黏性泥石流对山区油气管道的冲击动力响应研究∗

近年来,随着人类活动引起的地质灾害和极端天气现象频发,因泥石流引发的管道失效事故及次生灾害不断发生。为掌握黏性泥石流冲击山区油气管道的动力响应规律,建立了基于有限单元法与光滑粒子流体动力学(FEM‐SPH)的山区泥石流与管道的多物理场耦合模型。通过把黏性泥石流浆体简化为非牛顿流体——宾汉流体,研究X70钢管在泥石流作用下冲击响应过程,得到了管道不同位置的位移及应力时程特征,结果表明:①将泥石流浆体简化为宾汉流体,并离散为SPH颗粒不仅可真实展示泥石流的行进过程,也能清晰地反映泥石流对管道的动力响应规律。②通过建立多物理场耦合模型来模拟黏性泥石流冲击过程,发现泥浆附带的块石将会受到浆体阻力影响,运动加速度将受到限制。③泥石流对管道产生的破坏力主要来自泥石流“龙头”产生的瞬时冲击力和块石造成的局部撞击力;在泥浆作用下,所产生的应力主要分布于管道迎冲面中心截面处和管道背冲面与山体交界处,石块作用力主要集中在撞击部位,对管道背撞面影响较小;泥石流对管道产生的冲击位移整体呈现“马鞍状”的对称分布。研究所采用的非牛顿流体模型为泥石流对建(构)筑物的冲击模拟提供了新途径,相关研究结论可为泥石流段管道的灾害防控提供理论参考。     

新型复合材料处理氮磷废水的性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（Hexadecyl Trimethyl Ammonium Bromide，HDTMA）和稀土溶液氯化镧（LaCl₃）对人造沸石进行改性，以增强其对水中氨氮和总磷的同步去除效果.结果表明，HDTMA和LaCl₃可有效负载于人造沸石表面，且在pH为7的条件下，改性沸石对氨氮和总磷的去除率分别由改性前的75%和1%提高到95.67%和91.96%.影响因素的实验表明，改性沸石对不同浓度废水的氨氮和总磷去除率均达到90%以上；氮、磷的去除率随改性沸石投加量的增加而上升；准二级动力学模型适合描述改性沸石对氨氮吸附的动力学过程，准一级动力学模型适合描述改性沸石对总磷吸附的动力学过程；吸附等温线说明改性沸石对水中氨氮的吸附属于离子交换，对水中磷酸盐的吸附包含离子交换和化学吸附两种过程.此外，通过再生性能、负载强度和离子竞争的试验证明改性沸石能应用于实际生化尾水的氮、磷去除.     

流化床光催化反应器动力学模式

提出二相流化床光催化反应器的理论计算数学模式,并通过试验对其进行了验证和分析．结果表明,理论计算值与试验值一致该数学模式可用于流化床光催化反应器的设计计算,相对误差小于0.15％．     

网络环境下重要信息系统安全体系结构的研究

在阐述信息系统安全、信息系统安全体系结构的基本概念后,主要介绍信息系统安全研究内容,并对目前主流的几类安全体系结构进行对比分析;着重分析重要信息系统的特点和基于可信计算的终端安全体系结构优缺点,并在此基础上提出可信计算与安全机制相结合的方案,同时给出信息安全评估系统的安全体系结构的设计思路,为网络环境下重要信息系统的安全架构提供了一些新的思路。     

罐体车辆道路运输危险品事故特征分析

为系统掌握罐车道路运输危险品事故特征,调查整理了615起危险品罐车道路运输事故.采用统计与对比分析方法,获得危险品罐车道路运输事故发生原因及比例、事故发生的时间及形态分布,并确定了不同事故罐体以及不同道路等级事故的泄漏概率.分析表明,在发生的事故中,人的因素占67%,翻车事故为最主要事故类型,两车追尾事故和低等级公路事故泄漏概率最高,分别为84.52%和82.7%.     

