温室内多孔蓄热墙传热与流动特性

本文采用一维稳态饱和多孔介质能量双方程模型,对温室内多孔蓄热墙的传热与流动特性进行了研究.结果表明:多孔蓄热墙的固体骨架与空气之间的换热取决于空气的入口流速、多孔材料的孔隙率、渗透率和固体骨架的导热系数,由于多孔蓄热墙接受的太阳辐照是不均匀的,因此推荐采用具有不同孔隙率的新型复合多孔蓄热墙,以减少这种不利的影响.     

大尺寸系列孔隙度高强人造岩芯的研制

采用矾土、氧化铝与硬质碎瓷粒为骨料, 选用硅溶胶、高岭土、煅烧滑石和方解石组成的MgO-CaO-Al2O3-SiO2低共熔混合物作为晶界结合剂,以木屑和煤粉为造孔剂,利用浇注成型技术制备出大尺寸系列孔隙度高强人造岩芯.其主要技术指标为:尺寸:65mm×150mm,孔隙度:26.6～45.4%,抗压强度:37.5～51.1 MPa.同时,SEM测试发现岩芯中的气孔呈三维连通状分布,且直径在100μm以下的微孔居多.     

煤层中封存CO2的流-固-热耦合数值模拟研究

为了研究CO_2煤层封存过程中注气量和煤层渗透率的变化规律,分析不同煤层特征参数对注气效率的影响,利用岩石力学、渗流力学、传热学相关理论,基于煤体双重孔隙结构特征,建立CO_2煤层封存的流-固-热耦合模型,进行CO_2煤层封存数值模拟。结果表明:CO_2注入煤层的速率遵循着"初始阶段迅速减小,随后基本稳定"的规律,注入速率的大小与煤层初始压力、初始温度成反比,与初始渗透率成正比;在煤层注入CO_2的过程中,由于气体压力升高、温度降低引起的收缩应变大于吸附应变,在注气压力增高区内煤体基质系统和裂隙系统的渗透率不断增大,且裂隙渗透率受注气影响更明显。     

开裂孔隙材料渗透率的细观力学模型研究

采用细观力学方法对含随机裂纹网络的孔隙材料渗透性进行研究.开裂孔隙材料渗透性的影响因素包括裂纹网络的密度、连通度、裂纹的开度以及孔隙材料基体渗透性.对于不连通的裂纹网络,该文采用已有的相互作用直推法(interaction direct derivative,IDD)的理论框架,引入裂纹的密度$\rho$和裂纹开度比$b$,提出了裂纹夹杂$\!$-$\!$-$\!$基体两相复合材料渗透率的IDD理论解.对于部分连通裂纹网络,考虑局部裂纹团内部各个裂纹对有效渗透率的相互放大作用,引入裂纹网络的连通度$f$,定义与连通度相关的水平裂纹密度$\rho^{h}$,按照增量法将表征连通特征的水平裂纹嵌入有效基体中,以此方式来考虑裂纹夹杂间的相互搭接,提出了考虑裂纹连通特征的扩展IDD理论解,分别考虑了基体材料渗透率$K_{m}$、裂纹密度$\rho $、裂纹开度比$b$以及与连通度$f$相关的$\rho ^{\rm h}$.最后通过对有限区域内含随机裂纹网络孔隙材料渗透过程的有限元模拟分别验证了不连通和部分连通裂纹网络扩展IDD模型的适用性:(1)当裂纹不连通时,由于基体对流体渗透的阻隔作用,裂纹的开度对有效渗透率影响不大;(2)当裂纹部分连通时,裂纹密度分别小于1.1(无关联裂纹网络,分形维数为2.0)、1.2(关联裂纹网络,分形维数为1.75)时,扩展IDD模型能够很好地估计开裂孔隙材料的有效渗透率,但是随着裂纹进一步扩展,最大裂纹团主导作用凸显,扩展IDD模型不再适用.      

自交联型磺化聚醚醚酮质子交换膜的合成

以含3,3'-二烯丙基双酚 A 结构单元的聚醚醚酮为基膜材料, 通过自由基加成反应在取代基上引入磺酸基团, 合成侧链型磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜. 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、 核磁共振氢谱(¹H NMR)、 热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对 SPEEK 的结构进行表征. 实验结果表明, 巯基丙磺酸被接枝在聚醚醚酮侧基上, SPEEK 膜具有明显的亲水疏水微相分离形貌, 磺酸基团相互聚集形成离子通道. SPEEK 膜离子交换容量为 2.12 mmol/g, 钒离子渗透率为 1.54×10^-6 cm²/min, 低于Nafion117 膜的钒离子渗透率, 阻钒能力优于 Nafion117 膜. 以 SPEEK-4 膜组装电池的自放电时间约为130 h, 长于 Nafion117 膜的 66 h. 电池充放电循环 50 次, SPEEK-4 膜的库仑效率、 电压效率和能量效率没有明显降低, 显示出良好的稳定性.     

多孔岩芯渗透率与孔隙度的MRI研究

运用自旋回波序列,得到一系列用盐水饱和的多孔岩芯的磁共振自旋密度象,可以直观、准确地观察岩芯的结构,并对象的信号强度与渗透率和孔隙度之间的相关关系进行了分析,发现它们之间存在良好的定性关系,得到了较好的结果.     

考虑毛管压力时计算油水相对渗透率的新方法

本文提出一种考虑毛管压力时从非稳态驱替实验数据计算油水相对渗透率以及岩芯末端含水饱和度梯度的新方法．采用该方法后，对于低渗透率岩样的相对渗透率测试，不必为了消除毛管压力的影响而采用较高的驱替速度，从而可以扩大相对渗透率仪的测量范围．     

现场岩屑核磁共振分析技术的实验研究

提出了利用核磁共振技术进行现场岩屑油层物理参数定量分析的方法. 在室内实 验研究的基础上，对比分析了核磁共振岩屑分析与核磁共振岩心分析的异同，对现场核磁共振岩屑分析的可行性进行了研究，给出了利用核磁共振技术确定岩屑孔隙度、渗透率等重 要油层物理参数的方法.     

干凝胶法制备空心玻璃微球

在ICF研究中，空心玻璃微球（HGM）因其具有耐压强度高、气体渗透率低、光学透明和相对较低的原子序数等优点，是一种重要的氘氚燃料容器。相对于液滴法，干凝胶法需要较少的传质传热量，并且溶胶一凝胶过程有利于Ca，Al，Zn，Mg等增强组分的均匀掺入，因此，干凝胶法更适于制备大直径厚壁空心玻璃微球。     

γ-Al_2O_3复合膜的制备及顶膜完整性检验

用工业产品PURSAL SB粉代替醇盐制备γ-AlOOH溶胶,准弹性光散射实验表明,溶胶粒径分布集中在35nm左右,由该溶胶而得到的γ-Al_2O_3非担载膜的孔径分布很窄,平均孔径为4.8nm,比表面积为320m~2/g.用该方法制备的γ-AlOOH溶胶经两次浸涂、干燥、焙烧循环,能在多孔α-Al_2O_3底膜上形成完整的γ-Al_2O_3顶膜,用SEM电子显微镜没有观察到有裂缝或针孔的形成,气体渗透实验结果也证实了γ-Al_2O_3的顶膜是完整的。