12.92%,并且具有明显的阈值效应。其中居住人口密度和教育设施密度对于单车净流出率具有正向影响,分别在 11 600 人/km^(2)和 8 个/km^(2)达到最大;住宅设施密度对单车净流出率具有负向影响,对应的阈值为 40 个/km^(2)。各变量对周末单车流率的解释度差异较小,但非线性关系仍不可忽视。具体来说,到市中心的距离和公交线数密度对周末单车净流入率正向影响显著,有效范围为 18~23 km和28~52 条/km^(2);容积率对周末单车净流出率正向影响范围在 0.89~1.41。上述发现表明 XGBoost 模型可以有效弥补传统回归模型(MLR)线性假设的偏见,建成环境特征贡献度和影响范围的揭示也为管理部门针对具有不同建成环境水平地区的单车调度提供决策建议。

阳极燃料流速对SOFC性能影响的研究

燃料在SOFC作还原气体反应时,面临部分反应尾气不能被充分利用而导致其经济性较低的问题,而燃料进气流速与其有着直接的关联。通过建立电-化-热多物理场耦合的SOFC三维模型,研究了阳极燃料流速对SOFC输出性能、组分传递、温度分布的影响规律。结果显示,在给定流速范围内,随燃料流速的增大,电池的功率密度呈上升趋势;沿电池长度方向,阳极电极层的H_(2)浓度梯度随流速增加而减小,由此阳极-电解质界面的电流密度愈加均匀;电池X-Y截面的温度梯度随流速增加而升高,在进气顺流时,较低流速下(v=0.8 m/s)沿电池长度方向的最高温度出现在电池中部位置,其它流速下出现在出气口附近,而进气逆流时最高温度均在电池中部位置,且随流速的增加,最高温度处距离出气口越近。

制备型高效液相色谱法分离纯化绿原酸

采用制备高效液相色谱技术,从杜仲叶提取物中分离纯化得到高纯活性成分绿原酸。对制备色谱的洗脱方式、洗脱剂组成、浓度、洗脱速度等参数进行优化,提出并应用了流动相速度梯度洗脱方法。最佳操作条件为:采用流速梯度进行洗脱,流速先为28mL/min,然后为45mL/min;流动相为15%的有机酸B和0.1%的有机酸E(体积分数);测定波长为254nm;进样体积为10mL;进样量为2500mg。通过该工艺分离纯化,制备回收率为83.3%,相对标准偏差为3.1%,绿原酸的纯度达98.61%,同时可得到杜仲叶黄酮、桃叶珊瑚甙等副产品。

临界携液流量与流速沿井筒分布规律研究

随着大牛地气田的不断开发,气井压力逐渐降低,气井积液越来越严重,准确预测气井的临界携液流量与流速对气井的配产以及积液判断有着重要的意义。除了寻找适合本气田的临界携液流量模型外,还要考虑最大携液流量在井筒中出现的位置。为此,文中通过建立气井临界携液流量模型与井筒压力、温度分布模型,以流压测试数据为基础,对临界携液流量与流速沿井筒的分布规律展开研究。结果表明:当压力梯度小于临界压力梯度时,临界携液流量随井深增加而减小,当压力梯度大于临界压力梯度时,临界携液流量随井深增加而增加;温度梯度为分别为1.5,2.0,2.5,3.0℃/100 m,临界压力梯度分别为0.04,0.05,0.06,0.07 MPa/100 m。

堆积体对不同比降河流壅水影响研究

河流中大型堆积体的存在,引起河道局部过流面积的减小,从而导致上游壅水,引起上游局部河段水位抬高,在堆积体附近则产生局部较大的附加比降,造成水位的急剧跌落。通过水槽试验研究了不同堆积体尺度条件下的河道壅水影响特性。探讨了不同主河道河道比降(水动力条件)下的最大壅水高度、附加比降的变化规律。结果表明:相对壅水高度随堆积体尺度增加而加大,与主河比降存在正相关关系,但进入急流以后,比降影响将削弱。对试验资料进行参数拟合,给出了不同水动力条件下的相对壅水高度与阻水率间的相互关系。分析了急、缓流条件下堆积体阻水特性在物理机制上的差异。

高效液相色谱-荧光检测流速梯度法测定去卵巢小鼠脑内单胺类神经递质

建立了同时检测去卵巢(OVX)小鼠脑内的去甲肾上腺素(NE)、多巴胺(DA)、5 羟色胺(5 HT)3种神经递质的高效液相色谱方法。采用的色谱条件为:C18柱分离,荧光检测器检测,流动相为0 1mol/L的KH2PO4缓冲液 甲醇(体积比为9∶1),设置单泵流速梯度洗脱。方法的检测限(S/N=3)均在10nmol/L以下,绝对回收率均在80%以上,样品日内测定峰面积的相对标准偏差在3 03%以下。该方法具有检测灵敏度高、样品制备简便等优点,对小鼠脑内的3种单胺类递质的检测具有实用价值。

三峡电站调峰流量对航运的影响分析

针对三峡—枝城河道的地形特征,建立一维非恒定流模型.在三峡电站预先给定的航运约束条件下,计算电站下游的非恒定流对航运的影响并对若干调峰流量过程曲线进行分析,找出满足航运要求的调峰曲线.提出可调整葛洲坝的库容水位关系,对三峡调峰流量进行反调节,削峰填谷,以满足航运要求.

