大粒径矸石料浆配比优化及全尺寸环管输送阻力测试研究

为确定不同粒径范围矸石料浆的最优配比,给出了大粒径矸石料浆骨料粒径的划分依据,提出了矸石料浆输送性能的优化原理,设计了输送性能测试指标及筛选标准,揭示了0~2 mm和0~5 mm这2种粒径范围矸石料浆输送性能随浓度和粒径级配的变化规律,分析了大粒径矸石料浆输送性能指标的变化机理,最终结合输送性能筛选标准确定了大粒径矸石料浆最优配比,并通过全尺寸环管输送测试验证了料浆优选配比的可行性。结果表明:矸石料浆中0~0.15 mm小粒径矸石具有较强的保水悬浮能力,对矸石料浆的输送性能具有明显改善作用;料浆的沉析率随浓度升高而减小,随粗粒径矸石占比增加而增大;料浆的黏度随浓度升高而增大,随粗粒径矸石占比增加而逐渐降低。矸石料浆在直管段的压力损失受浓度、粒径级配的影响,在弯管段又受到管路曲率半径的影响。

水平管内高黏油水环输送减阻特性分析

随着人们对于石油资源需求的日益加深,常规原油逐渐枯竭。稠油的使用会成为一种趋势,世界稠油地质储量丰富,占全球石油剩余储量的70%,具有巨大的开发潜力和广阔的市场前景,但稠油自身具有黏度高、分子量大、流动性差的特点,这些性质为稠油的输送带来了极大的困难与挑战。因此,加快我国稠油输送技术及相关理论的研究创新是适应未来趋势变化的客观要求,是经济有效地开发输送稠油资源的必然选择。本文采用水环输送法对稠油水平管流减阻,用以探究水环包裹下的稠油水平管流阻力特性,分析入口含水率(5%~80%)、油(0.65~1.57m^(3)/h)、水(0.09~2.13m^(3)/h)相流量对于水环润滑减阻效果以及稠油流型的影响,自主设计水环输送稠油实验环道,引入有效粗糙度k*,建立环状流压降预测修正模型,分析讨论流型特征及形成环状流时的油水流量范围,结果表明:在一定条件下形成的水环能够有效地对稠油输送进行减阻;水环可以有效润滑管壁;修正后的压降预测模型与实验值对比相对误差介于±10%,RMSE=0.02,水环输送压降仅占纯油输送压降的0.01~0.24;油相流量较高时应注意水相流量,避免过大导致输油效率η以及减阻率DR下降。

泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析

本研究在莱州湾泥质潮滩开展测试,量化分析了环状电阻率探针监测沉积物电阻率与孔隙水盐度变化的能力,并使用该技术初步刻画了细粒沉积层中水盐运移过程。结果表明,环状电阻率探针监测结果可精细描述沉积物电阻率的分布及变化规律;基于监测结果换算的孔隙水盐度变化比与实际孔隙水盐度变化比存在±10%的误差,环状电阻率探针具有粗略定量分析泥质潮滩水盐运移过程的能力;潮汐循环中泥质潮滩地下水水盐运移过程在涨潮时期,高盐度水体主要补给细粒沉积层的顶部与底部。高潮时期间,细粒沉积层顶部与底部的盐分逐步丧失,中部水体盐分累积速率加快。退潮时期,细粒沉积层盐分整体丧失,高盐度水体通过渗出面向外释放。

4种林木年轮水分输导模式研究

以年轮为基本研究单位,对选择的4个树种(银中杨、蒙古栎、红松、落叶松)采用水分输导轨迹的染色标记和定量滴定方法,研究了林木的水分输导模式。结果表明:树干中不同年轮间的水分输送能力存在显著差异,新生年轮(近3年)的水分输送能力明显较强,从输送面积看均超过了总输送面积的2/3。在年轮与年轮之间没有发现水分的横向输导现象;水分的纵向输导在所研究的4个树种的各年轮中,分别呈现直线型、螺旋型、扇型或几种形式的组合从根向上输送,将其称为林木的"年轮水分输导模式"。

基于管道模型的榆树水分年轮输导模式研究

根据管道模型理论并通过生物染色剂染色实验,对榆树的水分年轮输导模式进行了研究.研究发现,榆树不同年轮的水分输导能力不同;不同年轮间水分横向输导不明显,纵向输导在同一年轮内也不是均衡向上输导,呈明显的管道状输导,这一结果完全符合管道模型理论.

塔里木河下游多枝柽柳茎直径生长对水环境时空变化的响应

通过对塔里木河下游输水河畔10个采样区多枝柽柳茎杆年轮宽度测量与统计分析,结果表明,2000年应急输水前,塔里木河下游各采样区多枝柽柳茎直径连年生长量逐年变小并趋于接近,各采样区水环境状况趋于一致,并有逐年恶化的趋势;应急输水之后不同采样区受水强度不同,多枝柽柳茎直径连年生长量出现不同程度的增大;应急输水对多枝柽柳茎直径生长生态作用效果的显著性由输水前其所受干旱胁迫程度和受水量共同决定。

以五环高速公路构建武汉城市圈水陆空交通一体化

以"船舶方向盘"平面图形构建武汉城市圈五环高速公路路径迫在眉捷,因为武汉城市圈在武汉市区现在已有两个环圈形高速公路已投入运营,所以借此设计武汉城市圈第三环、第四环和第五环高速公路形成五个包围圈,根据会计文化"强本节用"的原则,依据"船舶方向盘"构造原理,将黄冈市、鄂州市、咸宁市和孝感市四个卫星城市设计在第三环高速公路环圈上,将黄石市和仙桃市两个卫星城市设计在第四环高速公路环圈上,将潜江市和天门市两个卫星城市设计在第五环高速公路环圈上,形成以武汉市为半径的经济圈与经济带。

