TRIZ理论在提高石油钻井平台涂料耐腐蚀性方面的应用

目的提高石油钻井平台防腐涂料的耐腐蚀性,减少由于石油钻井平台防腐涂层失效造成的经济损失。方法本文以石油钻井平台漆装系统为研究对象对其进行系统分析,并基于TRIZ理论(Teoriya Reshenivya Izobreatatelskikh Zadatch,TRIZ,译为发明问题解决理论)中的功能分析、因果分析、裁剪、九屏幕法、物理矛盾等工具对石油钻井平台漆装系统中涂料的组成成分进行创新设计。结果本文共得到了12个方案,通过初步分析选用了其中的5个方案构成解决问题的最优方案:首先在聚氨酯面漆中加入共轭结构的邻羟基苯甲酸甲酯,同时加入对苯醌自由离子捕捉剂,捕捉二氧化钛分子因吸收紫外线产生的自由基,防止面漆老化。此外还在面漆中加入OTS-SiO_(2)超疏水材料,阻止微生物附着。然后将环氧树脂中间漆中的不锈钢鳞片由不导电的玻璃鳞片替换。最后在底漆中加入弹性材料(微米级橡胶粒子),改善涂层易剥落的问题。结论该研究成果为提高防腐涂料的耐蚀性和环保性提供了参考。

黄河兰州段水环境风险容量研究

针对河水流量变化大这一特点,采用以对数正态分布理论为指导的随机计算模式,以近十年90%保证率最枯月平均流量为设计流量,确定黄河兰州段主要污染物的容许排污量,即水环境风险容量。

高锰酸钾强化处理微污染水技术在黄河兰州段水质污染中的应用

本文分析了常规处理微污染水工艺不足与高锰酸钾除微污染技术的先进性和实用性,阐述了高锰酸钾除微污染技术的特点、原理及发展,并且通过对黄河兰州段水质状况及其采用高锰酸钾除微污染技术处理的可行性分析,提出高锰酸钾除微污染技术是减轻兰州供水水源水质污染的一条新途径。

兰州市地源热泵土壤传热性能分析

地源热泵利用土壤中的热源,向建筑物内部提供热量或者冷量.地源热泵在不同地区的应用有所区别.结合兰州市马兰黄土的特性和气候环境,分析地源热泵与土壤间热量传递的规律,总结马兰黄土中含水量对热量传递的影响,以及土壤特性对人工增湿过程中的主要影响因素.针对西北地区分布范围较广的马兰黄土特点,提出在土层深度为5 m以下的换热区域,施加人工增湿;为避免黄土湿陷,需要保证黄土含水率在6%-15%之间.

船用三通调节阀流-固耦合噪声数值模拟

针对船用PN10DN32三通调节阀噪声声压频谱、声指向性等声学特性规律不明确,噪声声压级是否满足使用要求的问题,基于流-固耦合理论,同时考虑流-固耦合面及流体域内的脉动声学激励源,开展阀门噪声数值模拟研究。分别对三通调节阀在80%及60%开度阀外1 m处的噪声进行数值模拟,分析研究噪声声压频谱特性及声指向性规律。结果表明:80%及60%开度下的噪声声压级分别为49.14 dB(A)、50.79 dB(A),均小于60 dB(A)的噪声限制,满足使用要求。该文为船用三通调节阀噪声数值模拟提供了理论及方法参考。

车用液氢气瓶快充过程数值研究

车用液氢气瓶加注过程中,因加注速度快且气瓶容积小,极易造成过充现象,导致安全事故发生。针对设有气包防过充装置的车载液氢气瓶建立三维对称模型,采用CFD方法对气瓶快速加注过程开展数值仿真。分析了开孔孔径、加注速率、初始充满率和防过充装置容积对防过充装置性能的影响规律。结果表明:开孔孔径是影响防过充装置性能的主要因素,其限制了液体的流通能力;采用6 mm孔径和初始充装量为50%的状况下,充装结束后气瓶都将过充,最大充装率可达98.4%;采用大容积的防过充装置可以为气瓶预留更多的气相安全空间,但同时也会导致充装量不足等问题,当防过充装置容积为100 L时,最终充装量仅有77.2%。

