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[期刊] 实验技术与管理  [作者] 刘伟  韩冬阳  张士显  秦跃平  胡宇航  高鹏  
为将流体力学的弥散理论教学融入实际应用,研发了多孔介质气体弥散系数测试实验系统。通过该系统可向学生直观地演示弥散系数测定方法,以及无因次气体浓度与无因次弥散系数之间的变化规律。自主开发了多孔介质气体弥散模拟程序,通过对模拟结果进行拟合来确定弥散系数反演解析式,并结合实验测试数据,反演得到弥散系数具体数值。实验结果表明:注气点附近的无因次气体浓度最高,从注气点开始沿测定容器深部和两侧延伸的方向,无因次气体浓度递减;随着无因次弥散系数的增大,气体混合均匀所需要的距离逐渐缩短;通过反演计算得到实验装置内多孔介质气体弥散系数为0.001 647。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 赵越超  毛晓坤  黄明星  宋永臣  
将CO_2注入地下油藏,可以实现提高原油采收率与CO_2地下永久埋存的“双赢”,是最具应用前景和经济效益的“碳中和”有效手段之一。为了有效评价CO_2驱油效率,以及准确预测CO_2地质埋存量与长期安全性,必须对多孔介质中CO_2-油扩散机理进行深入的理论和实验研究。该文利用低场磁共振(NMR)技术实现CO_2-油扩散过程的原位动态监测,通过纯相位编码SE-SPI脉冲序列得到溶液随时间和位置变化的一维质子密度曲线,进而得到油相膨胀系数、CO_2无量纲浓度等参数;基于菲克第二定律构建了考虑溶液体积膨胀的物理模型,采用非迭代有限体积法计算得到随时间和位置变化的CO_2扩散系数,为多孔介质内气-液扩散参数原位测量提供了重要的理论方法与实验数据,对CO_2提高石油采收率与地质埋存工程设计、安全性和经济性评价具有重要指导意义。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 辛喆  何志祝  李淑艳  魏青  江秋博  刘志颖  王东泽  李辉  
为了满足大学工程热力学课程的实验教学要求,针对传统实验装置因加热温差范围过大而导致实验结果不准确的问题,设计开发了一套新型气体定压比热容测定实验系统。设计的新型气体定压比热容测定实验系统通过结合预热段、保温、两次测量算法改进等方式,使实验结果更加准确可靠,真实地反映了实验原理,具有较高的精度,完全满足本科研究性实验教学要求。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 奚忠华  淳远  周爱东  章文伟  
为辅助实验教学改革,开发了基于移动互联网的实验预习测试系统。系统网页应用的开发基于HTML5和Java Web技术,而手机端App则使用开源框架WeX5进行开发。系统上线后,率先在物理化学实验中使用,学生平均每次课前测试时间为2min 44s,平均成绩90.2分。借助该系统,学生能提升预习效率,教师则可以有效掌握学生的实验预习情况,进而为改进教学手段提供有效数据支撑,使用结果表明其达到了设计目标,满足了实验教学与实验改革的需求。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 王斌  邢兰昌  
以天然气水合物在多孔介质中生成、分解过程的科研项目为背景,将含水合物介质电参数测量系统部分研究内容引入实验教学,设计了基于有限元数值法的含水合物多孔介质电参数测量仿真实验。基于反应釜及复电阻率测量装置建立数值模型;采用全波有限元方法对模型中的电磁场进行仿真计算并获得空间电磁分量分布;通过设置不同尺寸的水合物,结合仿真结果后处理,得到不同水合物分布对应的视电学参数。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 鲁效庆  魏淑贤  王兆杰  李邵仁  
针对当前能源环境材料的研究热点,将新型多孔材料的吸附分离特性内容设计成研究性实验教学项目。实验分析了4种金属有机骨架MFM-300材料孔隙结构和形态,估算了MFM-300中的吸附等温线和选择性,通过分析吸附热及其差异,阐明了4种MFM-300材料中气体的吸附量和选择性变化,确定了气体吸附过程中影响吸附的机理及本质因素。教学实践表明,该实验项目有助于扩展教学思路和增强学生分析问题的能力,为科研成果转化为教学实验提供了借鉴。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 孙海翔  张晓云  葛保胜  王兆杰  
将科研成果转化为实验教学内容,设计研究了多孔石墨烯的制备及气体分离性能评价的综合实验,以促进学生对专业知识有更加系统地了解。实践表明,在对新型碳材料理论了解的基础上,增加石墨烯的结构调变设计及性能评价实验,既能激发学生对于专业知识的研究兴趣,在文献调研、实验设计和动手操作过程中又培养了学生的自主学习能力和创新意识,深化了学生对材料的结构与表征认识,从而更好地理解材料的结构与性能之间的关系。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 陈长坤  石朗  鲍益朋  张宇伦  
