煤层气储层气-液-固多相渗流规律研究

揭示储层非饱和流阶段煤粉运移产出规律,对煤层气高效排采具有重要现实意义。基于气-液-固三相流模拟装置,通过设定不同煤粉粒径、注入流速、裂缝宽度和煤粉质量分数等条件,开展了煤层气储层非饱和流阶段煤粉产出运移特征试验,并分析了煤粉沉淀量、产出量及煤岩气相与液相渗透率变化特征。研究表明:随着裂缝宽度增加,煤粉产出量呈现出逐渐增大的趋势,沉淀量呈现出先增大后减小的变化特征,在裂缝宽度为0.1 mm时达到最大值;随着煤粉质量分数的增大,产出量表现为先增大后减小(峰值点在0.15‰附近),沉淀量逐渐增大,说明煤粉在储层中运移存在一定的单位体积含量极值,超过极值后,煤粉将大量沉淀并堵塞孔裂隙;合理控制煤层气产水产气速率,能够有效地控制煤粉的产出,煤粉沉淀量和产出量随着注入流速的增长均呈现出先增大后减小的趋势,注入流速为5.0 mL/min时的煤粉沉积量最大,在流速为7.5 mL/min时煤粉产出量相对较高;液相渗透率演化特征呈现出逐渐降低和先稳定后逐渐降低2种变化趋势,气相渗透率演化特征较为复杂;综合注入压力、煤岩渗透率变化、煤粉产出和沉淀特征,可将煤粉在裂缝中运移划分为缓慢沉积、快速沉积和完全堵塞3个阶段。

Cu核微焊点液-固界面反应及剪切行为研究

相较于传统Sn基焊点,Cu核焊点具备更好的导热性、导电性及力学性能。为揭示尺寸效应对Cu核焊点界面反应及剪切强度的影响,制备了不同Sn镀层厚度的Cu核焊点(Cu@Ni-Sn/Cu)。观察回流不同时间后Cu核微焊点横截面微观组织,研究了Cu核微焊点在尺寸效应下的液-固界面反应。之后对Cu核微焊点进行剪切测试,结合断口形貌,分析断裂机理。界面反应结果表明:Cu@Ni-Sn/Cu焊点在250℃回流时,Sn/Ni界面生成Ni含量较高的针状(Cu,Ni)_(6)Sn_(5)IMC,Sn/Cu界面生成Ni含量较低的层状(Cu,Ni)_(6)Sn_(5)IMC。剪切测试结果表明:随着Sn镀层厚度增加,Cu@Ni-Sn/Cu焊点的剪切强度先增大后减小。基于Sn镀层厚度对界面(Cu,Ni)_(6)Sn_(5)IMC层体积的直接影响,Sn层厚度的增加提升了焊点剪切强度。然而Cu@Ni-Sn(60μm)/Cu焊点中Cu核位置的偏移,造成剪切强度略有降低。

1×××/7×××系铝合金液-固铸轧复合模拟研究

结合双辊立式铸轧机设备和技术参数,通过流-固耦合的方法进行了变参数正交模拟研究,揭示了1×××系铝液浇铸温度和铸轧速度对铸轧复合区内温度场、流场的影响。研究结果表明,最优铸轧参数区间为浇铸温度670~690℃、铸轧速度12~13 m/min。浇铸温度越高、铸轧速度越快越容易发生漏液,反之容易发生轧卡。

固态基板表面硬化层对液-固铸轧1070A/7075复合板组织与性能影响研究

采用钎焊金刚石碗磨片、钢丝刷和百叶片3种不同材料对7075铝合金基板进行打磨,制备了具有不同表面加工硬化层状态的7075铝合金基板,之后采用液-固铸轧的方式制备出1070A/7075铝合金复合板,探究了不同打磨方式下加工硬化层状态对1070A/7075铝合金复合板组织与性能的影响。研究结果表明:3种机械打磨方式下复合板硬化层厚度情况分别为百叶片(45μm)>钢丝刷(25μm)>钎焊金刚石碗磨片(15μm),固态基板经钎焊金刚石碗磨片打磨处理后的1070A/7075铝合金复合板元素扩散距离为7.5μm,结合强度为55.2 MPa。

