地源热泵系统中钻孔回填材料研究进展

当今社会快速发展,能源需求与环境问题逐渐加剧,利用地源热泵系统采取浅层地温这一清洁能源,可以实现节能减排与充分利用资源的目标。而在地源热泵技术中影响地温能开采效率的重要因素即为回填材料的研发与应用。该文对地源热泵技术中回填材料的力学性能、导热性能和施工性能及其当前存在的问题及发展趋势进行综述,指出了当前回填材料的导热性能的研发虽能使其达到较高的导热效率,但其往往会影响材料的力学强度等物理特性,增加其施工难度,而相变材料可能是解决回填材料性能缺陷的关键。此外,随着科技的发展,将数值模拟与试验相结合,可以对理论创新与工程效益起到很大的提升作用。     

安阳市地下水源热泵系统建设水资源管理区划研究

为从赋存条件和水资源管理两个层面进行地下水源热泵系统建设的区划研究,实施技术与管理的结合,通过分析水文地质条件、水动力条件和水化学条件,结合水资源管理分区,建立了安阳市地下水源热泵系统水资源管理区划评价体系。采用云模型改进的层次分析法进行了一级评价,在此基础上结合水资源管理分区利用GIS空间分析功能完成二级评价,将研究区地下水源热泵系统划分了3个等级。结果表明:研究区范围内地下水源热泵系统适宜发展区面积为117.45 km2,主要分布在安阳河冲洪积扇扇体中心强富水区,部分分布在扇缘的外围区域;限制发展区面积为459.26 km2,分布在扇缘的西南和北部丘陵弱富水区以及扇体中心的地下水降落漏斗区;禁止发展区面积为24.02 km2,分布在水源地和南水北调保护区以及铁路和高速公路两旁,在研究区交错分布。在适宜性分区的基础上结合水资源管理的区划研究更全面合理,可为地下水源热泵系统科学布局及合理的开发利用提供参考。     

浅层地热能开发回灌井施工技术研究——以郑州市东、西部新城区为例

地下水回灌是浅层地热能开发利用中不可缺少的环节,回灌井是实施回灌的关键设施,其施工技术是影响回灌效果的重要因素。选取郑州市东部新城区、西部新城区浅层地热能开发的回灌井为研究对象,分析不同区域地质条件的差异,通过回灌井结构分析地下水的回灌机理,论述影响回灌效果的因素。结合试验井施工情况,论述泥浆正循环钻进、泵吸反循环钻进、冲击钻进等不同钻进工艺的适用条件和施工中存在的问题,以及钢筋砼管、钢管和U-PVC管等不同成井管材对回灌效果的影响,探索提高单位回灌量的针对性措施,为今后郑州市及周边地区浅层地热能开发回灌井的施工提供参考。     

高性能液动锤的试验与研究

高性能液动锤采用容积式双作用的工作原理,具有输出单次大冲击功和低泵压的工作特性。室内实验表明,高性能液动锤结构设计合理,其性能和技术指标达到了设计预期,既能输出较大的单次冲击功,同时还拥有较高的冲击频率和低泵压的工作特性;野外初步试验表明,高性能液动锤配合球齿钻头能够在坚硬地层中实现快速、高效的全面钻进。     

边缘海浮游生态系统对生物泵的调控作用

海洋生物泵及其与碳循环关键生物地球化学研究是当今全球变化研究的前沿课题。边缘海是全球海洋的重要组分,在生态系统的物质循环、能量流动和气候调节中起着十分重要的调控作用,同时也是海洋生态系统和生物地球化学过程相互作用研究的热点和难点区域。针对"边缘海浮游生物群落结构如何调控生物泵效率"这一科学命题,归纳分析了浮游生态系统主要生物组分及其在碳循环和生物泵(颗粒有机碳输出)过程中的作用,总结了当前国内外相关研究进展和存在的问题。目前大多数的研究思路是将整个浮游生态系统看成黑箱模式,关注该生态系统某些方面的动态与生物泵效率的关系。最新研究表明,浮游生态系统对生物泵的调控并不是简单的线性关系,该系统内不同营养级间的碳流与颗粒有机碳输出的相关过程非常复杂。简单地利用浮游生物不同类群(含营养级)生物量和生产力等指标来阐明浮游生态系统结构和生物泵效率的耦合机制非常困难。针对当今存在的问题,提出从整个浮游生态系统入手,在研究生态系统群落组成和生物量(即各类群颗粒有机碳储库)的基础上,更加关注有机碳在不同营养级之间的转换过程及其速率,期望阐明影响生物泵效率的关键生物地球化学过程和机制,同时构建不同浮游生态系统的碳流传递过程和颗粒有机碳的输出模式,从而最终揭示浮游生物群落结构调控生物泵效率的问题。     

