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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
胡其会 滕霖 王财林 张大同 叶晓 顾帅威 李玉星
设计了一套高压CO_2管内节流实验装置,能够将气态CO_2加压稳定至不同相态。节流过程中可以对实验环道不同位置处的压力、温度参数进行实时数据记录。实验研究分析了气态和超临界态CO_2节流过程中管内压力、温度的变化规律。实验结果表明,不同相态下的管内节流压降、温降规律不同,气态CO_2的节流效应明显强于超临界CO_2,在节流过程更容易使游离水结冰,从而出现冻堵现象;超临界CO_2节流后会发生相变,出现气液两相流动。实验结果对CO_2管道节流安全控制和管道冻堵防治具有借鉴意义。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李玉星 滕霖 胡其会 赵青
放空流程设计是高压管道设计的必要环节,基于Joule-Thomson效应原理,设计了用于放空过程研究的撬装实验装置,进行了超临界CO_2多级放空实验研究。综合考虑了管道强度、节流管末段稳压、瞬态喷射力及噪声安全防护等因素,确保实验安全可靠。实验研究了多级放空过程中管内流动参数的变化规律及管外气云喷射扩散规律,为超临界CO_2管道放空设计提供的新思路。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王文东 王程伟 任慈 孙庆豪 苏玉亮 李蕾
结合储层CO_2埋存技术，自主搭建了地层温度压力条件下CO_2埋存实验装置，开展了多介质辅助CO_2埋存实验研究。研究结果表明，乙醇-KOH体系能够有效进行CO_2矿化埋存，其中96%乙醇+3 g KOH 500 mL溶液捕集CO_2能力最强，是最佳的CO_2矿化埋存溶液配比。经CO_2矿化埋存后，低渗透岩心孔隙度平均降低7.07%，孔隙度变化率与孔隙度呈正相关关系，渗透率平均降低16.01%。因此，96%乙醇+3 g KOH能够加速CO_2在储层中的CO_2沉淀过程，缩短CO_2在储层中的矿化埋存时间。该研究可重复性、准确性和可扩展性较强，能够激发学生自主设计实验的积极性及创新意识，培养学生的独立思考能力，有利于学生将理论知识与实际工程问题相结合，实现科研能力与创新能力的相互促进。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
贾良权 朱同宇 祁亨年 黄旭 高璐
为了实现土壤呼吸CO_2浓度的实时高精度检测，利用可调谐激光二极管吸收光谱技术，以三路怀特池作为光学传感器，设计了开放式土壤呼吸CO_2浓度在线监测实验系统，并配套上位机数据处理软件。在实验室对实验系统进行了测试和标定，测试结果显示：该系统三路传感器检测下限分别为7.45、4.14、4.11μL/L，三路传感器的浓度波动范围均小于1.1%，浓度标定线性度均达到0.998以上。试验结果表明该在线监测实验系统可以精准检测土壤呼吸动态变化规律。
关键词：
土壤呼吸 CO_2 TDLAS 传感器
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王振川 胥蕊娜 熊超 姜培学
为抑制浮升力导致的超临界压力流体传热恶化,该文采用光管内插螺旋结构,增强管内湍流发展,提高流体管内换热性能。对超临界压力CO_2在竖直光管、内插螺旋管内对流换热进行了实验研究,比较了热流密度、进口Re、流动方向等因素对换热的影响,讨论了内插螺旋结构对传热恶化现象的抑制作用。研究结果表明:由于浮升力传热恶化作用,流体在光管内向上流动壁温分布呈非线性变化趋势,壁温峰值区域随热流密度升高逐渐向入口区域移动;光管内插入螺旋结构可以有效抑制由浮升力产生的传热恶化作用,显著提高超临界压力CO_2管内对流换热强度,内插螺旋结构管相对于光管可以提高对流换热系数约200%以上;超临界压力CO_2在内插螺旋结构管内流动与换热时,在热流密度较高情况下,浮升力依然会对换热起到一定的恶化作用,流体向下流动时沿程对流换热系数略高于向上流动。
关键词：
传热恶化抑制 超临界压力CO2
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙霜青 贺润娜 王志坤 李春玲 胡松青 王秀民
为拓展分子模拟实验课程内容，设计了该实验教学项目。实验包括泡排体系基础学习、计算模型构建及任务提交、计算结果分析等内容。文章介绍了泡沫体系模型的设计和模拟方法，分别利用CO_2响应型表面活性剂分子十二烷基叔胺（C12A）以及耐盐改性后的分子构建泡排剂体系，对其稳定机理与响应消泡机理进行了分析，并通过不同无机盐研究了高矿化度条件下泡沫体系的各种性能。
关键词：
CO_2智能响应 分子模拟 泡排体系
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王兆杰 曹守福 刘思远 李娇 胡玉颖
为了拓展计算材料学实验课程前沿内容，设计了基于第一性原理计算的电催化CO_2还原体系性能研究实验项目。实验包括电催化CO_2还原（ECO_2RR）体系基础学习、计算模型构建、任务提交及计算结果分析等内容。该文介绍了ECO_2RR体系的设计和模拟方法，通过在Mo_2CO_2 MXene基单原子催化剂表面构建电催化体系，对其CO_2吸附机理和还原机理进行了分析，并通过对比生成不同反应产物的反应能量研究了单原子催化剂与ECO_2RR活性和产物选择性的构效关系。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨宏伟 高翔 邵圣杰 胡欣瑞 许恒誉
应用物理学中的液体压强与液体深度的关系,以及物体变形与电阻改变的关系,通过测量一定液体深度处的变形电阻的电流值及该深度下的压强值,从而测出液体深度,再利用单片机计算和显示其液体深度等参数。经检验,达到了较高的测量精度,可以满足一般的工农业生产应用。将该实验应用于物理教学实验,还可以让学生学习和巩固流体力学、电学和固体力学等学科的知识。
