基于热力学影响的氢气与掺氢天然气管道工艺安全问题探讨

天然气管道中掺入氢气输送或纯氢输送是推进氢能大规模利用的有效途径。由于氢气与天然气物性存在较大区别,氢气与掺氢天然气管道的运行安全是不可回避的问题。近年来,国内外开展了天然气管道掺氢输送的前期理论研究、输送工艺影响分析、末端适应性与低压先导试验,也建设了部分代表性的氢气管道,但尚未完全结合氢气物性对工艺安全问题进行深入研究,氢气与掺氢天然气管道的工艺安全问题值得进一步探讨。借鉴天然气管道设计与运行场景,从热力学对氢气与掺氢天然气物理特性的影响出发,对氢气与掺氢天然气管道工程设计面临的关键问题进行了梳理,通过理论分析与模拟研究探讨了热力学对管道工艺安全的影响规律,提出了工程设计的建议。研究表明:在相同压力下,较低的运行温度将增大氢气与掺氢天然气的绝热系数,导致泄漏质量流量升高;在相同泄漏场景下,较低的运行温度对泄漏后介质的热辐射、水平扩散和爆炸均具有正向提升作用;现有标准规范提出的潜在影响半径评价方法未充分考虑温度的影响,实际工程精细化评价中宜进一步考虑;紧急泄放下,氢气设备将面临更低的介质温度。研究成果为后续氢气与掺氢天然气管道的工程设计提供了借鉴。

金属离子杂质对电镀锡过程的动力学影响研究

锡镀层具有优良的抗腐蚀性能及可焊性,被广泛用作电子元器件的保护性和可焊接性镀层。随着电子信息技术的发展,对电镀锡镀层质量也有了更高的要求。在电镀锡过程中,镀液成分及含量是保证镀层质量的关键。随着镀液使用时间的推移,镀液中的金属离子杂质浓度会逐渐增大,当镀液中的金属离子杂质达到一定浓度后,就会对镀层质量产生较大的影响。采用旋转环盘电极研究在电镀过程中两种主要的金属离子杂质(Fe2+、Ni2+)对锡离子还原动力学的影响,进一步解释了金属离子杂质导致锡镀层质量差的原因,研究结果对电镀锡工艺开发以及过程控制具有一定的指导意义。

溶槽水位波动对隧道衬砌的力学影响模拟分析

岩溶隧道通常面临季节性溶槽水位波动带来的水害风险,文章结合工程案例,通过数值模拟,量化分析不同水位和不同位置溶槽蓄水对隧道衬砌受力影响,以揭示隧道水害风险的发生机制和演化特征,主要结论:(1)溶槽在季节性强降雨时发生水位波动,隧道外水压力变化频繁,导致隧道衬砌内力变化显著;水位升高时,结构受力恶化,安全性大幅削减,其中拱顶、边墙仍以小偏心受压模式承载,而隧底部位承载模式由小偏心受压逐步发展为大偏心受压;高水位时衬砌结构存在开裂、破损的风险;(2)边墙部位溶槽蓄水对隧道造成偏压水荷载,边墙安全系数最高下降1.1;地下水位上升,偏压水荷载逐渐演化为均布水荷载,结构受力影响差异性逐渐减小;(3)季节性强降雨来袭,加强泄水降压是解决水头上升、水压过大致使衬砌破坏的关键,并重点关注边墙、隧底衬砌结构安全。

板式橡胶支座脱空力学影响仿真研究

通过山西省在役公路桥梁的调研,确定了支座脱空是该地区支座常见的病害问题,为保障山西省高速桥梁支座在运营过程中的安全,对板式橡胶支座脱空力学影响展开了研究。首先通过MIDASFEA建立了矩形和圆形板式橡胶支座有限元模型,分析了板式橡胶支座在不同程度局部脱空作用下的力学性能变化规律,并对比了矩形和圆形板式橡胶支座的受力情况。研究结果表明:脱空对两类支座的影响一致,相比于矩形板式橡胶支座,圆形板式橡胶支座对脱空更为敏感。