水锤泵用于潮汐抽水蓄能的模型试验分析

本文提出了一种全新的潮汐能开发方式,把封闭管道中的水击效应应用到潮汐能开发中。利用水锤泵将海水提至高水库,把潮汐能的低水头势能转化成高水头势能存蓄在高水库中,再视需求进行发电,免除了传统方法先潮汐发电再抽水蓄能的二次转化。本文通过模型泵测试模拟了水锤泵在潮差的驱动下将水提送到蓄水库的工作状况,获取了1.0~3.0m水位差条件下,将水输送到5.0~20.0m水头蓄水池时模型水锤泵的工作效率和输出功率。试验表明,在1.0~3.0m水位差条件下,水锤泵的能量转化效率超过0.60,且水头变动时,效率基本稳定。经估算,水锤泵潮汐蓄能发电的平均能量利用率略高于潮汐发电联合抽水蓄能。     

北极陆架沉积碳埋藏及其在全球碳循环中的作用

陆架边缘海有机碳的堆积速率比大洋高一个数量级 ,全球大约有 80 %以上的沉积有机碳埋藏于陆架地区。北极陆架是世界上最大的陆架 ,占全球陆架面积的 1 / 4 ,然而由于相关的工作较少 ,目前对北极沉积有机碳埋藏情况及其对全球的贡献还知之甚少。北极地区沉积有机碳埋藏主要取决于生物泵 ,而生物泵过程一个主要的限制因子是海冰的覆盖。近几十年来随着全球变暖 ,北极海冰覆盖面积正在快速减小。本文从北极沉积有机碳的来源、河流携带的沉积物输入、海冰覆盖率、营养盐来源等方面初步讨论了陆源输入和生物泵过程对沉积碳来源和埋藏时空变化的影响。结合两次北极考察的初步结果指出 ,全球变暖很可能使北极陆架边缘海成为沉积有机碳的高效汇区。     

泵喷射推进器单频声实验研究(英文)

给出泵喷射推进器低频线谱的实验研究及分析结果。实验发现,在泵喷射推进器的噪声谱中,存在及其丰富的低频线谱,这些线谱的谱级非常之高,甚至可比噪声谱中连续谱部分高出２０ｄＢ～３０ｄＢ。并且这些低频线谱基本上都是转子轴频和叶频的谐波分量。实验结果表明,这种单频声的发生,发展与转子叶片空化状态和静压力的变化关系不显著,而主要决定于转子的转速。通过进一步的分析可以得出,这种线谱是由于转子与定子之间的相互作用产生的,轴频及其谐波分量线谱的产生则是由于转子叶片间的不一致所造成的。泵喷单频声的存在严重影响其噪声性能,因而,这是一个很重要的问题。     

5000米智能地质钻探配套泥浆泵的方案设计

泥浆泵是地质钻探施工中的重要设备之一,本文简述了目前深孔岩心钻探配套用泥浆泵的现状,以及钻探中流量、压力、孔深等主要参数之间的关系。重点介绍了5000 m智能地质钻探配套用泥浆泵的方案。通过对方案进行对比,说明了最终方案确定的理由,同时列出了泥浆泵的主要技术参数及其具有的性能特点,以及为满足课题的要求对关键技术存在的难点、采用的新技术及措施进行了展望,为深孔智能钻探平台配套用泥浆泵的顺利研制提供了依据。     

Molecular masses and chromophoric properties of dissolved organic ligands for copper(II) in oceanic water

The distribution of molecular masses of organic ligands for copper(II) in oceanic water was investigated. The bulk dissolved organic matter (DOM) was fractionated by ultrafiltration and organic ligands were extracted from the resultant fractions by using immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC). Contributions of total organic ligands were 2.0–4.4% of the bulk DOM in surface waters, as determined by the UV absorbance. In the distribution of molecular masses of organic ligands, relative contribution of the fraction with low molecular masses (<1000 Da) was dominant (49–62%), while 26–33% of the total organic ligands was in the 1000–10,000 Da fraction, leaving 10–19% in the >10,000 Da fraction. The distribution of molecular masses of organic ligands shifted to higher molecular masses, as compared with that of the bulk DOM. The fluorescence intensities of organic ligands were shown to be associated with carboxyl contents, based on peak excitation/emission wavelengths and the pH-dependence of fluorescence. Two ligand classes with different conditional stability constants (log K_CuL′≈7 and 9) were determined from fluorescence quenching of ligand fractions during copper(II) titration. Organic ligands in low molecular mass fractions were relatively weak and strong ligands occurred in higher molecular mass fractions. It is suggested that the weaker ligand sites would consist of two or more carboxyl groups (log K_HL′=4), whereas carboxyl groups (log =2), which are protonated at lower pH, and primary amine may additionally contribute to the formation of more stable copper(II) complexes of the stronger ligand.