基于广义积分变换法海洋温差能大口径冷水管强迫振动分析

复杂多变的海洋工况将诱发大口径冷水管强迫振动,为探明均布载荷、线性变化的静水压力、集中载荷和周期载荷作用下冷水管振动响应机制。基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了管道动力学控制方程,采用广义积分变换法,求解了系统强迫振动的解析解,并与同伦摄动法相对比,验证了该方法的高精度和有效性,分析了内流、黏弹性耗散系数、阻尼比和质量比对管道振动特性的影响。结果表明:当内流流速对应的振动频率与固有频率接近时,管道将出现动态失稳。增大黏弹性耗散系数、阻尼比和质量比对横向位移的抑制效果呈现依次递减的规律,改变激振位置和激振频率可显著改变管道横向位移。该研究成果可对冷水管的初期设计提供一定的指导作用。

间接蒸发冷却技术在数据中心节能改造中的应用

将间接蒸发冷却技术、大温差高温冷冻水技术及动态冰蓄冷技术运用于某老旧数据中心的节能改造,并实际运行测试,结果表明:经过节能改造后,该数据中心PUE由改造前2.00降至改造后的1.25,数据中心空调系统耗电量降低75%。

高寒大温差超长钢筋混凝土板抗冲击荷载数值模拟研究

在高寒大温差条件下,对超长钢筋混凝土板抗冲击荷载数值模拟进行了研究。结果表明:系统能量受冲击速度影响较大,预加荷载影响次之,受配筋率影响最小。在冲击速度处于3.0~10.5 m/s范围内时,系统能量改变幅度为2.09%~1.41%。当速度从0 m/s增加至3.0 m/s时,预加荷载从0 kN/m2增加为2.5 kN/m2时,板中心竖向位移从3.20 mm增加到3.46 mm,增幅为8.12%;速度从3.0 m/s增加至5.5 m/s时,板中心竖向位移从12.97 mm增加到13.75 mm,增幅为6.01%;在冲击速度增大为10.5 m/s时位移时程曲线,板中心竖向位移从56.12 mm增加到56.62 mm,增幅为0.89%。在进行钢筋混凝土板预加荷载的施加时,随着预加荷载的增加,冲击后板中心竖向位移随之增加,但增加幅值较小,预加荷载对板中心竖向位移具有较小影响。在其他条件相同时,冲击速度从3.0 m/s增大到5.5 m/s时,板中心竖向位移增幅为299.42%;冲击速度从5.5m/s增加到10.5m/s时,板中心竖向位移增幅为319.29%。板中心竖向位移受冲击速度影响最大,受预加荷载与配筋率的影响较小。

玻璃纤维气凝胶棉毡隔热性能测试表征及其应用

为模拟新能源动力电池在发生热失控、碰撞挤压、穿刺等情况产生的高温高压环境下,电芯之间SiO_(2)气凝胶棉毡材料隔热保温,阻燃效果。实验设计了一种检测气凝胶材料在高温高压环境下隔热性能的系统及方法,通过温度测量分析系统测量气凝胶材料热面和冷面温度,计算冷热面温度差,以此判断气凝胶材料的隔热性能。对玻璃纤维SiO_(2)气凝胶棉毡进行导热系数、压缩强度、热重分析等性能表征,结果表明,玻璃纤维SiO_(2)气凝胶棉毡的所测性能优于GB/T 34336—2017《纳米孔气凝胶复合绝热制品》的要求,可在新能源汽车领域使用。

高原桥墩混凝土抗裂技术研究

高原、高寒、高海拔地区复杂的环境特点,使得桥墩大体积混凝土施工面临巨大的挑战,混凝土配合比设计、施工工艺、养护工艺及智能监测的全过程精细化控制是防止混凝土开裂的重要措施。通过混凝土配合比的优化、施工和养护方法的提升、施工装备的改进,有效克服大温差、低湿度、强风速等恶劣环境下混凝土的开裂难题,为高原、高寒地区桥墩大体积混凝土施工提供可靠的技术和装备保障,创造更大的经济和社会效益。

