石英砂粒径对水合物沉积物力学性质的影响

利用自主研发的水合物沉积物原位合成与力学性质测试的高压低温三轴仪,通过多级加荷的试验方法,以不同粒径的砂粒作为沉积物骨架进行三轴压缩试验,得到了剪切过程的应力-应变关系曲线,以及不同粒径尺寸沉积物的强度,还有剪切过程中的体积变化关系。结果表明:含水合物沉积物强度随着沉积物粒径尺寸的增大而增强;在降压剪切过程中,所有粒径的水合物沉积物式样均有明显的剪缩现象。     

黄土高原中部秋季干湿的年际和年代际环流异常特征及与海温的多尺度相关性研究

黄土高原地区作为气候敏感区和生态脆弱区地表干 湿状况的年际和年代际变化特征十分明显. 但以往主要是针对夏季进行分析, 而对黄土高原秋季干湿变化规律及大气环流机理的认识非常有限. 本文基于中国589站最近50 a (1961–2010年)月降水和气温月平均资料、NCEP/NCAR提供的再分析资料以及NOAA提供的海表温度(Sea Surface Temperature, SST) 资料, 运用带通/低通滤波、小波分析、EOF/REOF和回归分析等方法, 在对中国秋季干湿时空演化分类的基础上, 通过研究秋季黄土高原中部干湿演变周期、大气环流特征及与海温的多尺度相关关系, 以揭示影响黄土高原中部秋季干湿变化的物理机理, 并确定影响该区域干湿状况的前兆信号. 小波功率谱分析表明, 黄土高原中部秋季干湿指数存在准4 a和准8 a的周期, 1970–1990年准8 a尺度周期振荡尤为明显. 年际(周期≤ 8 a) 尺度上偏湿年的大气环流特征是, 欧亚大陆中高纬呈“双阻型”, 200 hPa西风急流显著北移, 日本海-鄂霍茨克海受反气旋控制, 其底部的偏东水汽输送带将水汽输入研究区. 年代际(周期 > 8 a)尺度上偏湿年的大气环流特征是, 东亚大陆为一致的低值系统; 200 hPa东亚副热带西风急流减弱北移, 研究区主要水汽来源由经孟加拉湾在中南半岛转向的南风水汽输送及中纬度的西风水汽输送组成. 整个序列上, Nino3区SST指数(Nino3I)超前5个月与秋季干湿指数已呈显著的负相关关系, 而孟加拉湾–中国南海SST指数(BayI)则超前3个月与干湿指数呈现显著的负相关关系. 年际尺度上, 秋季Nino3I, BayI均与秋季干湿指数存在显著相关(准4 a, 4–6 a), 而年代际尺度上, 只有BayI与秋季干湿指数存在显著相关性(准10 a). 黄土高原中部秋季干湿的年际和年代际周期的确定、大气环流异常特征的认识及与海温的多尺度相关关系的建立, 不仅揭示了影响该区域干湿变化的物理机理, 也为干旱气候预测提供了重要的前兆信号. 关键词： 黄土高原中部 干湿特征 海表温度 小波分析     

半环上保持矩阵{1}-逆的线性算子

刻画了某类特殊可换无零因子反环上保持矩阵{1}一逆的可逆线性算子,并将此结果推广到此类无零因子反环的任意直积上．推广了某些文献的一些结果．     

CH4-TBAB二元水合物的分解热测定

利用可视化高压流体测试系统研究了甲烷-四丁基溴化氨(TBAB)水合物的分解条件,并根据物相平衡数据应用Clausius-Clapeyron方程计算了该水合物的分解热.结果显示: CH4-TBAB共生水合物的相平衡压力的对数与温度的倒数为线性关系,其相平衡压力远低于甲烷水合物的相平衡压力,甲烷的存在提高了TBAB水合物的生成温度.CH4-TBAB共生水合物的分解热远大于纯TBAB水合物的分解热,而且分解热的数值与TBAB的浓度有关.     

3A分子筛对四氢呋喃水合物生成过程的影响

用显微镜从微观角度研究了0℃以下常压四氢呋喃-水体系中加入3A分子筛粉后THF水合物的生成过程,结果表明3A分子筛的存在能诱发水合物的成核,促进THF水合物的生成,提高THF水合物的生长速率;有3A分子筛存在时,THF水合物晶体的生长速率介于0．01～0．05gm／s之间;相对于无3A分子筛存在的体系,THF水合物晶体的生长速率提高约4nm／s;在相同条件下,THF水合物晶体长成后大晶体还会发生部分变化和重组。     