复杂地下环境中新建隧道侵入对桩基的力学影响

在多层多种地下结构相互作用的复杂环境中,新建隧道施工侵入到地下街群桩基础的内部,具有较高的工程风险。通过数值模拟与现场实测,重点研究新建隧道侵入过程对地下街桩位移与内力的影响。结果表明:开挖正洞下部会使与导洞初衬底板相交处的桩段弯矩急剧增大;截桩后,置于正洞上拱部衬砌中的残留桩段轴力明显减小,而衬砌的最小主应力明显增大;与不存在地铁隧道时相比,附近存在地铁隧道时的新建隧道施工引起的地下街桩基沉降会减小,应考虑第三方地下结构的作用。该研究结论可为新建隧道穿越复杂地下结构体系的灾害预防提供参考。

大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道线路维护的力学影响

建立一种桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力学模型,取消部分区段的扣件纵向阻力以模拟维护作业对轨道和桥梁受力的影响。利用所建力学模型对一座80 m+128 m+80 m大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道松开扣件进行线路维护作业的纵向力变化进行分析,结果发现:钢轨纵向力最大变化值为64.82 k N,相当于轨温变化3.38℃产生的温度力;底座板纵向力最大变化值为52.75 k N;剪力齿槽和桥梁固定支座的纵向力变化均在20 k N以下。松开扣件维护作业对钢轨、底座板、剪力齿槽和固定支座的强度影响可承受,按现行《高速铁路无砟轨道线路维修规则》对大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道松开扣件进行维护作业是可行的。

不同椎管内麻醉对老年下肢手术患者血流动力学影响

目的分析不同椎管内麻醉方法对老年人下肢手术的血流动力学影响,为探讨适合老年患者手术麻醉方法提供临床依据。方法选择本院骨科收治的择期行下肢手术的老年患者64例,随机分为持续硬膜外麻醉组(CEA组),腰-硬联合麻醉组(CSEA组),单侧腰麻复合硬膜外麻醉组(OCSEA组)三组。记录麻醉前(t1)、麻醉后10分钟(t2)、手术操作时(t3)、手术结束时(t4)的收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)、心率(HR)以及手术出血量、麻醉效果与不良反应。结果 CEA组和OCSEA组的SBP、DBP、MAP水平和HR在麻醉后t2时间点较CSEA组更稳定,差异有显著性(P<0.05);三组手术出血量、麻醉效果与不良反应比较差异无显著性(P>0.05)。结论 OCESA有良好的临床麻醉效果,具有相对稳定的血流动力学,适合用于老年患者下肢手术。

具有血流动力学影响的动脉导管对极低出生体重儿的血流动力学影响

目的 探讨具有血流动力学影响的PDA (hsPDA)对极低出生体重儿的血流动力学影响,观察布洛芬关闭hsPDA前后的血流动力学变化.方法 收集本院NICU于2011年10月至2012年3月收治的5例出生体重＜ 1500 g的极低出生体重儿,通过超声多普勒证实合并hsPDA:PDA内径≥1.5 mm,LA/AO(左心房内径/主动脉根部)≥1.4,合并左向右分流.采用HP SONOS4500超声仪监测PDA的直径大小、LA/AO、分流情况直至动脉导管关闭.同时采用超声心输出量监测仪(Uscom)自生后第1天起动态监测患儿的肌力指数(SMⅡ)、左室心输出量(LVCO)、心脏指数(CI)、每搏量(SV)、每搏指数(SVI)、外周血管阻力指数(SVRI)等各项血流动力学指标直至动脉导管关闭.观察hsPDA相关的临床症状,出现典型hsPDA相关症状者予布洛芬口服关闭PDA治疗.结果 5例早产儿,胎龄中位数30+4周(27 ～ 32周),体重中位数1300 g(750 ～1500 g).hsPDA大小为(2.2±0.3) mm,LA/AO为1.74,合并左向右分流.在生后72小时内均未出现hsPDA的相关临床症状,于5～7天左右开始出现明显的临床症状,监测血流动力学指标发现患儿的SMⅡ、LVCO、SV、CI、心率均出现显著上升(P＜0.01),SVRI、平均压出现明显的下降(P＜0.01).5例患儿均予布洛芬口服关闭hsPDA,于10 ～ 12天复查超声多普勒5例hsPDA均关闭,SMⅡ、LVCO、SV、CI、心率回落至接近生后早期水平(P＜0.01),SVRI、平均压上升(P＜0.01).结论 合并hsPDA给极低出生体重儿的血流动力学造成显著影响,LVCO、SV、CI、SMII等指标明显上升,SVRI下降、心率增快.经口服布洛芬关闭hsPDA治疗后各项血流动力学指标恢复正常.