灰色理论和熵权法在长输管道风险评价中的应用

根据长输管道系统风险的成因、危害以及所具有的灰色特性,结合国内环境条件、运行状况和管理水平等实际情况,采用灰色关联理论与熵权法相结合的评价模型,对长输管道风险评价作定量的研究,确定了长管道系统的主导风险因素的风险排序.为了降低主观因素的影响,合理优化评价过程,在借鉴长输气管道风险理论研究成果的基础上,首先运用专家评分体系对长输管道系统进行评分,计算出各个风险因素的指标值.将得到的指标值分别运用传统的灰色关联理论模型和熵权改进的灰色理论模型来计算,最后将两组计算结果进行对比研究,证明两种方法的结合使用得出的结果更加客观合理.     

100号航空汽油池火燃烧特性试验研究

从燃烧速率及热释放速率、火焰脉动特征、热辐射特性等方面研究了100号航空汽油池火的燃烧特性.通过电子天平实时采集数据并进行处理得到池火燃烧速率,利用全尺寸热释放速率测量系统测量池火热释放速率,通过图像处理技术对池火脉动特征进行分析,通过在火焰一定距离处布置热流计得到池火热辐射特性相关参数.结果表明:100号航空汽油池火稳定燃烧速率大于普通汽油燃烧速率,最大燃烧速率和衰减因子均大于普通汽油参数值;小尺寸池火热释放速率不稳定,随着油池尺寸的增大,热释放速率稳定性增强;池火火焰周期性脉动现象非常明显,脉动频率试验值与Pagni公式预测值接近;在油池液面高度产生的辐射强度随着无量纲距离L/D的增大呈指数衰减,拟合得到的曲线公式所对应参数值与油盘等效直径呈线性关系,通过此关系得到100号航空汽油池火热辐射统一方程.     

含硫油品自燃倾向性的热分析研究

基于热分析实验,研究了FeS从室温到1 000℃之间的氧化分解基本规律,实验结果表明,FeS对温度变化不敏感,一般在250℃以上才开始受热氧化,而且氧化过程比较缓慢。通过对热重数据的计算,分析了FeS在不同动力学机制模型函数中的相关系数,结果表明,市场购买的FeS样品其自燃氧化过程符合Valensi模型。确定了在873～1 143 K范围FeS的活化能E=260.228 3 kJ/mol,指前因子A=1.06×10-6K/s。     

基于随机抽样推测法的LPG储槽2次爆炸事故的模型研究

在借鉴LPG储槽2次爆炸事故后果不确定分析成果的基础上,对事故过程中的不确定参数进行重新分析与选择,将孔洞上方液位高度h0,气云的TNT当量系数α,泄漏开始到点火源出现之前的持续时间t亦作为不确定分析的参数,并利用随机抽样推测的不确定分析方法,对VCE与BLEVE 2次事故后果进行重新分析,获得了与前人研究成果差异较大的结果,并由此分析这些参数对于事故后果影响的显著性。同时对2次爆炸事故的伤害距离进行了研究与分析,由于LPG的闪蒸以及参数α的影响,本案例中LPG泄漏量为总量的80%-90%以上时,2次事故的死亡半径相等且达到最小。     

瓦斯爆炸过程中火焰瞬时传播规律研究

在改善后的瓦斯爆炸试验条件下,为了得到任意位置的火焰传播速度,对火焰通过各传感器所处的位置与其对应时间进行统计分析,发现可以用二次抛物线方程来表达火焰传播距离与其对应时间之间的关系,由此推导火焰瞬时传播速度随管道位置变化的关系式,得到管道任意位置及任意时刻的火焰速度计算公式。研究发现:瓦斯爆炸火焰传播运动过程近似于匀加速直线运动过程;当加螺旋环时火焰传播过程接近于匀速直线运动。随着管道长度的不断增大,火焰瞬时速度不断增加,但增加的幅度越来越小,当管道长度达到某值后,火焰速度将趋于某一定值。煤矿井下可根据各点计算得出的火焰速度大小,采用相应的预防措施,减少瓦斯爆炸造成的损失。