太湖梅梁湾沉积物中氮铁硫转化细菌的毫米级垂向分布及对氮磷迁移转化的潜在影响

本研究在太湖梅梁湾采集沉积柱,采用一种自制的毫米级柱状沉积物自动垂向分层切割装置对表层50 mm沉积物进行垂向切割(间隔2 mm),结合高通量测序技术分析沉积物中细菌群落的毫米级垂向分布;同时采用毫米级高分辨透析技术和薄膜扩散梯度技术(DGT)分析溶解态和DGT可获取态铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、Fe、P的垂向分布特征。结果显示,沉积物中细菌群落与溶解态和DGT可获取态氮铁磷浓度在垂向上呈现显著的异质性。细菌硝酸盐还原主要发生在-16~0 mm沉积物深度,这可能导致了溶解态和DGT可获取态NO_(3)^(-)-N含量在该沉积物深度的明显减少。细菌铁还原主要分布在-32~-18 mm沉积物深度,细菌硫酸盐还原主要分布在-50~-34 mm的沉积物深度;细菌硫酸盐还原是导致沉积物溶解态和DGT可获取态铁磷浓度从-32 mm随沉积物的深度增加而显著增加的主要原因。本研究加深了对富营养化湖泊沉积物中细菌影响氮磷在垂向上迁移转化的认识。

毫米级球形活性炭的制备及应用研究进展

毫米级球形活性炭作为一种实用型高端活性炭,具有良好球形度,耐磨、传输阻力小、堆密度大、易分离、无毒无害等特点,受到多个领域的广泛关注。介绍了球形活性炭的分类及制备方法,综述了球形活性炭的应用领域及具体进展情况,并对球形活性炭的未来发展方向进行了展望,目前球炭应用范围较窄,可通过表面改性或引入其他基团等方式,针对不同应用领域开发专用产品,同时还应加快研发沥青基/树脂基球炭的规模化制备技术。

基于双目立体视觉的变电站空间毫米级区域故障三维场域监测方法

针对变电站三类基础故障复杂度较高、无法定位空间毫米级区域故障、故障分析不全面、检测精度低等问题,提出了基于双目立体视觉的变电站空间毫米级区域故障三维场域监测方法。该方法采用双目立体视觉建立成像模型,对该模型校订后进行变电站空间毫米级区域故障三维场域图像的采集与处理,以此消除噪声污染,提升监测效果;依据结果基于改进Hu不变矩提取故障特征向量,让其在正则化极限学习机模型中训练并得出最终结果,从而实现该监测。实验结果表明,通过对该方法开展对比测试,验证该方法的图像质量最高,对六种故障状态的检测准确率均维持在80%以上,最高接近100%。该方法提高了对故障监测的精度,具有较好应用前景。

毫米级宽度裂缝封堵层优化设计

毫米级裂缝漏失一直是钻井堵漏的一大难题,封堵层的低承压问题不仅增大了堵漏材料的消耗量,而且还延长了钻井时间。为此,以封堵承压能力、累计漏失量、成封时间为指标,开展了2mm宽的裂缝封堵室内实验,评价了刚性颗粒、弹性粒子以及纤维3种封堵材料协同堵漏效果,并结合实验结果分析了不同材料协同封堵的机理。结果表明,刚性颗粒与弹性粒子组合形成的封堵层累计漏失量普遍大于400mL;弹性粒子与纤维材料组合形成的封堵层承压能力普遍小于6 MPa。3种材料协同组合封堵后承压能力提高到13 MPa,累计漏失量降为75mL。协同封堵过程中,刚性颗粒在裂缝狭窄处形成具有较高承压能力的骨架;弹性粒子在裂缝内发生弹性变形,弹性力作用于裂缝面并增强了裂缝面与封堵层之间的摩擦力,使封堵层更加稳定;纤维材料充填于颗粒之间并形成网络,增强了封堵层的致密性及整体强度。该成果为生产现场堵漏浆配方的优化提供了依据。

毫米级地球参考框架的构建

本文指出了最新的国际地球参考框架ITRF(International Terrestrial Reference Frame)2005已不能满足当今毫米级地球动态变化监测的需要.提出了利用ITRF2005、SBL/GGFC(Special Bureau for Loading/GlobalGeophysical Fluids Center)和GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)等卫星的最新成果,构建毫米级地球参考框架的方案,介绍了对其两个关键问题:地壳非线性运动特征△X_R^i(t)和地球质心运动△X_0(t)的空间技术(GPS,VLBI,SLR和GRACE)监测和地球物理因素模制的方法和一些初步结果,并对目前建立和实现毫米级地球参考框架存在的问题和所能达到的精度进行了初步评估.