为探究液体燃料(煤油和0#柴油)浸润多孔介质砂床(石英砂)表面火蔓延特征行为,开展了一系列不同颗粒粒径(0.428~4.500 mm)工况的燃烧测试,实验测量了燃料质量损失速率、砂床内部温度分布、砂床表面火蔓延速率等特征参数,分析了颗粒粒径对浸润燃烧场景下燃烧蔓延特性的影响机制。实验结果表明:在当前实验中,毛细管作用影响了燃烧反应进程的传热速率,较细颗粒砂床(直径0.428 mm)的传热速率快于较粗颗粒砂床(直径2.180 mm)。不同颗粒粒径工况下的质量损失速率的增长快慢存在差异,准稳定燃烧阶段质量损失速率的增长速率随颗粒粒径的增大而先减小后增大。在准稳定燃烧阶段中,随着颗粒粒径增大,煤油和0#柴油浸润石英砂床表面的平均火蔓延速率呈现出先减小后增大的趋势。在相同颗粒粒径条件下, 0#柴油的平均火蔓延速率低于煤油。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 刘秀全  姜永  刘兆伟  陈国明  畅元江  
为解决传统涡激振动抑制装置适应性差、效率低等问题,设计了可变形整流罩涡激振动抑制装置,开发了可变形整流罩涡激振动实验系统,并开展了不同流速下可变形整流罩涡激振动抑制性能测试。结果表明,可变形整流罩能够实现对整流罩截面形状的控制,对涡激振动具有较好的抑制效果,验证了可变形整流罩的可行性。将该实验系统用于实验教学,可使学生深入了解涡激振动原理及其抑制过程,并对激发创新性思维、培养动手实践能力起到积极作用。
[期刊] 中国科学技术大学学报  [作者] 钱家忠  周杨  李福林  刘咏  
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 黄瑞  翁昕晨  陈俊玄  俞小莉  杨爱喜  
热管理是氢燃料电池开发的一个重要课题,合适的热管理技术对提高车用氢燃料电池发动机的性能意义重大。为了获得氢燃料电池工作时的产、散热性能并对热管理控制策略进行评价,该文采用模块化的思维开发了氢燃料电池热管理测试系统,建立了氢燃料电池热管理的评估方法,能够对氢燃料电池的产、散热性能进行详细分析,进而获取氢燃料电池热管理优化的依据,同时为冷却系统的匹配设计提供可靠数据。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 邢兰昌  祁雨  刘昌岭  耿艳峰  华陈权  孟庆国  刘乐乐  
讨论了国内外典型水合物模拟装置中的测试系统、测试方法以及存在的问题,开发了新型的电声复合传感器以克服现有传感器测量区域不一致的问题,开发了阻抗谱测量技术以全面刻画被测介质的电学特性,开发了测试系统软件、实现"分时轮流"的传感器激励与数据采集工作模式、信号处理算法、物性参数计算方法和数据保存功能,最终形成了一套电-声-热多物理参数多点同步联合测试系统,能够获得水合物合成分解过程的多物性参数数据,为各类不同用途的天然气水合物模拟实验装置的开发提供了有益的借鉴。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 刘相东  杨彬彬  
简要回顾了固体物质在干燥过程中湿分迁移的理论及这一理论的发展历程;介绍了固体物质中湿分传递的主要理论和模型,包括传统的连续介质假设模型和为了克服它们在描述微观结构特性上的不足而创立的应用于多孔介质的体积平均理论;还介绍了近10余年来干燥理论研究的趋势,特别是在利用相邻学科的成果应用于揭示湿分在固体物质内部迁移的微观原因方面所做的努力,其中包括孔道网络模型和多尺度方法,以及分形理论在多孔介质干燥中,内部水分迁移过程的应用前景。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)  [作者] 王世芳  夏坤  
基于分形理论及广义达西定律研究了非牛顿流体Bingham流体在各向同性多孔介质中球向渗流问题,推导了Bingham流体球向渗透率和启动压力梯度的解析表达式.研究结果表明球向渗透率随径向距离和迂曲度分形维数的增大而减小,随孔隙率的增大而增大;启动压力梯度随径向距离、屈服应力和迂曲度分形维数的增大而增大,同时也随毛细管最大直径的增大而减小.
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)  [作者] 吴涛  李港  
本文基于分形理论与技术和广义Darcy定律,考虑孔隙毛细管与裂缝间的窜流效应,提出了幂律流体在裂缝-孔隙双重介质中的有效渗透率分形模型。研究结果表明:幂律流体在裂缝-孔隙双重介质中的有效渗透率不仅与幂律流体特性有关,而且还与裂缝-孔隙双重介质微结构参数、沿基质与裂缝压强差之比有关,同时进一步分析了这些参数对幂律流体有效渗透率的影响。
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