乳化剂SP-80合成动力学影响因素的探讨

考察乳化剂SP-80合成中相关动力学影响因素，以产品的乳化能力为考核指标，通过正交试验法优选出最佳工艺条件：醇酸比（摩尔比）为1：1．3，山梨醇脱水温度为110-130℃，山梨醇脱水时间为2．0-2．5h，真空度为3．0kPa，酯化反应温度为200-210℃，酯化反应时间为3．5-4．5h，催化剂用量为0．30％-0．40％。

层间接触状态对半刚性沥青路面的力学影响分析

结合我省高速公路常用的半刚性路面结构,利用ANSYS通用有限元系统分析了面—基层层间接触状态对半刚性沥青路面力学性能的影响,经分析,滑动状态下路表弯沉明显增加、面层内出现较大水平拉应力、水平拉应变明显增加、剪切应力和应变明显增加,因此,在路面设计和施工过程中通过采取技术措施尽量保证面、基层的紧密结合,可延长路面的使用寿命,延缓车辙的出现。

不同鞋底设计运动鞋对运动员原地起动的力学影响

30名大学生运动员穿着两款不同鞋底设计(气垫夹层和纯EVA材质)的运动鞋后,进行双臂固定原地纵跳和站立式原地起跑两个原地起动动作,研究采用Kistler牌的三维测力台和Quattro Jump纵跳台,测量分析他们的纵跳高度和起跑时间。研究发现:30名运动员穿鞋底气垫夹层运动鞋时,双臂固定原地纵跳的腾起高度平均值51.73cm,站立式原地起跑的平均时间0.342s;穿鞋底纯EVA材质运动鞋时,双臂固定原地纵跳的腾起高度平均值52.20cm,站立式原地起跑平均时间0.339s。结果表明:被试穿鞋底气垫夹层运动鞋时,其纵跳高度和起跑时间的均值稍低于他们穿鞋底纯EVA材质运动鞋,但差异不显著。由此,可以认为这两款运动鞋不同的鞋底设计并不能给运动员原地起动动作带来差异显著的力学影响。

气温和颗粒密度对声场中颗粒动力学影响的数值模拟

综合考虑黏性夹带力、Basset力、虚拟质量力和压力梯度力,建立颗粒在声场中的动力学模型,利用变步长四阶RungeKutta算法和二阶隐式Adams插值算法对颗粒的受力和运动进行数值模拟。将模拟和实验得到的颗粒运动特性进行对比,验证数值模拟的正确性。在此基础上,研究气温和颗粒密度对颗粒动力学的影响规律。结果表明,黏性夹带力对颗粒运动起主导作用;气温升高,压力梯度力与黏性夹带力之间的相位差减小,Basset力、虚拟质量力与黏性夹带力之间的相位差增大。研究还发现,气温较低时,颗粒密度对颗粒运动有重要影响,夹带系数随着密度的增加而迅速下降;气温较高时,颗粒密度对颗粒运动的影响较小,颗粒位移振幅和夹带系数相对低温时明显增加。