宽调谐激光雷达亚毫米级距离分辨的实现方法

分析了单相干通道的宽调谐激光雷达虽具有超大带宽但不能实现符合理论值的距离高分辨率的原因,以及导致非线性调频相位误差的因素。构建了解决这一难题的双相干通道宽调谐激光雷达系统,啁啾带宽在THz量级,引入了具有固定延时的参考通道,采用了有效的信号处理方法,从参考通道中提取出相位误差,再利用此相位误差数据自适应地补偿掉目标通道中的相位误差。实验结果证明,该系统将距离分辨率由米级提高到了200μm左右,接近理论值120μm,实现了低至100 pW的最小可利用回波功率。且即使目标通道和参考通道的延时不相等时,该方法仍有效。

致密储层岩性精准评价及毫米级样品油源精细对比--以松辽盆地北部QP1井为例

致密储层岩性精准评价与油源精细对比是致密油和泥页岩油"七性"评价及勘探开发的重要基础。本文以松辽盆地北部QP1井为例,采用厘米级、毫米级与微米级"三尺度"有机结合的岩性精细准确描述方法,对致密储层岩性精准描述评价结果表明,同一井段岩性条带由常规描述的11个,增加到厘米级精准描述的14个、毫米级精准描述的135个;不同沉积相砂地比三角洲外前缘相由常规描述的17.16%增大到精准描述的29.87%,三角洲内前缘相由45.29%增大到47.55%,滨浅湖相由6.53%增大到9.93%,定量评价了不同陆相沉积相致密储层岩性和储集性。在致密岩性精准描述评价基础上,建立了毫米级岩石样品精确取样及烃类分析技术,致密储层及毫米级样品油源精细对比及含油性评价表明,同一泥岩段及厘米-毫米级薄砂条中烃类特征类似,薄砂条与上下接触的泥岩可能构成生储盖组合;不同泥岩段烃类特征差别明显,其生油母质类型和成熟度接近;不同砂岩段储层烃类特征差别明显,与各自下伏泥岩段的类似,纵向上泥岩厚度2.9m、砂岩厚度1.1m即可构成生储盖组合,具有"下生上储"近源聚集的源储配置关系;指出了三角洲内前缘相为致密油,外前缘相为致密油和泥页岩油,滨浅湖相为泥页岩油勘探有利区的部署方向。

毫米级轻质高强度多孔二氧化硅球的制备与表征

以F127和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在液体石蜡/水(W/O)体系中通过自组装合成了毫米级轻质高强度多孔二氧化硅球.采用激光粒度分析仪、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附分析仪及纳米压痕仪对合成的产物进行了表征.结果表明,合成产物是直径为(1.40±0.20)mm的球形颗粒,球内存在大量多级孔洞,从2 nm到几十纳米的多级孔径并存,样品的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积为498.00 m2/g.另外,毫米级多孔二氧化硅球的表观密度为0.44 g/cm3,硬度与弹性模量分别为549.00 MPa和9.19 GPa.

毫米级全方位移动机器人及其微装配系统研究

微装配系统由微机器人、微移动平台、普通摄像头和显微摄像头组成。微机器人本体尺寸为9mm×9mm×6mm,具有全方位移动特性。机器人使用了4个直径3mm电磁型微电机,其中1个为转向驱动器,其余为前进动力源。基于LIGA技术制造的微齿轮减速系统将4个电机联系在一起,提高了转向分辨率和转向驱动力矩。由SU-8胶制成的手掌固定于压电机械手臂的前端并安装在机器人的顶部,可夹放工件。通过采用细分方法,微机器人直线移动定位达到每步0.07mm,转向精度每步0.8°。微移动平台的定位精度为每步0.005mm,其位移范围为0～0.3mm。微机器人与微动平台相互结合实现了轴孔装配,轴承孔径为0.6mm,轴径0.35mm。

毫米级微型透平的气动优化设计研究

对叶轮直径为10 mm的微型透平进行了3种叶轮型线设计,并应用数值模拟进行了分析比较.主要考察3种方案气动性能的优劣,以此研究毫米级微型透平设计时适用的基本型线.在此基础上对设计方案3进行了气动优化设计,研究了提高毫米级微型透平总-静效率的可行方法.结果表明:在3种设计方案中,叶轮叶片中弧线向反旋转方向弯曲的方案3更适于高速运行,具有较高的效率与功率,是最优的设计方案;随着膨胀比增大,毫米级微型透平的余速损失增加,如追求高的总-静效率,需要选取较低的膨胀比;毫米级微型透平的尾管进出口面积比对透平总体性能有较大的影响,在热力设计时不应忽略,尾管进出口面积比在1左右时,透平总-静效率最高.