高寒大温差地区大型混流式水轮机转轮现场制作工艺研究

巴塘水电站作为金沙江上游高海拔地区的重要梯级电站,面临大型设备运输困难,各部件组装过程中加工工艺受限等问题。国内首次在厂房附近进行高寒大温差地区现场制造组装大型混流式水轮机转轮,并实现两台机组转轮静平衡试验零配重。笔者详细介绍了大型混流式水轮机转轮的现场组焊、加工、热处理、静平衡等及各工艺流程的质量控制,为后续高寒大温差地区电站的转轮组装工艺提供参考经验。

基于双机头串联逆流的大温差水蓄冷空调系统的应用

介绍了基于双机头串联逆流的大温差水蓄冷空调系统的工作原理,除湿方式及系统特点。主机部分采用双机头串联逆流,末端部分为组空机组,采用两级表冷,热湿联合处理的形式,同时采用了大温差蓄能,解决了水蓄冷系统蓄冷容积过大的问题。最后将该系统运用于某展厅,此系统较常规系统减小设备容量、蓄冷密度大、大幅度减小蓄冷槽体积,利用夜间低价电力蓄冷,大幅减少了运行费用。

大温差水系统在高性能空调系统中的应用

常规空调水系统设计中,供回水温差通常为5℃。介绍一种大温差水系统,用于空调冷冻水和冷却水系统,通过大温差和常规5℃温差对比,阐述大温差可以减少空调系统总能耗及配套设备投资的优势,对比大温差对末端设备制冷的影响,旨在为打造高性能空调系统提供思路,降低空调系统的整体能耗。

响应面法优化两亲聚合物缓凝剂温度响应特性

针对深井长封固段固井面临的高温大温差环境,缓凝剂难以同时满足深井高温泵送时间长、顶部低温候凝时间短的要求,依据两亲聚合物自组装结构形成/解离过程中的分子构效变化原理,采用2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、多元不饱和羧酸(PA)、阳离子单体(CM),通过可逆加成链转移法制备出两亲聚合物缓凝剂TRIR,利用响应面法优化了缓凝剂的温度响应智能调控特性,确定了缓凝剂TRIR较佳合成条件:单体浓度占比为28.7%、引发剂用量为0.6%、合成温度为50℃、反应pH值为4.5。评价结果表明,两亲聚合物缓凝剂TRIR耐温性能优异,4.0%(液体)加量下200℃高温稠化时间达356 min,在120~180℃范围内随温度升高缓凝性能显著增强,高温大温差下顶部水泥浆强度发展快,无超缓凝不良现象,可将候凝时间缩短到24 h,为深井高温大温差固井和未来智能型缓凝剂的发展提供新思路。

高海拔寒冷地区碾压混凝土大坝温控施工技术研究

在高海拔寒冷地区修建碾压混凝土大坝,海拔高、寒冷、太阳辐射强、昼夜温差大等气候条件影响,对大坝混凝土的温度控制极其不利。为保证大坝混凝土的施工质量,必须提高碾压混凝土大坝修建时温控技术水平。文章结合大古水电站施工实际,提出并实践使用了天然雪山融水冷却降温技术,配合新型保温保湿工艺,大坝温控防裂取得成功,大坝上下游面实现零危害裂缝,并在大坝取出直径219mm、长度26.2m的碾压混凝土芯样,打破了碾压混凝土坝的芯样世界纪录。根据西藏寒冷地区的特点以及坝址区特殊施工条件,大坝温度控制的成功经验可供类似工程参考。

中温供水大温差集中空调系统能效分析

为了研究基于新型中温供水大温差空调末端的超高效空调系统的运行能效及经济性优势,本文首先介绍了中温供水大温差超高效空调系统逐时仿真流程,然后基于一个典型工程案例,分别设立常规空调系统方案、中温供水空调系统和中温供水大温差空调系统方案对其进行全年逐时能耗仿真。结果表明:中温供水大温差空调系统(方案5)制冷机房能效可达7.20,相比常规全定频(方案1)提升107%;相对于传统方案,中温供水大温差系统初投资仅增加18.4%,在2~3年内即可回收。