面向碳捕集的液-固相变吸收剂的研究进展

人类工业活动排放的大量CO_(2)气体是导致全球变暖的主要因素,CO_(2)捕集、封存与利用(CCUS)是实现碳减排和应对全球变暖最有效的技术方向。目前,工业上多采用的醇胺法捕集CO_(2)存在解吸能耗高的问题,寻找低能耗的碳捕集方法成为目前研究的重点。基于相变吸收剂的碳捕集过程所需的再生能耗较传统的醇胺法大大降低,被认为是理想的替代方法。综述了CO_(2)液-固相变吸收剂的研究现状,探索了液-固相变吸收剂的相变机理,并对液-固相变溶剂的研究动向和技术发展前景进行了展望。

4343/3003/4343铝合金钎焊板固-液-固铸轧复合制备工艺研究

基于双辊铸轧复合技术,提出了4343/3003/4343铝合金钎焊板的固-液-固双辊铸轧复合工艺,并实现了3.65 mm厚铸轧复合板在实验室条件下的制备,随后将其冷轧至目标厚度0.5 mm,对铸轧复合板的微观组织进行了SEM和能谱分析(EDS)研究,对轧制成品复合带的包覆率与拉伸性能进行了测试。结果表明:铸轧复合铝板的界面平整,无空隙、杂质缺陷存在,芯材与覆层之间存在1.4μm的扩散层,两者的结合为冶金结合。复合带的包覆率为9.97%,偏差为±0.15%,抗拉强度为234.8MPa,伸长率为3.74%,满足国家标准要求。采用固-液-固固铸轧复合工艺能够快速实现芯材与覆层的冶金结合,同时铸轧出口厚度较小,轧制到成品所需道次少,具有生产效率高、能耗低、成本低等优势。

液-固相法合成LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)的性能

磷酸锰锂(LiMnPO_(4))材料的电导率低且充放电过程易发生Jahn-Teller效应,导致电化学性能不理想。通过液-固相法合成磷酸锰铁锂(LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4))正极材料,并对晶体结构、放电曲线特性、循环性能等进行分析。Fe均匀地掺入Mn位形成固溶体,样品的常温电化学性能得到改善。在2.0~4.3 V循环,0.1 C倍率下的放电比容量为156.5 mAh/g;以1.0 C倍率循环2000次,容量保持率超过80%。容量衰减主要源于循环过程中正极材料颗粒产生裂纹及颗粒粉化。

退火温度对液-固铸轧1070A/7075复合板组织与性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等检测设备以及拉伸和剪切等试验方法,研究了退火温度对液-固铸轧1070A/7075复合板材组织与性能的影响。结果表明:随着退火温度的不断提高,复合板材界面7075固态基板一侧开始出现连续的带状结构组织,抗拉强度与屈服强度不断下降,延伸率不断增加,剪切强度不断增大。当退火温度为400℃时,元素扩散距离与剪切强度均达到最大值,分别为37μm与114.3 MPa。

纳秒脉冲激光诱导CCD探测器铝层金属液-固相变时间特性研究

从理论仿真计算方面开展了脉冲激光诱导CCD探测器铝层金属温升变化的液-固相变时间特性研究。通过傅里叶热传导方程计算仿真了纳秒激光诱导CCD探测器铝层金属材料的温升曲线,获得了铝层金属材料液-固相变起始时刻和液-固相变时间长度随激光脉冲峰值功率和激光入射角度的变化规律。理论计算结果表明,随着入射激光脉冲峰值功率增加,激光诱导CCD探测器铝层表面的最高温度逐渐升高,铝层材料的液-固相变起始时刻往后延迟,且液-固相变时间长度增加;随激光入射角度的增大,铝层表面的最高温度逐渐降低,液-固相变起始时刻不断前移,而液-固相变时间长度逐渐变短。研究结果表明,激光脉冲峰值功率密度和激光入射角对激光诱导CCD探测器的液-固相变时间特性有重要影响,对揭示纳秒激光诱导CCD探测器的热损伤机制有重要的理论意义。

砂土液化后液-固相变机理的单元试验与模拟

液化后砂土流动是一个涉及液相向固相转化的过程。针对目前常规三轴加载模式在进行松砂液化后性质研究中存在局限性的现状,提出应力与应变控制相结合的加载方法,获取初始液化状态,开展液化后松散土体流态化性质研究。基于试验结果,引入液-固相变参数,耦合流体本构与固体本构关系,建立可统一描述液化后土体应力应变关系的经验模型,实现不同密实度条件下砂土液化后液-固相变转化全过程力学行为的模拟。