裂缝性低渗油藏试井模型与非稳态压力特征

流体在裂缝性油藏基质岩块中的流动速度和压力梯度成二项式关系,基于此分析了二项式中各项式作用及意义,进行了裂缝性低渗透介质非稳态压力动态分析。建立了流体在裂缝性低渗透介质中的运动方程和双重渗透介质非稳态渗流数学模型,并采用隐式差分格式形成了渗流方程的数值求解形式,对其进行了求解。研究结果表明:二项式系数对压力及压力导数有着较大的影响。α值和b值越大,等产量条件下压力及压力导数变化幅度越小、越缓;α值同时影响着窜流发生的时间和程度,而b值则主要影响窜流发生的时间;启动压力梯度的存在决定着基质岩块向裂缝窜流的难易程度,启动压力梯度越大,基质岩块向裂缝窜流的程度越低;而渗透率比对压力及压力导数的影响和普通油藏类似。

细粉下料过程的气固流体动力学作用分析

细颗粒粉体下料时受气固流体力学作用在料仓出口附近形成逆压力梯度,使得粉体下料流率实验值远低于理论预测值。而且该压力梯度力直接测量较困难,对模型修正和发展提出了挑战。以玻璃微珠、流化催化裂化(FCC)催化剂颗粒、褐煤和聚氯乙烯(PVC)颗粒为实验材料,首先开展粉体静力学与动力学测试,借助休止角(AOR)、豪斯纳比(HR)和卡尔流动指数(CFI)多个粉体流动性判据综合分析不同粉体的流动特性;在分析粉体料仓出口附近气固流动特征的基础上,结合Jenike流动与不流动判据,将作用在细颗粒粉体上的逆压力梯度力引入到拱应力平衡方程;进一步,提出了利用迭代算法获得逆压力梯度力的方法,实现了对逆压力梯度力与粉体料仓下料流率的预测。建立的粉体下料流率模型考虑了气固流体动力学作用对粉体下料流动的影响,有效改善了传统模型对细粉体流率预测偏高的问题,模型预测偏差从60%以上降低至±20%。

低渗气藏单相气体渗流特征分析

目前对低渗气藏单相气体渗流规律已有初步认识,但在渗流特征方面大多仅限于定性描述,认为渗流曲线由低压力平方梯度下的上凸曲线段和较高压力梯度下的拟线性段组成,存在拟初始流速、临界压力平方梯度和临界渗流速度,未进行定量描述.利用苏里格低渗气田岩心,通过大量室内气体渗流实验,分析了渗透率对渗流曲线的影响,并得出了拟初始流速、临界压力平方梯度与岩心物性参数之间的函数关系.结果表明:拟初始流速与岩心系数呈线性关系,临界压力平方梯度与岩心系数呈负幂函数关系;最终给出分段描述低渗气藏单相气体渗流曲线的方程组.研究结果为更好认识低渗气藏渗流规律提供了理论依据.

黄土坡面细沟流速随细沟发育的特征

研究细沟流速特征是对细沟侵蚀发育机理探讨的必要方面,通过不同雨强(1.5,2.0,1.0mm/min)连续室内纯净水人工模拟降雨试验,分析不同坡度(10°,15°,20°,25°)、不同坡长(5,10m)条件下细沟流速随细沟发育的变化特征。结果表明,坡面发生细沟侵蚀且再降雨小于前降雨强度的条件下,细沟流速随时间变化的差异极小,可以利用坡面平均细沟流速进行此阶段的相关研究分析;相同降雨条件下,坡长对细沟流速的影响不显著,细沟流速与细沟流路之间的关系应作为进一步研究对象;细沟流速与坡度呈负相关关系,随着降雨进行,细沟的发育,相关程度逐渐增大。

虹吸管道坡度对气液两相流动特性影响的试验研究

为了探明坡度对中行管段倾斜布置的正虹吸管路水力特性的影响,设置11个不同坡度(0、±1/60、±1/30、±1/20、±1/15、±1/10)和2个安装高度(4、6 m)在不同水位差下量测了虹吸管内的气液两相流动现象、含气率、气泡的运动速度、过流能力及总水头损失等水力特性。通过试验得到了正坡和逆坡管路坡度变化对管路水气流动现象的影响规律,揭示了坡度改变对管内含气率和气泡运动速度、虹吸管路流量及管路水头损失的影响规律,并结合理论分析探讨了气体存在对流量和总水头损失的影响。结果表明,随着坡度逐渐增大,管内伪空化现象逐渐减弱,气体的体积逐渐减小,含气率逐渐减小,气泡运动速度逐渐加快,虹吸管路的输水流量逐渐增大,总水头损失也逐渐增大。通过量纲分析的方法,推导出适用于倾斜布置的不同坡度下正虹吸管路输水流量的计算公式;经验证,公式计算值与实测值相接近,逆坡管路中相对误差控制在±6%,正坡管路控制在±7%。以上探究结果为实际工程中管路布置形式提供了参考依据。