多孔甲烷水合物样品导热系数的测定和模拟

天然气水合物是由水分子和气体分子在一定温压条件下形成的一种类冰状笼形化合物．天然气水合物主要存在于海底和大陆的永久冻土区和青藏高原等多年冻土区,是一种潜在的替代能源．在考虑对天然气水合物资源进行开采和考察地球温压变化对含水合物层的影响时,有必要掌握水合物的热物性和含水合物层的有效导热系数,但目前报道的水合物导热系数数据不一、差异很大．水合物是一种非化学计量的化合物,因此很难获得一个不含自由气、自由水的零孔隙率完美样品．利用多孔介质的理论模型对多孔水合物的导热系数进行预测是获得水合物本征导热系数的有效途径之一．我们在一个自行设计的实验台上使用HotDisk系统独特的单面测试技术,并利用瞬态平面热源法测定了含甲烷气的多孔甲烷水合物的有效导热系数,获得该样品的导热系数和温度以及所加压力的关系．为了研究含甲烷气的多孔甲烷水合物的有效导热系数与孔隙率的关系,我们利用自相似的Sierpinski地毯分形模型,先假设多孔介质体系由多孔介质和流体两部分组成,而多孔介质颗粒则由随机分布不相接触的颗粒和带有接触热阻的自相似分布颗粒组成,再通过一维热流假设和采用等价电阻网络（即通过电一热阻模拟分析得到系统的热导率）分别模拟了干砂（含空气）和多孔甲烷水合物样品（含自由甲烷气）导热系数与样品孔隙度的关系,推测了无孔隙水合物样品的导热系数．实验和模拟结果均显示样品的有效导热系数随着孔隙度的增大而降低,样品的有效导热系数在30％的孔隙度时降低了25％．通过分析实验结果和模拟结果发现,无孔隙甲烷水合物样品的导热系数约为0．7Wm^-1K^-1．     

微波场中乙烷及丙烷气体水合物的分解特性

研究了2.45GHz微波场中I型乙烷水合物及II型丙烷水合物的热激分解过程,基于晶体表面两步分解机制的动力学模型,结合传热传质分析了其分解特性.结果表明:水合物在微波场中的加热分解是一个与实际微波电磁场相互耦合的过程,微波体积加热的特点强化了水合物颗粒表层的传热传质过程,时间累积的热效应增大了水合物晶体破解速率;在120至540W入射功率下,乙烷、丙烷水合物气化速率分别达到0.109-0.400mol·min-·1L-1及0.090-0.222mol·min-1·L-1.在一定范围内增大微波功率可显著提高水合物分解速率,其中乙烷水合物一直处于功率主控区,丙烷水合物更早进入功率和分解动力机制共同控制区.     

激光熔覆FeCrNiMnMoxB0.5高熵合金涂层组织与耐蚀性能

为了获得性能优异的涂层材料,采用激光熔覆的方法在Q235钢基体上制备了不同Mo含量的FeCrNiMnMoB0.5系高熵合金涂层,着重探究Mo对高熵合金组织与性能的影响。通过金相、X射线衍射、扫描电镜、硬度计、电化学工作站分别研究了高熵合金涂层的显微组织、相结构、显微硬度及耐蚀性能。结果表明:FeCrNiMnMoB0.5系高熵合金组织为树枝晶,主要由fcc相和少量金属间化合物构成。当添加少量Mo时,涂层的硬度较低,为290 HV,随着Mo的增加,晶格畸变加剧,出现少量金属化合物,涂层硬度最大增加到658 HV。在模拟饱和盐水泥浆溶液中FeCrNiMnMo0.4B0.5表现出较好的耐腐蚀性。     

聚(乙烯基四唑-co-丙烯酸)的合成与表征

以聚丙烯腈为原料,首先通过部分腈基的[3+2]合环反应转化为聚(乙烯基四唑-co-丙烯腈)[Poly(VT-co-AN)],再通过碱性水解反应将剩余的腈基转化为羧基,合成出聚(乙烯基四唑-co-丙烯酸)[Poly(VT-co-AA)]。 采用傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、核磁共振碳谱仪(¹³C NMR)、酸碱滴定等方法对Poly(VT-co-AN)和[Poly(VT-co-AA)的结构进行了表征,结果表明,Poly(VT-co-AN)的分子链中含有腈基、四唑基团和部分羧基,四唑基团的含量为68.6%,与酸碱滴定法测定的四唑基团的含量相近,[Poly(VT-co-AA)中含有四唑基团和羧基,不含有腈基,酸值高于Poly(VT-co-AN),四唑基团的含量为67.6%,与叠氮化钠与聚丙烯腈的摩尔比相近。 热失重分析结果显示[Poly(VT-co-AA)的热分解速率加快,在270~285 ℃的温度区间内分解完全。     

含低剂量抑制剂体系气体水合物生成动力学

水合物管道堵塞是油气工业安全生产的重要问题之一, 目前低剂量抑制剂以其经济性、环境友好性等优点, 逐步取代传统抑制剂. 文中在8.5 MPa、4 ℃条件下, 1.072 L反应釜内, 采用甲烷、乙烷和丙烷混和气, 研究了含低剂量抑制剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和GHI1的水合物生成体系反应过程, 计算分析了压缩因子和自由气量随反应时间的变化, 对比了在相同反应程度下添加PVP和GHI1后水合物含气量的区别, 探讨了GHI1组合抑制剂的抑制机理. 实验结果表明PVP和GHI1能抑制水合物生长, 不能有效抑制水合物成核; 添加PVP的体系, 在实验气体组成下, 甲烷乙烷进入水合物小晶穴, 并且甲烷优先进入小晶穴; GHI1对丙烷乙烷的抑制能力强于甲烷; 对比GHI1和PVP的反应过程, 认为协同剂二乙二醇丁醚的羟基和醚类结构加强反应体系中的氢键, 和PVP结合使用, 通过氢键和空阻达到抑制效果.