多孔氧化铝陶瓷内高温流体的流动及传热特性

多孔材料在电厂高温余热回收领域具有广泛的应用,对其内部流动和传热特性的研究对于提高能量利用率,降低环境污染,实现“双碳”目标具有重要意义。通过仿真模拟的方法研究了模拟烟气、水蒸气及含尘烟气三类高温流体在多孔氧化铝陶瓷材料内的流动及传热特性。结果表明:随孔隙率增大,流体平均流速加快,流体进出口温降减小。三类流体中,水蒸气流速最大,在最大孔隙率下其流速达到66.64 m/s;烟气温降最显著,当孔隙率为0.3时,其进出口温差达到最大值85.6 K。随压差增大,流体流速加快,其中受粉煤灰颗粒影响的含尘烟气流速增幅较小,流速仅从0.23 m/s增至0.93 m/s;另一方面,压差增大导致流体与壁面的热传导减少,模型内流体温降减小。含尘烟气流体扰动较大,当增大孔隙率和压差时,流速呈线性增长;粉煤灰颗粒的存在使含尘烟气的温度在分子相互作用下发生显著变化。

高温流体与变物性固体耦合系统温度场及热变形的数值计算

在腔体内部有高温流体,其外壳等固体材料的物性随温度而为化的瞬态非线性问题中,其边界条件的确定十分困难。本文采用流—固“混合流”模式进行温度场的计算,由于方程计及了瞬态、变物性、复杂形状、浮动外边界条件等因系,采用变步长的控制容积法及时域有限元进行计算。 对某个高温燃气配气阀的温度场及热变形进行了数值计算,得到与实测相符的结果。

一种高温流体流量在线检测的新方法

常规的流量检测方法对于高温流体无法适用。本文提出了一种软测量的方法——称重法 。

高温流体超声波流量传感器

前言近来,随着超声波应用技术的进步,用于常温条件的超声波流量计已经研制成功并实际应用于上下水道及工业水的计量上。超声波流量计可以从管道的外部测定流量,因此不妨碍正常的通流,也不会造成压损。

Ni-Cu-P和316L在含盐酸高温流体中冲蚀行为

用质量损失法系统研究Ni-Cu-P及316L不锈钢在含盐酸高温流体中的冲蚀行为。结果表明:Ni-Cu-P和316L在单向流(20%HCl溶液)和两相流(20%HCl溶液+20g/L黄砂)中的冲蚀速率均随流体温度的升高而增大;在353K单相流和两相流中,316L冲蚀速率均为Ni-Cu-P的10倍左右。盐酸浓度对Ni-Cu-P和316L冲蚀速率的影响较温度小。Ni-Cu-P在单向流和两相流中冲蚀机制分别为均匀腐蚀和均匀腐蚀+微切削。316L不锈钢在298K单相流和两相流中冲蚀机制分别为轻微选择性腐蚀和轻微选择性腐蚀+微切削,表面为富Cr钝化膜;而在323～353K,其冲蚀机制分别为选择性腐蚀和选择性腐蚀+微切削,表面为富Mo和Ni的钝化膜。

高温氧化物晶体生长过程中流体效应的实验研究及理论分析

流体效应是影响晶体生长传热、传质过程和晶体完整性的主要因素 ,了解其机理将有利于生长优质晶体。我们在空间晶体生长实时观察装置上 ,利用2 0 μm的碳酸钠作示踪粒子 ,首次在高温氧化物熔液内同时观察到了表面张力和重力对流效应 ,并利用测量的结果计算了熔液内表面张力对流和重力对流的速度场。实验结果表明 :近坩埚壁处 ,主要以表面张力对流起主导作用 ,而在熔液区域内 ,重力对流效应显著。

海上稠油热采平台注汽管线选材研究

结合渤海某稠油热采项目,系统梳理了注汽管线的设计参数选取以及腐蚀、蠕变、强度、接头等方面对于管材设计的要求,对后续海洋热采平台蒸气管线设计工作设计改进和完善提供思路,为我国海上稠油高效开发提供有效的技术支撑。

关于增强型地热系开采勘探与高温条件下流体注入诱发地震问题的探讨

通过阐述国内外地热能开发利用和全球增强型地热系统开采勘探与高温条件下流体注入没有也不会诱发大地震灾害的大量事例,有力地驳斥开发利用地热能、增强型地热系统开采勘探与高温条件下流体注入会诱发大地震灾害的错误论调;阐明开发地热能、增强型地热系统高温条件下流体注入可能会伴生一些震幅很小、没有破坏力的微、小地震,但可以起到很好的转换地震能量防震减灾的作用。

模块式高温气冷堆核能系统二回路流体网络控制特性分析

针对模块式高温气冷堆(MHTGR)核能系统二回路流体网络进行非线性建模,研究管路动力学特性及网络拓扑结构特性,建立了微分-代数模型,设计了模块质量流量和汽机主蒸汽压力的调控方案。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行标准化封装,以高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)为例进行二回路流体网络的仿真。结果表明,模型有效地反映了系统二回路流体网络的非线性特性,设计的控制器使得模块流体质量流量和汽机主蒸汽压力有效地收敛于参考值,各项控制指标均高于控制要求。设计的仿真平台可为实际工程调控中积分时间系数的选择、拥有更多模块数量的高温气冷堆核能系统二回路流体网络的调控等提供试验仿真测试。