关键词：
液体深度 压强 电阻 单片机
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵鹏 丁义灏 李强 邹宗树
针对连铸过程中发生卷渣现象,设计了模拟卷渣冷态实验装置。通过设计不同斜坡构造和使用不同种类油模拟油水卷渣过程。通过设计油水卷渣模拟实验,可实现教学内容形象化、趣味性,适用于课程教学实验、专业综合实验、创新研究。该实验装置已经投入使用,实验取得较好教学效果。
关键词：
油水卷渣 斜坡构造 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙崇正 卢晓 杨鑫 李玉星 刘羽翔 于昊
氢能是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介，构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现“双碳”战略目标、促进能源领域企业转型升级具有重要的意义。为了开展氢能等海上新能源的教学活动，以及加深学生对机械设计基础（含课程设计）、流体力学（含实验）、氢能及新型能源动力系统、氢能存储与利用等专业课程内容的掌握，对新型海上氢气液化系统（Liquid hydrogen floating production storage and offloading unit，FLH_(2)）及关键设备知识的拓展，设计了应用于FLH_(2)的浮式多孔介质通道内外流动实验装置，包括浮式通道内多孔介质流动阻力测试实验装置与浮式通道外降膜流动测试实验装置两个部分。研究发现该装置具有较好的实验教学预期效果，进行该实验将大大提升学生的工程实践能力和研究海洋能源高效利用领域的创新能力，拓展学生在深海氢能储运方面的知识储备。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王忠华 刘晓燕
我国大部分油田采用加热集输方式，能量消耗较大。原油不加热集输技术是油田节能领域的研究热点之一，该文提出原油水力悬浮输送的理念，即使用技术手段将胶凝原油整形为分散颗粒，在不加热的条件下借助于水动力实现流态化，并以悬浮状态输送。该文根据原油生产实际，研制了胶凝原油水力悬浮输送模拟实验装置，该装置不仅能服务于多相流方向研究生实践能力的培养和本科流体力学开放性实验的开展，还可以进行胶凝原油整形效果和不同条件下水-胶凝原油流动特性等实验研究，助力相关科研。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
范黎黎 于丽婷 康子曦
天然气是当今最重要的清洁能源之一，为了满足天然气纯化的需求，该文设计了一项综合研究方案，包括孔材料构筑、主-客体组装、薄膜制备、结构表征和性能分析等，实现了新型混合基质膜的创新研究。该实验以多孔有机笼为填料，通过离子液体在其内部的组装来调控孔道尺寸。分离结果表明：经离子液体组装的混合基质膜展现出优异的CO_2/CH_4分离性能，与聚合物膜和未经离子液体组装的混合基质膜相比，分离性能分别提升了50.4%和245.3%，且具有出色的压力和时间稳定性，为多孔有机笼在分离膜中的应用提供了新的思路，也为天然气纯化膜材料的设计提供了新的方向。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李文坡 郝江瑜 杨欣 王士超 敖勋
随着能源在现代社会的作用日益凸显,储能电极材料的研究越来越受到关注。越来越多的新型电极材料显示出既不是纯电容性(超级电容器,表面电容控制)也不是纯法拉第性(电池,扩散控制)的电化学特性。为了阐明电极的这2种电化学储能行为差异,该文采用在实验课堂上就可以进行的简单快速的方法制得Co(OH)_2/还原氧化石墨烯(rGO)复合电极。在1 mol/L KOH水溶液体系中,对该电极进行了不同小扫速下的循环伏安测试(CV)。根据电流i与扫速v的幂律关系对电极反应的表面控制与扩散控制贡献进行定量计算,并探讨其与Co(OH)_2电极在相同测试条件下的电化学行为差异。该实验将当前的储能研究热点整合成一个物理化学实验,有利于学生学会电池材料、超级电容器材料及其储能原理等相关概念,掌握电极材料储能动力学分析方法和原理,学习一种储能电极材料的制备方法,由此激发学生科学研究的兴趣。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
殷孝雎 周莉 孙志强 郑闯 李波
为了使机械臂适应智能制造业高灵活度的要求和不断变化的场景需求，该文设计了一套人机结合的实验装置。该装置使用双摄像头采集图像，嵌入式核心模块处理人体手臂动作图像，提取标识点，确认坐标值并将其输入运动数学模型。基于模糊控制理论驱动4个小型直流伺服电机，实现4自由度的机械臂随动功能。该装置可作为机器人工程和智能制造工程等专业的实验教学设施，有助于帮助学生深入理解控制理论，并提高学生的动手能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
何哲科 竺新波 沈国金 洪瑜 杨鑫 陈耿 吴叶平
氨是未来船舶的无碳燃料之一，但其高燃点、低火焰扩散速率等特性会严重影响氨燃料发动机的点火及燃烧特性，通常需要加入氢等高活性引燃燃料进行混合燃烧。针对这一问题，该文设计了基于催化技术和低温等离子体技术交叉结合的综合性实验平台，平台以氨标准气体为反应物，可开展不同工况下氨分解制氢的教学与探索性实验。同时，该平台涵盖船舶主推进动力装置、物理化学和等离子体科学等基础学科教学内容，有助于培养学生的学科交叉意识，深化了解船舶柴油机节能减碳前沿性技术。
关键词：
等离子体 氨分解 制氢 船舶柴油机
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