浇铸温度对液-固铸轧1070A/7075铝合金复合板材界面组织与性能的影响

采用立式双辊铸轧机液-固铸轧1070A/7075铝合金复合板材,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、硬度计和剪切机、拉伸试验机等检测仪器,探讨了1070A铝溶体浇铸温度对液-固铸轧1070A/7075铝合金复合板材界面组织与性能的影响。结果表明:随着浇铸温度的升高,复合板材界面处元素扩散宽度不断增大,复合板剪切强度不断增高,7075铝合金固态基板一侧的高硬度分布区域变窄。当浇铸温度为690℃时,复合板材界面无明显缺陷,元素扩散距离约为15μm,显微硬度变化趋势较为缓和,剪切强度达79.3 MPa,抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到139.6 MPa、70.3 MPa、24.2%。

三层复合铝板固-液-固铸轧复合工艺变形特性及层厚比调控

本文以三层复合铝板固-液-固铸轧复合工艺作为研究对象,基于MSC.Marc生死单元法建立了二维热-力耦合模型并通过实验验证模型的可靠性;依据该模型获得铸轧区组元金属的变形特性及层厚比随工艺参数变化规律,并构建层厚比预测模型。结果表明:覆层在KISS点附近开始发生塑性变形,变形程度取决于KISS点高度。覆层厚度、铸轧速度对覆层层厚比的影响最为明显。基于该模型构建的层厚比预测模型具有较高的准确性,其最大相对误差仅为2.77%。最后,根据该预测模型,提出层厚比调控策略,即应先确定覆层厚度,随后匹配铸轧速度,最后调整浇铸温度与预热温度。

液-固流化床最小流态化速度的数值模拟与验证

为使用计算颗粒流体力学(CPFD)的数值模拟法代替实验法,建立单管的液-固两相流化床实验系统;实验测量5种颗粒的最小流化速度;应用CPFD方法对单管液-固流化床模型进行数值模拟,比较5种颗粒的最小流态化速度的实验值与模拟值,并进行误差分析,验证数值模拟方法的正确性。结果表明:5种实验颗粒的最小流态化速度实验值分别为0.0216、0.0367、0.0293、0.0555、0.0845 m/s;2种公式验算值与实验值的最大相对误差小于10%,平均相对误差小于5%,证明实验结果是可靠的;5种模拟颗粒的最小流态化速度模拟修正值分别为0.024、0.044、0.041、0.069、0.062 m/s;颗粒S_(1)、S_(2)、S_(4)、S_(5)的模拟修正值与颗粒E_(1)、E_(2)、E_(4)、E_(5)的实验值之间的最小流态化速度的误差分别为11.1%、19.9%、24.3%、26.6%,均为正向偏差且在工程允许范围内,证明CPFD数值模拟方法是可靠的;最小流态化速度随固体颗粒的密度和粒径的增大而增大。

添加复苏促进因子的液-固相培养技术在结核分枝杆菌培养中的应用研究

目的通过与常用的结核病病原学实验室诊断技术进行比较,评价液-固相培养技术在结核分枝杆菌培养中的应用价值,为临床诊断提供参考依据。方法选取无锡市第五人民医院2020年7—12月收治的肺结核患者176例。用浓缩集菌抗酸涂片、MGIT 960全自动液体培养和液-固相培养分别对入组患者痰液样本进行检测,并统计分析阳性率、阳性时间差异。结果液-固相培养的阳性率为58.0%,相对MGIT 960液体培养(56.3%),差异无统计学意义。液-固相培养和MGIT 960液体培养平均阳性时间分别为8.0(6.0,10.0)d和10.0(7.0,15.0)d,差异有统计学意义(Z=-3.223,P<0.001)。按MGIT 960液体培养阳性时间,分为1~10 d、11~20 d、21~35 d 3个组别,在11~20 d组内,液-固相培养阳性时间10.0(7.3,13.5)d相较于MGIT 960液体培养14.0(12.0,16.0)d,差异有统计学意义(Z=-4.582,P<0.0001);在21~35 d组内,液-固相培养相较于MGIT 960液体培养差异有统计学意义(Z=-2.805,P=0.005)。此外,液-固相培养技术还可以初步鉴别非结核分枝杆菌,5例非结核分枝杆菌经基因芯片确认为胞内分枝杆菌3例和鸟分枝杆菌2例。结论液-固相培养检测结核分枝杆菌阳性率高,且培养时间短,可作为结核分枝杆菌培养的优选方法。