空间晶体生长流体效应的实验研究和理论分析

在空间晶体生长实时观察装置上,利用熔液中形成的铌酸钾微晶作示踪粒子,首次在空间高温氧化物熔液内,实时观察和记录了空间表面张力对流效应。利用测量的结果计算了熔体内空间表面张力对流的速度场,并与地面表面张力对流的速度场进行了对比,理论计算与实验结果基本吻合。探讨了空间均匀分布铌酸钾微晶的形成机理。结果表明:表面张力对流在空间晶体生长过程中起主要作用,是形成均匀分布胞状晶体的主要机理。

湖北大冶铜山口斑岩-矽卡岩型铜钼矿床包裹体特征及流体演化意义

为了提供矽卡岩岩浆成因证据,丰富多成因矽卡岩理论,并研究湖北大冶铜山口铜钼矿床成矿流体性质,以包裹体的岩相学观察为基础,结合高温流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析,对铜山口矿床矽卡岩矿化进行了研究。结果表明:在早期矽卡岩矿物石榴石中发现了丰富的晶质和非晶质熔融包裹体、熔体-流体包裹体,表明天然岩浆珠滴被矽卡岩矿物晶格缺陷捕获,其中含有石榴石、黄铜矿等子矿物,且早期流体包裹体均一温度超过500℃,为早期矽卡岩岩浆熔体成因提供了重要证据。矽卡岩成矿早期以岩浆作用为主,晚期以热液作用为主,且熔-流转换的过程主要发生在干矽卡岩阶段,早期岩浆熔体中富含成矿物质,为矿区深部成矿提供了物质基础。

水文地球化学模拟技术在康定某高温地热井结垢研究中的应用

结垢是地热流体开采过程中经常面临的重要问题之一。本文运用水文地球化学模拟技术,对康定某高温地热井结垢问题进行了分析研究。研究结果表明,该地热井在开采过程中随着地热流体温度、p H、压力、氧化还原环境等条件变化,发生严重的结垢现象,主要结垢物类型为碳酸盐类垢物,其次为金属铁类垢物,而硅酸盐类垢物和硫酸盐类垢物较少或没有,与实际相吻合。该方法可以通过水化学指标分析结垢物种类、结垢趋势,为地热资源合理开发利用提供理论依据。

上地幔超高压流体的金刚石压砧实验研究

地球深部流体主要是NaCl-H2O溶液,越到地球深部,它赋存的温度、压力越高,性质状态也不断变化,反之,亦然。当NaCl-H2O流体进入和脱离(上升过程)超临界状态时,其性质会发生截然不同的变化,影响着各种地质过程。使用金刚石压砧在高温高压下原位观测流体的实验,用谱学方法,结合同步辐射光源技术,成为定量化研究地球深部高温超高压流体的有效方法。作者使用同步辐射光源的红外谱研究了10GPa下的NaCl-H2O溶液;在地球化学动力学实验室研究了3GPa,650℃下的NaCl-H2O溶液红外谱,此测量方法可以提供温度压力和体积等数据,能研究其状态。NaCl-H2O溶液红外谱表明水分子主要振动谱受压力和温度影响是不同的。压力增加促使水分子主要振动谱向低波数变化。但是温度增加的效应相反。常温高压下水被压缩,结晶向紧密堆积变化。高温高压下的水有气、液、固和超临界流体各相。水分子间的氢键在近临界态开始减弱,氢键网络被破坏。

流体硒的同步辐射结构研究

液体硒是典型的半导体,在高温高压下临界点邻近发生半导体-金属-绝缘体(SC-M-I)转变。为了研究高温高压下流体硒在SC-M-I转变过程中结构的变化,利用SPring-8的同步辐射光对高温高压下流体硒进行了能量色散X射线衍射测量和小角X射线散射测量。测量范围包括液态区、超临界区和稠密气态区域。在衍射实验中,我们获得了精确的结构因子S(k)和偶分布函数g(r)。结果证实了在金属液体区域中流体硒仍保持两配位的链结构和共价键轻微地收缩,还发现随着流体硒的金属特性的增强g(r)的第一极小值发生了显著的增加,即Se链的链间相互作用增强。小角散射结果表明在临界密度邻近,密度的涨落显著,相干长度存在极大值。这些结果表明Se链的共价键的特性和 Se链间的相互作用是理解流体硒中的 SC-M-I 转变的机制的关键。

高温地热流体中硼的地球化学研究进展

硼是高温地热流体中典型的特征元素之一,探讨其物质来源和富集规律,对认识地热系统的形成与演化以及地热资源的合理开发具有重要的指导意义.同时,硼也是一种典型的有害元素,伴随地热流体排放到地表后,会对地热区及周边环境造成严重的负面效应.近年来,在高温地热资源正在被大规模开发利用的背景下,高温地热流中硼的地球化学起源及其环境效应研究已引起国内外相关学者的广泛关注.本文综述了高温地热流体中硼的地球化学特征、物质来源以及环境地质效应,在此基础上总结了后期需要进一步加强的方向,以期为地热资源的合理开采、地热田周边地区的环境保护提供借鉴思路和指导作用.