煤岩毫米级尺度裂隙网络重构及渗透率预测

为了表征煤中毫米级裂隙的连通性,并得出其渗透性对整个煤的渗透性的影响,通过大量煤样显微镜下观察统计,应用蒙特卡罗方法对毫米级裂隙网络进行重构。采用赋零法并结合Matlab软件得出有效连通裂隙网络;应用二维渗流方程,得出了毫米级裂隙网络有效渗透率。与实测渗透率对比结果表明:煤岩中有效连通的毫米级裂隙网络是渗透率的主要贡献者;其他参数一定的情况下,随着毫米级裂隙密度、宽度的增加,渗透率呈指数型增加。毫米级裂隙长度增加到一定程度后,渗透率几乎不再增加。储层改造中形成新的裂隙或增加裂隙宽度是增加其导流能力的关键。重构的毫米级尺度裂隙网络能够更清晰地显示裂隙的连通性,为煤层气在裂隙网络运移路径选择及流动方式研究奠定了基础。

毫米级多微型机器人协调策略的研究

针对电磁型微电机的毫米级微型机器人自身的特点,根据核工业管道检测的特殊需求,利用视觉传感器获得的位置信息,为实现多微机器人系统任务而设计了多微型机器人的协调策略,通过系统实验并进行了具体的论证.

毫米级微型燃气轮机系统设计原则与可实现性循环分析

针对多学科领域中毫米级微型燃气轮机系统的设计原则、性能参数选取和整体可实现性条件进行了理论综述、对比研究和量化分析.结果表明:由于毫米级微型燃气轮机系统通常采用无回热器结构的布雷顿简单循环体系,压气机与透平主要受到低Re流动的影响和二维几何结构的限制,因此在设计时需利用不同叶片厚度来分布控制流动分离,并采用相同叶高且间隙分别是弦长和叶高的0.2%和1%;间隙泄漏、传热损失、转捩流动、出口损失和尺寸效应等因素对性能的影响不容忽视;微型燃烧室设计要求确保充分预混并采用小当量流量比稳定燃烧;装置材料应选用高强度系数的耐高温陶瓷、硅或合金,轴承采用高稳定性气体轴承.通过循环分析表明,微型燃气轮机要达成102W级的可实现性循环,透平进口温度应大于1 100 K,压比大于3,压气机和透平的效率分别达到70%和75%,流量控制在2 g/s以下,叶轮的直径转速乘积达到8 500 mm.r/min,燃烧室总压损失不超过5%.

毫米级颗粒在湍流场中的传热及着火特性

燃料在强湍流中的燃烧广泛存在于实际工业装置中,研究湍流脉动对燃料传热及着火的作用对准确理解燃烧过程具有重要意义。目前,对于气体燃料和液滴在湍流脉动条件下的蒸发着火等过程已经有了非常详细的研究,而对于固体颗粒受热和着火的研究,大多数试验方法,如落管炉、单颗粒炉和平焰燃烧器等,是在层流条件下进行的。湍流条件下的研究方法主要包括高速射流、一维炉和旋流燃烧器,但普遍存在着光学可视性较差以及湍流强度难以调控等问题。为此,通过搭建能够在高温下运行的四风扇对冲实验装置,建立起湍流强度可调的近均匀各向同性湍流场,研究了湍流脉动对毫米级单颗粒升温及着火的作用。通过在不同风扇转速及环境温度下测量流场的瞬态速度分布以及颗粒温升曲线,获得了不同环境温度及湍流强度下颗粒的传热特性。基于粒径为4.4 mm的铜球传热试验结果提出了考虑湍流脉动作用的颗粒传热模型,并利用粒径为2.0 mm的铜球升温试验数据进行模型验证。研究结果表明,所建立试验台测量区域流场的脉动速度具有各向同性特征,且远大于时均速度,脉动速度大小随着风扇转速线性增加。脉动速度的增大使得煤颗粒着火提前、铜球颗粒升温速率加快,说明湍流对颗粒传热的强化作用不可忽略。通用的Ranz-Marshall公式会明显低估强湍条件下颗粒的升温历程,进而造成计算的颗粒着火延迟时间偏大。通过在Ranz-Marshall公式中引入附加的湍流作用项,并根据强湍流场中的试验结果拟合其中的系数,可以准确地表征湍流对大颗粒传热的强化作用。