金属有机框架材料用于光催化CO_(2)还原的研究进展

CO_(2)光催化还原转化为有价值的碳氢燃料和化工原料是达成“碳中和”目标的重要途径。金属有机框架材料(MOFs)是一种由有机配位体和金属离子或团簇通过配位键形成的有机-无机杂化材料,具有超高的比表面积、可调的孔结构,并易于功能化修饰,在CO_(2)光催化还原反应中展现出良好的应用前景。总结了基于MOFs的新型功能材料绿色光催化CO_(2)还原的最新研究进展,探讨了改性及功能化MOFs材料及MOFs衍生物的光催化CO_(2)还原反应机理,并从理化特性上分析了材料性能优势的成因。总结了提高光催化还原CO_(2)反应的活性和选择性的策略。在此基础上,对这类新型催化剂面临的主要问题和未来发展进行了总结与展望。

衍生T形槽干气密封稳态性能研究

目的 设计具备双向旋转特点的动压型干气密封端面结构,并展现良好的开启性能,以T形槽为优化对象,衍生出一种新型槽型结构。方法 借助有限元软件,计算并对比经典T形槽与衍生槽型在流场特性和稳态性能方面的差异,探讨不同参数对2种槽型干气密封稳态性能的影响规律,揭示衍生槽型的密封机理。结果 衍生槽型的开启力高于经典T形槽,泄漏率也会增加。随着工况参数的升高,2种槽型的稳态性能参数近似线性增加,且差异逐渐增大,最小差异达到6.6%。随着槽深的增加,泄漏率方面的差距在逐渐减小,为扩大衍生槽型的控漏效果,槽深应>5μm。开设有引流槽型结构的衍生槽型稳态性能顺序为发散型>直口型>收敛型,但在文中的工况下,数值差别较小,最大仅为1.2%。结论 相比于经典T形槽,衍生槽型具有更强的动压效应,开启性能明显提升。另外,通过开设不同形式的引流槽可以改变气膜的流动特性和干气密封性能。

低温容器用多层绝热材料的绝热性能研究进展

多层绝热材料被广泛应用于低温容器,其绝热性能是人们重点关注的性能指标。真空良好下,影响其绝热性能的因素包括夹层真空度、材料型号和种类、层数、层密度、等密度或变密度布置以及材料包覆工艺等;真空失效下,夹层气体压力、破空气体种类以及绝热结构参数等会对多层绝热材料的绝热性能产生影响。本文综述了多层绝热材料绝热性能的预测公式。应用Lockheed分析模型对不同边界温度、不同层数下的多层绝热材料的绝热性能进行预测,得到最佳层密度和最小热流密度;在层数一定的条件下,应用Layer-by-layer传热模型对等密度和变密度多层绝热方案的绝热性能进行预测,分析获得了两种实用性较高的多层绝热方案。

聚氨酯复合泡沫的制备以及应用前景展望

综述了聚氨酯复合泡沫的最新发展和突破。添加高性能纳米材料是目前研究聚氨酯泡沫方向的新趋势。聚氨酯复合泡沫的纳米添加剂包括碳纳米管、碳纤维、石墨烯、纳米金属单质、纳米金属氧化物和纳米金属合金材料等。主要综述了聚氨酯复合泡沫的类型、合成方法。此外,重点介绍了聚氨酯复合泡沫在吸波屏蔽、压阻传感、阻燃和减震阻尼等领域的前沿进展。

船用合流型三通调节阀声流固耦合声学特性研究

针对合流型三通调节阀噪声声压频谱、声指向性等声学特性规律不明确的问题,基于声流固耦合理论,以PN50 DN250三通调节阀为研究对象开展声学特性研究。基于k-ε模型分析阀门定常流动,在定常流动收敛的基础上开展LES非定常流动分析,并导出流固耦合面及流体域内的时域脉动信息作为噪声激励源,开展三通调节阀不同工况下的声学特性研究。搭建三通调节阀流噪声试验台,试验工况下数值模拟噪声与实测噪声声压仅相差1.85 dB(A),验证声流固耦合数值模拟方法的准确性。分别数值模拟阀门实际工况下80%及60%开度下的噪声声学特性,总结出阀门噪声声压级分别为51.18和54.13 dB(A),验证三通调节阀噪声满足使用要求,提出的声流固耦合数值模拟方法可为合流型三通调节阀声学特性分析提供一定参考。