基于FLUENT的90°弯管内水环流动特性研究

稠油由于其黏度过高,直接管输的难度较大,因此水环输送高黏原油作为一项高效节能的输油技术越来越受到关注.在高黏原油实际输送的过程中,水环会经过弯管部件,而在此过程中水环容易污染壁面,降低输送效率.运用CFD软件针对水环在90°弯管内的流动进行分析,通过不同流动参数的对比研究其维稳特性.结果表明:在模拟条件下,当流速增加至0.9 m/s时水环在离心力的作用下偏心严重;当油水密度比较小时,水环在浮力的作用下偏心严重,甚至可能污染壁面;在一定范围内改变黏度比对弯管中的环状流影响较小.该研究结果可为水环在90°弯管内流动参数优化提供理论参考.

管道模型和树木年轮水分输导模式的理论及在落叶松生产力估测中的应用

【目的】在管道模型假说和前期提出的树木年轮水分输导模式基础上,从理论和应用两个层面探讨了长白落叶松树冠生产力结构及4种落叶松的叶生物量估测模型,期望为树冠生产力评价和树木年轮水分输导模式研究提供理论与技术支持。【方法】利用不同林龄和不同种落叶松树冠解析、生物量调查及树干染色试验数据,基于管道模型和树木年轮水分输导模式分析树冠生产力结构、构建叶生物量估测模式,并对不同年龄、不同种落叶松筛选出的估测变量及估测效果进行对比分析。【结果】(1)11年林龄的长白落叶松,胸高处当年生年轮断面积占该处具备水分输导能力的总断面积的19.64%,却供养了整个树冠最外侧29.8%的叶面积(指在当年生枝条上着生的叶面积),说明当年生年轮水分输导的速率显著快于其他年轮。(2)基于管道模型和树木年轮水分输导模式得出树木枝条叶生物量、叶面积的多少受到枝条基部水分的输导能力及机械支撑能力的综合影响,其估测自变量可区分为二类,一类是与枝生物量有关的变量,另一类是与枝条基部水分输导能力有关的变量。(3)基于两类变量构建的4种落叶松叶生物量估测标准回归模型具有极高的估测精度。(4)为了便于应用,提出了简化的叶生物量二元线性估测模型,对于4种落叶松的估测效果达到了极显著相关水平。(5)构建了4种落叶松的叶生物量与枝条基部断面积的一元线性回归模型,对模型的截距和斜率进行差异显著性分析发现,兴安落叶松与其他3种落叶松均差异极显著,日本落叶松与华北落叶松也达到了差异极显著的水平,而华北落叶松与长白落叶松差异不显著。这一结果反映了4种落叶松在树冠形态上的不同。【结论】管道模型和树木年轮水分输导模式理论及其推论在树木生产力结构研究和生产力评价方面具有较高的应用前景。据此可将枝条叶生物量的估测变量区分为两类,即与枝生物量有关的变量和与枝条水分输导能力有关的变量。提出了叶生物量估测的标准回归模型和简化回归模型,该模型对4种落叶松的估测精度均达到了极显著相关水平。

基于CFD水环发生器结构优化研究

水环输送在稠油输送方面表现出非常好的应用前景。本文提出一种单入口形式的稠油水环发生器,运用Solidworks对水环发生器物理模型进行重新设计和优化,设计出三种不同间隙单入口水环发生器,基于计算流体动力学(CFD)方法进行数值模拟研究。研究结果表明,单入口稠油水环发生器在间隙尺寸为1.3 mm时产生的水环有着较高的稳定性、维持时间最长,使水环输送的效果达到最佳。水环发生器间隙尺寸的增大,影响环状水层,进而影响压降数值。保持进口油流速度不变,适当降低进口水流速度,可以提高水环输送稠油效率。研究结果为稠油水环输送提供了一种研究方法,对实际工程有一定参考价值。

白桦和椴树水分输导模式研究

本文以年轮为基本出发点,采用“树干定点定向染色”技术,对白桦和椴树的水分输导模式进行了研究,即利用染色标记方法将树液的流动轨迹标记出来。观察白桦、椴树的茎流速率的日变化规律发现:椴树的茎流速率日间波动幅度较大,在中午12:00左右达到最高峰。白桦茎流速率的日变化表现较为平稳,在上午9:00~10:00左右达到最大值。白桦和椴树的茎流速率在中午均出现短暂的“午休”现象。白桦、椴树在15:00和17:00左右均有两个小峰值。同时2个树种的茎流速率均是在17:00后开始迅速下降。在对白桦和椴树的茎流速率研究中发现,夜间仍有微弱的液流存在,变化趋势平缓。通过对截断木染色结果分析表明:白桦新生年轮的水分输送能力明显强于陈旧年轮。椴树新生年轮与陈旧年轮水分输导能力大致相同。在利用肉眼直接观察的前提下,白桦和椴树年轮与年轮之间没有(或较少有)水分的横向输导。白桦同一年轮内的水分横向扩散现象较为明显,椴树同一年轮内水分的横向扩散现象不是十分明显;水分的纵向输导以年轮为单位白桦和椴树分别呈现直线型、螺旋型形式从根向上输送。