大风大温差环境下沥青路面施工保温措施研究

本文通过对河西走廊西端大风大温差环境特征的调查分析,基于“风速”与“温差”两个要素,提出了沥青路面大风大温差环境区划指标,以及大风大温差环境下热拌沥青混合料运料车、胶轮压路机及摊铺机布料器、受料斗保温措施;实践表明利用全幅摊铺、初压及复压施工区两侧设置的一种柔性挡风保温屏障,可有效减少作业区域因风带走的温度损失,降低了摊铺层表面与表内温差,提高内部温度5℃以上。

南疆高温大温差地区高速公路沥青路面结构适应性

为了分析南疆的高温大温差气候条件下沥青路面的结构适应性,以控制高温变形类病害的发生,选取了新疆常用沥青路面结构STR-1以及我国其他地区采用的沥青路面结构STR-2与STR-3,对这3种路面结构进行了高温代表日(2008年7月4日)下的温度场与荷载-高温耦合场的模拟计算.研究表明:同气温相比,随着深度增加,路面结构的温度变化呈现出明显的滞后性,较厚的沥青面层可有效减缓温度对基层的作用,减少温差带来的病害.荷载-高温耦合场的模拟结果表明:当以车辙累积量和高温最大剪应力作为衡量高温变形病害的评价指标时,采用复合式基层路面结构的STR-3对南疆高温大温差环境的适应性最佳.

耐高温油井水泥缓凝剂SCR180L的合成及评价

针对深井、超深井、长封固段固井中大温差下水泥浆顶部强度发展缓慢或超缓凝的难题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）和衣康酸（IA）为原料开发了新型高温缓凝剂SCR180L,并用红外光谱对共聚物的结构进行了表征。室内研究表明,SCR180L可满足循环温度范围为70~180℃的固井需求;100℃、50 MPa下,加入0.9%~1.8%SCR180L的水泥浆稠化时间延长到127~331 min;150℃、70 MPa下,加入2.7%~3.6%SCR180L的水泥浆稠化时间延长到214~409 min,且随缓凝剂的加量增加而有规律的延长;温差70℃条件下水泥浆强度发展良好,24 h水泥石强度大于14 MPa;缓凝剂抗盐能力可达到18%。现场应用结果表明,缓凝剂SCR180L耐温性能好,温度适应范围广,对水泥石抗压强度的影响不明显,可以满足深井、超深井及长封固段、大温差固井的应用需求。

养护材料对混凝土强度、抗裂性与细观结构的影响分析

为了探究干寒、大温差环境下最有利于混凝土发展的养护材料,对养护剂、橡塑板和土工布3种材料养护下混凝土的强度、抗裂性以及细观结构进行了分析,并与自然养护进行了对比。结果表明:相较于自然养护形式,养护剂养护下的混凝土的抗压强度较差,然而抗裂性却较好,从细观角度而言,孔隙率、气泡平均弦长都较大,气泡间距系数较小;橡塑板的养护形式与自然养护相比,抗压强度试验结果更好,而抗裂性却更差,细观结构中的孔隙率、气泡平均弦长都较小,气泡间距系数较大;土工布的养护形式综合了其他2种养护形式的优点,抗压强度虽较自然养护无太大变化,但混凝土抗裂性有较大提升,且表征混凝土气孔结构的孔隙率、气泡平均弦长及和气泡间距系数等参数试验结果较好,这也从侧面说明土工布养护下的混凝土具有良好的耐久性。总之,在干寒、大温差的环境下,4种养护方式中土工布包裹养护的形式更有利于混凝土的发展。