基于5630 TOP LED亚毫米级阵列式微型透镜的光学仿真

使用新型透镜提高LED取光效率是LED封装的研究热点之一。以亚毫米级阵列式微型透镜封装5630TOP LED为研究对象,利用光学仿真软件TracePro,考察了不同尺寸的阵列式圆锥透镜、半椭球透镜和半圆球透镜对LED取光效率的影响。仿真实验结果表明在优化条件下,5630TOP LED的取光效率可提高10.7%,光分布均匀。该仿真结果对下一步亚毫米级阵列式透镜的设计与制造有实际指导意义。

8km/s以上毫米级空间碎片地面模拟实验研究进展

空间碎片与航天器相对撞击速度高达15km/s,8km/s以上毫米级空间碎片地面模拟技术是开展空间碎片防护结构设计的关键技术之一。本文简述了现有的空间碎片地面模拟技术,并分析了运用这些技术开展8km/s以上毫米级球形弹丸发射技术研究的可行性。重点介绍了近年来国际上在8km/s以上毫米级球形弹丸发射实验技术研究中所取得的最新进展,分析了能够取得相关进展的关键技术,探讨了未来技术发展所需要进一步解决的关键问题。

毫米级高精度海水声速测量技术研究

介绍一种毫米级高精度海水声速测量技术的原理。

英台地区储层内部毫米级泥膜对开发的影响

大庆油田西部英台地区白垩系三角洲前缘粉砂岩储层中发育大量毫米级泥质薄层——泥膜,厚度在3mm以内。泥膜主要发育在三角洲前缘席状砂环境中,河口坝次之,水下分流河道中最少。根据岩芯观察统计,英台地区席状砂储层中的泥膜最大发育频率可以达到48条/米,频繁发育的泥膜在开发时能够改变砂岩内部的油水运移路线,间接起到了降低砂岩孔渗特征的作用。通过对同一个油藏模型在发育和不发育泥膜两种情况下开发特征进行数值模拟的结果对比,定量确定了泥膜的存在对含水率、采出程度和开发周期的影响,并对英台地区的泥膜发育情况提出了针对性的开发应对措施。

毫米级水溶性芯材胶囊的微流控制备方法研究

为开发水溶性芯材胶囊制备新技术,基于微/毫流控技术设计了一种三维结构流动聚焦微通道芯片,采用该芯片制备了水包油包水(W/O/W)型双重乳液,以特种改性环氧丙烯酸酯为中间相,通过在线光固化方式进行中间相的固化,从而制备出粒径均一、颗粒圆整、包封率高的毫米级水溶性芯材胶囊,并研究了流速等因素对乳液形成过程、乳液粒径的影响。当三相流速分别为10mL/h、12mL/h、110mL/h时,所制备的微胶囊平均粒径为2.02mm,分散度小于3%。微/毫流控技术具有较好的稳定性和可操控性,实验装置具有易安装、易拆卸、便于清洗及可重复多次利用等优点。选用绿色环保、高效的光固化方式实现了胶囊壁的快速固化和高效封装。微/毫流控技术设备简单、容易操作,速度快、通量高,溶剂浪费少,达到节能降耗和环境保护的目的,适用于工业推广。

大庆英台地区毫米级泥膜发育特征及储集意义

通过精细岩心观察发现，大庆油田西部英台地区白垩系粉砂岩中发育大量泥质薄层——泥膜，厚度在0．5～3．0mm。大部分泥膜平面并不平滑，而是发生了多种不同形状的微变形构造，其中相当一部分发生了上下砂岩的穿透。泥膜因其渗透性极差而具有很强的垂向阻隔性，理想情况下一层稳定的泥膜能够将所在范围内的上下砂岩完全隔开，将一整套砂体分隔成上下两个独立的油水系统，大量稳定泥膜的发育则使区域内的油水分布变得非常复杂。而频繁发育的小规模或发生穿透的泥膜在油田开发时则阻隔了砂岩内部的油水运移路线，起到降低砂岩孔渗性的作用。研究区低角度浅水三角洲沉积背景是毫米级泥膜大量发育的主控因素，毫米级泥膜的发育频率与沉积微相和单层砂体厚度有密切联系，可以通过局部取心井的泥膜统计来对附近区域的泥膜发育数量进行预测。