空芯光纤中沉积多晶态GeO_2薄膜的实验研究

通过缩短高温炉与冷却器的距离 ,使化学反应区与沉积区的温度梯度增加到约 9℃ /mm ,进而使GeCl4 与O2 可在内径为 1.0mm的空芯石英管内壁沉积上颗粒度约 0 .1μm、厚度为 3.0 μm的多晶态GeO2 介质膜 ,使表面更加光滑 ,提高了光纤的传输性能 ,光纤的传输损耗小于 0 .8dB/m .

超空泡航行体前部线形对空泡生成临界通气量影响的实验研究

基于航行体超空泡理论和格兰威尔线形设计方法,设计了三种具有不同前部线形的航行体模型。并针对所设计的三种模型和具有锥形前部外型的航行体模型在水洞中进行了生成超空泡临界通气量的实验研究。结果表明:航行体前部线型对超空泡临界通气量的影响程度与航行体的轴向斜率分布有关,模型表面斜率轴向分布曲线越平坦或变化率越小,越有利于减少超空泡生成所需的临界通气量。实验数据显示设计的三种格兰威尔前部线型航行体与锥形前部外型航行体相比,生成超空泡临界通气量都有明显减小,最大减小量达24%,为降低超高速航行体超空泡生成所需的临界通气量提供了一条技术途径和研究方法。

刚性圆管中血液周期振荡流的切应力分布

本文通过求解圆管内血液振荡流的基本方程,求得圆管内血液流的压力梯度与切应力之间的关系式。在此基础上,详细讨论了圆管中轴向流速和切变率谐波的变化规律,指出流速谐波和切变率谐波的幅值都将随着谐波次数的增大而逐渐减小。为了使所得结果便于应用,文章通过管轴向中心线流速与压力梯度之间的关系式,进一步给出一种利用管轴向中心线流速计算管内切应力分布的简便方法。该方法用于检测活体血管内血液振荡流的切应力分布,具有操作简单、精度较高的优点。最后,以人体颈动脉为例,讨论血液周期振荡流的切应力的分布特性。发现在任意时刻,除了邻近管壁处切应力急剧增大到一定数值之外,沿管截面切应力分布相当均匀且接近于零,呈现出与定常流不同的切应力分布特征。

拦沙坝调节泥石流拦挡与输移性能的试验研究

拦沙坝是泥石流防治措施中的一种重要拦蓄拦挡工程,在野外调查的基础上,结合防护体系配置优化的新思路展开试验研究。在室内二维水槽模型试验中,通过改变泥石流容重、一次过程体积总量和模型坝的开孔率等控制参数,得出泥石流性能在过坝前、后的变化规律。试验结果表明:(1)回淤坡度随泥石流容重、一次输移体积总量的增大和开孔率的减小而增大。泥石流容重越小,输移体积总量和坝身开孔率对坡度的影响越大。(2)当泥石流一次过程输移总量不超过拦沙坝库容时,开孔率2.2%时的流量变化量为6.6%时的2倍左右。(3)在相同的排水孔过流方式下,可用二次式来拟合物料容重与容重比值的关系。由该拟合式可推出容重为15.67 kN/m3时,容重变化程度最大。(4)引入D50比值作为表征拦沙坝分选泥石流能力的参数,比较泥石流过坝时的颗粒变化情况,稀性泥石流经过拦沙坝时,其"拦粗排细"作用最突出。

线性流的启动压力梯度不能用于平面径向流方程

启动压力梯度的物理概念及判别式是Bear于1972年在利用岩心测试资料研究达西定律的应用下限时提出来的,葛家理教授首次介绍到我国。所谓启动压力梯度,是指流体在饱和的岩心开始发生流动时的压力梯度。应当指出,线性流的压力梯度与流量成正比,启动压力梯度为常数;平面径向流的压力梯度与流量成正比,与径向半径成反比,而且,不同径向半径位置的启动压力梯度是不同的。有关学者将线性流启动的压力梯度及判别式直接用于平面径向流方程的正确性值得质疑。笔者对线性流和平面径向流的压力梯度和启动压力梯度问题进行了对比,并提出了启动流量的概念。同时,对低渗透致密油藏,提出了更为实用的启动生产压差和启动井底流压的评价方法。

屈服—假塑性流体轴向层流流场分析

文中对钻柱内和同心环空中屈服—假塑性流体轴向层流流场进行了分析,建立了轴向流速、流量、压力梯度、剪切应力,剪切速率、视粘度等参数的数学表达式。求解了钻柱内和同心环空中流核的大小,并与幂律流体及宾汉流体作了对比,绘制了上述参数在钻柱内与环空中的分布规律,为管道和钻井水力参数的设计与制定提供了科学依据。