掺杂B,Cr,Mo,Ti,W,Zr后金刚石中正电子湮灭寿命计算

金属基金刚石复合材料被广泛应用和研究,但金刚石表面预处理所导致的空位、掺杂等缺陷对金属基与金刚石界面性能有很大影响.尽管透射电子显微镜和能谱分析等技术已用于缺陷检测,但这些方法存在局限性.通过计算金刚石中正电子湮灭寿命,可以准确评估金刚石的界面缺陷.本文利用第一性原理计算方法,采用多种正电子湮灭算法和增强因子,计算了金刚石理想晶体、单空位、掺杂B,Cr,Mo,Ti,W和Zr后的正电子湮灭寿命.结果显示,在采用局域密度泛函时,结合Boronski&Nieminen算法以及随机相位近似限制作为湮灭增强因子时,计算得到的正电子湮灭寿命与文献的实验结果更吻合.同时,金刚石中B和Cr的掺杂使正电子湮灭寿命从由单空位119.87 ps增加为148.57 ps和156.82 ps.总体来说,金刚石中的空位和掺杂原子缺陷都会引起正电子湮灭寿命的变化.这些发现为理解和优化金刚石界面提供了有价值的理论依据.

液氢储运技术发展现状与展望

液氢具有储运密度大、能量密度高的特点,应用前景广阔,受限于液氢的物理特性,低温储运技术制约了液氢大规模应用。该文对当前国内外固定及移动式液氢储存设备进行调研,针对目前所面临的技术难点,从储氢材料、低温绝热、热力特性、配套设备、标准体系等方面总结液氢储运环节的关键技术,分析液氢储运现状与发展趋势,提出未来液氢储运技术重点发展方向,能有力促进中国高性能液氢储运设备研发,保障未来液氢规模化安全使用。

甜叶菊渣中总黄酮的纯化工艺研究

以甜叶菊渣为原料,采用大孔树脂吸附和溶剂萃取法相结合的方法,得到90%以上纯度的总黄酮。通过对大孔树脂及溶剂萃取法的各影响因素进行研究,确定纯化甜叶菊渣中总黄酮的最佳工艺条件:AB-8型大孔树脂吸附流速为2 mL/min、上样液质量浓度1.5 mg/mL、上样液pH值为3.5、上样量4 BV,解吸液为50%乙醇溶液、解吸量5 BV、解吸流速为1.5 mL/min。优化后的甜叶菊总黄酮平均纯度为50.11%。后经乙酸乙酯在常温条件下萃取5次,得到甜叶菊渣中总黄酮纯度为91.8%。结果表明:通过AB-8型大孔吸附树脂和乙酸乙酯萃取相结合的方法,可以很好地纯化甜叶菊总黄酮。

酸解法制取甘草次酸及其纯化工艺

以甘草酸单铵盐为原料,酸解制取甘草次酸并利用低温冷析法对其进行精制纯化。通过L9(34)正交试验,确定了酸解甘草次酸的最佳条件:H2SO4体积分数8%、料液比(g/mL)1∶100、温度100℃、12 h,在此条件下,转化率可达80.24%;通过对比实验,获得了低温冷析法精制甘草次酸的纯化工艺:酸解产物经水洗、氯仿溶提后,在体积分数30%乙醇溶液中80℃热溶15 min,再在冰水中冷析10 min,最终得到甘草次酸的质量分数为95.79%,得率40.87%。