干寒地区太阳辐射影响下箱型梁温度效应分析

研究目的:在西部干寒地区,混凝土箱型梁桥桥身在温度变化的影响下开裂情况比较严重,本文根据箱型桥梁的边界特点,给出箱型桥梁日照温差的分布形式,并将箱身温度应力按沿板厚非线性温差自约束应力和箱身横向约束应力来考虑,分析高温差地区温度应力对混凝土箱型桥梁的影响。在西部干寒高温差地区,温度变化作用下混凝土箱型梁桥桥身外表面将产生较大的横向温度应力,较大的温度应力使桥身混凝土出现纵向裂缝,使桥梁的耐久性受到很大的影响,本文对干寒地区太阳辐射影响下箱型梁温度效应进行分析和研究,并提出提高梁体的抗裂性能的措施。研究结论:温度应力由非线性温差自约束应力和外约束应力两部分构成,计算表明:(1)温差作用下混凝土箱型桥梁桥身将产生可观的温度应力,会导致桥身混凝土出现裂缝;(2)沿板厚方向选取的温度梯度模式和内外温差值是桥梁温差作用下温度应力计算的关键,温度应力与板厚有一定的关系,随着板厚的增加温度应力也会随之增大;(3)本研究结论可为干寒地区高温差影响下的工程建设提供一定的理论依据,对防治工程病害及提高结构耐久性具有参考价值。

高寒高海拔地区长大隧道温度场测试与二衬结构应力场耦合分析

以西藏某隧道为研究对象,对隧址区温度场变化规律进行监测和分析,选取9个测试断面,分别对隧道内纵深温度、围岩温度、各断面温度及二衬结构接触压力进行测试.基于测试结果,利用有限元软件ABAQUS,对隧道二衬结构应力场进行模拟分析.结果表明:隧道的年气温及日气温随时间呈正弦曲线周期性变化,沿隧道纵深空气温度呈“快速增长—缓慢增长—趋于稳定”的变化规律;越靠近洞口的断面温度变化越明显,随着围岩深度增加,温度趋于稳定;隧道洞口断面温度变化由大至小依次为拱顶、路面和边墙,超过某一深度后温度变化由大至小依次为路面、拱顶和边墙;二衬接触压力分布受水平构造力影响较大,表现出向内挤压的特征;隧道洞口段二衬结构受温差影响最大,当日温差≥15℃时,实际温度应力占二衬结构所受总应力的4.00%,由温差引起的反复作用力约为GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》所规定设计值的71.3%,此时应及时采取防冻保温措施.

锅炉高温大温差运行对供热节能的影响

实际调研了北京市9个典型的间接供热系统一次网锅炉运行现状。结合实例计算比较了高温运行和低温运行的供热系统一次管网的管道散热损失、管道投资、水泵耗能等,得出了锅炉一次管网在高温大温差运行时对供热节能更有利的结论。

自然复叠式热泵循环系统热力性能分析

受热源温度以及系统本身性能的限制,目前应用较为成熟的单级蒸气压缩式热泵系统的出水温度一般在50℃左右,这种热泵系统已经无法满足对热源侧和使用侧有较大温差要求的场合,新的自然复叠式热泵系统能够实现大温差热泵循环,可以作为冬季高温热泵使用。在设计自然复叠式热泵循环、选择适合该系统运行的非共沸混合工质的基础上,对该热泵循环系统进行了不同条件下的数据计算和热力性能分析。理论分析结果显示: R134a充注浓度的增加将引起吸气压力和排气压力升高,且浓度增加过程中COP存在一个最大值、压比存在一个最小值;最低冷凝温度和最低蒸发温度一定时,排气压力和循环充注浓度基本呈线性关系。

高寒大温差对高拱坝工作性态影响及应对措施

高纬度寒冷地区具有年均气温低、负温时间长、年内温差大等特点,给高拱坝的安全建设带来了极大的挑战。结合QBT拱坝的建设需求,分析了高纬度寒冷地区的气象特点,系统研究了高寒区混凝土拱坝与气候温和区混凝土拱坝的性态差异。并基于对高寒区高拱坝工作性态的认识,阐明了高寒区高拱坝施工运行过程中的开裂风险,从体形结构、混凝土材料、施工期温度控制、蓄水运行期控制措施等方面提出了高寒区混凝土坝全过程防裂的新理念。研究成果为QBT拱坝的深化设计提供了依据,也可为高寒地区其他高拱坝设计提供参考。