(气)-液-固循环流化床的研究进展

液-固(L-S)和气-液-固(G-L-S)循环流化床与传统流化床相比具有许多优点。但对L-S和G-L-S循环流化床的研究报道与气-同循环流化床相比较少。由于新加工过程和生物技术的兴起,拓宽了L-S和G-L-S循环流化床的应用新领域。为了理解和掌握这两种液相循环流化床的流动特性,对其近期的研究进展进行了回顾,并对其在生物化工中的应用前景进行了展望。

溴化十六烷基吡啶-碘化钾-硫酸铵液-固浮选分离镉(Ⅱ)

Cd（Ⅱ）是一种危险的环境污染物质,是对人体健康、动物生长均有危害作用的毒性重金属,对Cd（Ⅱ）的分离富集方法的研究一直受到化学工作者的重视。盐-三元缔合物-水体系不仅具有非有机溶剂液-固萃取体系的优点,而且还具有分相速度快、相分离界面清晰、操作简便等特点,已引起了化学工作者的重视。

发动机冷却系统气-液-固三相整场耦合传热研究

该文针对混动强化型发动机在车辆运行过程中受到外界流动空气冷却的影响,提出一种将发动机受到的外部气流与内部水套联合冷却耦合的计算模型,即风冷-水冷联合冷却系统,其通过气-液-固三相整场耦合传热,更适用于分析发动机冷却及换热。通过检测转速为6 000 r/min的发动机缸盖火力面鼻梁区的温度,以此为基础对比三相耦合模型与单水冷两相耦合模型的缸盖温度值发现,三相耦合模型在高温区域的温度偏差与测试值更接近,外部气流的流动减小了水套内部液体汽化产生的气阻,发动机外部气体流动对发动机散热具有积极影响。

气-液-固三相相平衡热力学模型预测石蜡沉积

在油气开采过程中 ,当体系的温度、压力或组成等热力学条件发生改变时 ,油气体系内的蜡质、胶质、沥青质等有机固相物质将会从体系中析出而沉积 ,给油气田生产带来严重的危害。采用状态方程和溶液理论相结合而建立了能模拟石蜡沉积的气 液 固三相相平衡热力学模型。根据正规溶液理论描述固相混合物的非理想性 ,采用状态方程描述气相和液相的相态。运用该模型对某一含气原油进行了蜡固相沉积模拟计算 ,计算结果表明 ,压力对蜡沉积有较大的影响 。

节流器内液-固两相流固体颗粒冲蚀数值模拟

建立了考虑颗粒碰撞的颗粒冲蚀计算模型,该数学模型包括:在Eulerian坐标系下求解连续相流场;在Lagrangian坐标系下运用离散颗粒硬球模型求解颗粒碰撞;应用半实验关联式求解颗粒冲蚀速率。对水力加砂压裂施工中节流器内液-固两相流的固体颗粒运动和冲蚀特性进行了数值模拟。计算结果表明,固体颗粒密集于节流器入口到出口的一段狭长区域内,冲蚀速率随流体速度呈指数性变化。颗粒直径越大,冲蚀速率也越大。节流器内冲蚀最严重的位置发生在距离节流器出口上边缘10mm以内的局部区域。

控压钻井节流阀液-固两相流冲蚀预测及验证

运用欧拉-拉格朗日法和离散相模型,预测了节流阀内部粒子运动和分布规律,利用半经验冲蚀模型求解了颗粒对阀芯的冲蚀率,并设计相关实验验证了数值模拟的准确性。结果表明,数值模拟能够较为精确地预测节流阀阀芯的冲蚀轮廓;5 h以内的预测冲蚀损失量与实验数据贴合度很高,5 h以后的预测数据经合理修正后与实验结果相近,随冲蚀时间增长,预测误差逐渐减小,最终达到1%以下;该模型能够用于预测控压钻井节流阀复杂流场的冲蚀,有望为控压钻井节流阀的进一步优化设计提供参考。