芽孢杆菌ZG0427表面活性剂性质及对石油降解菌的作用

为研究生物表面活性剂对石油降解菌的作用效果,采用酸沉法从芽孢杆菌(Bacillus sp.)ZG0427培养液中提取了生物表面活性剂,用薄层层析方法对其类型进行鉴定,并测定了带电性质及乳化性能。分别将芽孢杆菌ZG0427菌体和表面活性提取物加入石油降解假单胞菌(Pseudomonas sp.)YM15及红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)KB1培养物中,研究其对石油降解菌生长及石油降解效果的影响。结果表明,芽孢杆菌ZG0427所产表面活性剂为脂肽类阴离子表面活性剂。当表面活性剂水溶液质量浓度为100 mg/L时,其乳化指数可达到58.0%。当ZG0427与YM15混合培养时石油降解率从32.70%提高到39.33%;与KB1混合培养时,石油的降解率从19.98%提高到34.33%。当在石油降解菌中添加不同质量浓度表面活性剂提取物后,不仅促进了假单胞菌YM15的生长,还能明显增加其石油降解效率(p<0.05),在培养基中添加20 mg/L表面活性剂提取物,培养第5 d时,YM15菌落数达到2.5×1012CFU/m L,对石油的降解率为40.07%。生物表面活性剂产生菌ZG0427与石油降解菌KB1及YM15构成的复合菌剂对石油有良好的降解效果,但高剂量表面活性剂对KB1生长产生了不同程度的抑制作用,导致石油降解率降低。

超高速干气密封微织构气膜润滑特性研究

针对航天航空领域,设备超高速、高压运转,干气密封稳定性问题,依据槽型织构优化设计,提出一种槽底微织构螺旋槽干气密封结构,以解决密封在超高速旋转过程中气膜稳定性问题。基于气体润滑理论,建模、划分网格,再导入FLUENT软件对流场进行仿真模拟;改变工况参数和槽型结构参数后,在超高速、高压工况下,相比于普通螺旋槽,槽底微织构螺旋槽干气密封的动压效果有显著提升。结果表明,槽深h_(g)=6μm,膜厚h_(0)=2μm,微织构槽深δ=2μm、微织构槽宽取3.97 mm,微织构槽位于螺旋槽底中间位置时,槽底微织构螺旋槽相比于普通螺旋槽可产生明显的动压效应。

共轭微孔聚合物研究进展

共轭微孔聚合物(CMPs)有制作方法简单多样、比表面积大、物理化学稳定性好、结构形貌可调等特点,因此受到广泛关注。近年来,共轭微孔聚合物的多种合成方法和新应用成为了研究热点,CMPs主要用途包括超级电容器、非均相催化、化学传感器、太阳能界面蒸发、抑菌材料、阻燃材料。重点介绍了共轭微孔聚合物的多种合成方法以及CMPs的多种应用领域,并且对目前合成CMPs的难点进行总结。

复合型除尘器除尘脱硫一体化工艺实验研究

试验研究了专利产品“高压静电滤槽复合型卧式除尘器”的除尘脱硫一体化工艺。试验表明,在布袋前方的末级电场中实行半干法脱硫工艺具有可行性,可达到除尘脱硫一体化目的。试验同时研究了钙硫比、脱硫灰循环率、饱和温距、喷水量和SO2浓度等对脱硫率的影响。该工艺适用于以低硫煤为燃料的锅炉进行除尘脱硫。

基于IA-VMD的浮环密封声发射信号降噪与特征提取

针对航空发动机浮环密封运行时,声发射信号易受外界噪声干扰,且特征信号难以提取的问题,提出一种基于免疫算法(immune algorithm, IA)和变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)的声发射信号处理方法。首先应用免疫算法对变分模态分解中的模态数K和惩罚因子α进行优化,采用样本熵为亲和度函数,得到VMD算法中的最佳参数组合。其次,对原始信号进行分解得到若干模态分量(intrinsic mode function, IMF)并计算出各个分量的相对熵,选取差异小的分量进行重构得到降噪信号。仿真信号分析表明,IA-VMD方法可以获得最佳参数,在抗噪声干扰方面具有明显优势。最后,对浮环密封声发射信号降噪并进行特征提取,结果表明,采用IA-VMD方法能够在降噪的同时最大限度保留有效信息,获得表征浮环密封主密封面碰摩状态的声发射信号,为今后浮环密封故障诊断奠定基础。