超限对三种沥青路面的力学影响

随着我国国民经济和公路交通运输事业的发展,运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加,且车辆超限的现象十分普遍。河北省干线公路运输车辆的调查显示,超限车辆占满载车辆的80%左右,超限率(超限轴重与核定轴重的比)一般为60%至100%。天津市汽车超限情况的调查显示,80千牛顿以上载重车约占车辆总数的10%至30%,其中超限车约占重车的30%至70%,平均超限率为50%至70%,最大超限率达到了177%。调查还发现,80%至90%的载重25千牛顿以上货运汽车超限,尤其以运建材、煤、钢材等重物的车辆超限最为严重。在各等级道路上。

下颌骨三维有限元模型分析模拟咬合创伤对髁突的力学影响

目的建立下颌骨的三维有限元模型,模拟可导致咬合创伤的异常咬合力,研究对髁突力学影响及位移变化,为临床研究TMD与咬合创伤提供实验证据.方法选咬合关系正常的男性志愿者,CBCT扫描后得到DICOM数据,髁突顶作约束设计,经划分网格生成有限元模型.工况一:左侧下颌第1磨牙不咬合接触面垂直加载不同负荷;工况二在同一模型上设计颊侧方向不同负荷,研究不同工况下左侧髁突处应力分布变化的规律.结果建立了下颌骨的三维有限元模型,随着载荷的成倍数增加,髁突受力范围一致,但张力和应力也成倍数增加.然后模拟咬合创伤条件下相同牙位施加相同载荷后,应力较垂直负荷时变大,髁突位移距离也增加,结论形成咬合创伤的异常咬合力,可影响髁突的力学传导,导致髁突的病理性改变.

银质针治疗对颅内血管血流动力学影响的临床研究

目的:探讨银质针对颈椎病患者的颅内血管血流动力学影响。方法:116例颈椎病患者随机分为银质针组(治疗组)、推拿组(对照组),分别采用银质针和推拿治疗,观察治疗前后的颅内血管血液动力学改变、颈椎前后X片、CT、MRI变化,血液粘稠度、血脂变化。结果:对照组临床疗效总有效率为76.75%,治疗组临床疗效总有效率为95.00%,颅内动脉收缩期最大峰值流速(Vmax)、舒张末期最小峰值流速(Vmin)、阻力指数(RI)等指标均明显降低,颈椎前后X片均有改善。结论:银质针对颅内血液动力学改善疗效确切。

超细锌颗粒对心肌梗死大鼠外周血流动力学影响

目的锌对手缓解心梗后心肌纤维花和炎症有重要作用,而雾霾中的超细铎颗粒对心梗患者的病生理学影响尚未可知。探究吸入超细锌颗粒对心梗大鼠外周血流动力学的影响。方法基于大鼠左冠状动脉结扎法心梗模型,随机分为吸锌组(MIZn组)和非吸锌组(MI组),相应设置两个对照组Sham组和Sham Zn组,分别在术后4、6周采集超声、颈总动脉实时压力和血流,留取血清测锌含量。用Womersley模型分析颈动脉血流动力学。

阻尼板对水下航行体的力学影响作用

为更加准确地分析阻尼板对航行体产生的力学影响,分析无界流场状态下无壁面与有壁面时的平板力学。首先建立阻尼板对航行体整体的作用力和力矩关系表达式;其次通过仿真分析阻尼板周边的流场变化,得出阻尼板受到的流体作用力矩随张开时间并不呈简单的线性关系;最后利用FLUENT软件对带阻尼板与不带阻尼板的水下航行体进行数值模拟。结果表明:阻尼板的存在会使水下航行体的轴向附加质量增加并且尾部流速降低,可为阻尼板对水下航行体的力学影响作用分析提供一种思路和方法。

高频振荡通气对新生儿呼吸窘迫综合征血流动力学影响的研究

新生儿呼吸窘迫综合征好发于早产儿,死亡率极高,多数伴有不同程度的呼吸困难症状,且随着时间的推移,病情不断恶化、加重,最终形成呼吸衰竭,危及其生命安全[1]。临床治疗新生儿呼吸窘迫综合征通常以机械通气为主,常规机械通气虽然能够恢复患儿血气分析指标,但容易产生诸多的并发症,影响临床疗效。