怀—涿地区深部孕震环境研究与涿鹿地震发震机制的讨论

怀—涿地区是我国首都圈重要地震活动区之一,为探析北京地区深部孕震环境及发震机制,布设并完成了NWW向横跨怀—涿盆地的大地电磁测深数据采集、处理与反演工作,并对已有的区域重磁数据进行了三维聚焦反演.基于以上二维电性结构剖面和重磁三维结构,结合区域地质、地震探测和水化学资料,取得以下认识:(1)怀—涿盆地中下地壳存在低密度、低磁性和高导性的同源物质异常体,该异常平面上呈NEE向椭圆形分布,在温泉屯一带埋藏最浅,约12 km.而盆地边缘岩体地球物理特征表现为高密度、中高磁性和高电阻率.震中多发生在盆岭交汇处,而震源位置则处在物性结构梯度带上,表明中下地壳不同物质的电性、密度、磁性及温度的差异是怀一涿地区深部重要的孕震环境.(2)怀—涿地区中下地壳高导异常体可能为上涌的地幔物质与沿断裂带进入地壳内部的地表水共同的反映.(3)在怀—涿盆地西北缘和东南缘形成的两大震区与盆地内部高温流体的运移有着密切关系,即两大震区为同一高温流体在中下地壳与围岩相互作用的结果.(4)本次涿鹿地震发生可能的机制为:在NEE向构造应力作用下,地下高温流体向NNW方向缓慢迁移,当遇到大海陀岩体阻挡后,转而从岩石结构稳定性较差的老君山亚口向东部延—矾盆地迁移,在高温流体迁移的过程中促使杏园村—万窑村一带的老君山体发生高倾角右旋走滑型断裂.

西藏东部隐爆角砾岩特征及其含矿性

西藏东部发育大量与喜马拉雅期斑岩密切共生的隐爆角砾岩筒(脉)。隐爆角砾岩大都遭受强烈的矿化蚀变,其中的成矿元素金、银、汞等强烈富集。包裹体和同位素的资料证实爆破流体是一种与岩浆有成因联系的、介于岩浆与岩浆期后成矿热液之间的过渡性高温流体。

严重事故专用卸压阀排放能力需求

二代加百万千万级核电站严重事故下卸压过程中高温流体流经卸压阀,可能造成流道变形,甚至造成阀杆下落使得排放流道封闭,造成卸压失败。对严重事故专用卸压阀在卸压过程中可能经历的高温流体状态进行谱分析,获得了不同卸压能力下阀门经受的高温流体状态。开展了高温可能引起的阀门流道变形对卸压效果的影响分析。第二类阀门虽然存在阀门流道变形的可能,但能够获得较长严重事故处置时间,从优化严重事故对策的角度,严重事故专用卸压阀推荐采用第二类阀门排放能力450~600 t/h范围。

Test of the Relative Permeability Curve of a Gas and Oil Condensate System and its Effect on the Recovery of Oil and Gas

The relative permeability curve has been measured with simulation oil (refined oil) and gas (nitrogen or air) at room temperature and a lowpressure, both of which are very important parameters for depicting the flow of fluid through porous media in a hydrocarbon reservoir. This basic measurement is often applied in exploitation evaluation, but the underground conditions with high temperature and pressure, and the phase equilibrium of oil and gas, are not taken into consideration when the relative permeability curve is tested. There is an important theoretical and practical sense in testing the diphase relative permeability curve of the equilibrium of oil and gas under the conditions of high temperature and pressure. The test method for the relative permeability curve is proposed in this paper. The relative permeability of the equilibrium of oil and gas and the standard one are tested in two fluids, and the differences between these two methods are stated. The research results can be applied to the simulation and prediction of CVD in long cores and then the phenomenon can better explain that the recovery of condensate gas rich in condensate oil is higher than that of CVD test in PVT. Meanwhile, the research shows that the relative permeability curve of equilibrium oil and gas is sensitive to the rate of exploitation, and the viewpoint proves that an improved gas recovery rate can properly increase the recovery of condensate oil.

江西永平铜矿床矽卡岩成固初议

永平铜矿床产于中石碳统叶家湾组地层中,矿体的直接围岩是矽卡岩,矿化与矽卡岩化密切相关。本文着重讨论了矽卡岩的形成机理,研究表明、矽卡岩属层控式矽卡岩,是混合岩化热液所提供的富含SiO_2的高温流体与围岩选择性交代的产物。本区矽卡岩的形成具备三个条件: 1)混合岩化热液提供的富含SiO_2的高温流体。 2)适宜的围岩岩性-灰岩 3)必要的隔挡层-页岩。