最新刊期

    樊乔, 罗明良, 梁诗南, 贺凡琛, 李硕欣, 战永平

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0391
    摘要:针对页岩储层高盐及CO2环境导致压裂液黏度下降的技术难题,采用氧化还原方法合成了一种CO2-盐响应增黏稠化剂(PCSD)。通过在丙烯酰胺聚合物中引入CO2响应单体甲基丙烯酸哌啶乙醇酯(PDEMA)、盐响应疏水单体十八烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(C18EO20A)及海藻酸钠(SA),构建了多重物理交联网络。系统评价了PCSD的CO2和盐的响应流变性能,结果表明:CO2作用后引起的质子化和静电交联作用,使PCSD溶液黏度显著并快速增加,PDEMA单元质子化增强分子链水化与静电排斥,同时与海藻酸钠羧基之间形成静电缔合,从而提高网络结构致密性,同时具有良好的响应可逆性。CO2作用后粒径由439 nm增至764 nm,微观结构由疏松网络转变为连续致密结构,120℃通CO2体系黏度保持55 mPa·s。盐溶液中PCSD黏度随盐浓度变化呈现非线性响应特征。对于Na+体系,低中浓度诱导的疏水缔合作用使黏度达到约72.6 mPa·s,同时粒径增大至585 nm;而当浓度升高至8000 mg/L时,过强电荷屏蔽及盐析效应削弱疏水微区稳定性,溶液黏度下降至约41.2 mPa·s。相比之下,Ca2+体系在中等浓度范围内表现出更强的结构增强效应,4000 mg/L CaCl2下黏度达128.3 mPa·s,粒径增大至2650 nm,Ca2+通过与海藻酸钠羧基形成“盐桥”交联显著增强三维网络结构。但更高浓度下过度配位交联导致网络结构收缩甚至相分离,从而引起黏度下降。微观结构显示Ca²⁺体系形成刚性凝胶网络,Na+体系为动态可逆网络,120℃最佳盐浓度下CaCl2和NaCl体系黏度分别为56 mPa·s和50 mPa·s。  
    关键词:页岩储层;稠化剂;CO2和盐响应;流变性能;耐盐性能   
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    更新时间:2026-06-23

    白兵兵, 吕开河, 廖波, 吕馨頔, 王金堂, 赵珂, 郑倩

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0143
    摘要:深水油气资源开发是保障国家能源安全的战略方向,其复杂的温度交变环境对钻井液流变参数的稳定控制提出了严格要求。恒流变钻井液能够在宽温域范围内实现流变性能的相对稳定,因而成为深水油气钻探的关键技术。本文系统分析了恒流变水基、合成基/油基钻井液体系流变调控机理,详细综述了恒流变水基、合成基、油基体系中处理剂的研究进展,深入梳理了国内外典型恒流变体系特点及应用现状。针对当前恒流变钻井液技术面临的温域匹配难度大、高密度体系流变与沉降控制困难、处理剂研发成本高及环保性不足等挑战,指出未来研究应聚焦于宽温域精准响应材料设计、高密度恒流变钻井液体系构建、多功能处理剂复合协同以及绿色化与智能化设计等方向,为我国深水、超深水油气资源的高效勘探开发提供理论参考和技术支撑。  
    关键词:深水钻井;恒流变钻井液;流变调控;钻井液处理剂;温敏聚合物   
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    更新时间:2026-06-23

    曹广胜, 肖巾博, 赵文博, 李丹, 李翔臣, 黄凯辉, 侯文旗, 白玉杰

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0402
    摘要:制备了适用于气锚内壁的双疏纳米SiO₂/环氧复合涂层,研究了改性纳米SiO₂/环氧树脂配比对涂层润湿性、CO₂腐蚀耐受性、附着力及气液分离性能的影响。采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)提高纳米SiO₂在有机相中的分散性,并利用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷(PFOTS)引入低表面能含氟基团,再经KH-560与环氧树脂复合成膜。结果表明,改性纳米SiO₂与环氧树脂质量比为1:2时,涂层表面形成较完整的微/纳复合粗糙结构,水接触角和油接触角分别为165.4°和159.1°;在55℃、5.0MPa CO₂、72h和模拟地层水条件下,腐蚀速率降至0.0074mm·a⁻¹,附着力等级为4B,说明纳米SiO₂填充屏蔽与双疏界面拒液作用具有协同防护效果。以螺旋气锚为对象开展对比实验,双疏内壁气锚在不同气液比、入口流速和冲次下均表现出更高分气效率和泵效,在高气液比、高流速及高冲次工况下仍能保持较稳定分离能力,典型工况分气效率可达83.0%。调控气锚内壁界面润湿性可在不改变几何结构的条件下强化近壁气泡聚并与脱附,减少液膜滞留和气体夹带,为高含气人工举升井气液分离提供了材料界面调控方法。  
    关键词:双疏纳米涂层;改性纳米SiO₂;界面润湿性;气锚;气液分离   
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    更新时间:2026-06-23

    邱泽福, 孙振峰, 周明东, 王晨, 陈阳, 杨超, 赵凯强

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0248
    摘要:聚醚醚酮(PEEK)作为半结晶性特种工程塑料的典型代表,以其卓越的综合性能,在高端制造领域得到了广泛应用。然而,随着现代工业对材料性能要求的日益精细化与多元化,传统PEEK树脂在某些极端工况或特定功能需求下,其结构与性能仍存在一定局限。因此,通过分子结构设计创新,开发具有新颖链结构、侧基功能化的新结构聚芳醚酮(PAEK),已成为热点研究方向。本文综述了近年来新结构PAEK合成技术的进展,重点介绍了不同分子结构设计策略所对应的合成路径、反应机理及其对材料关键性能的影响规律;梳理了多种特殊基团的结构与聚合物性能间的构效关系,为定向设计材料结构提供理论支撑。此外,文章还重点列举了新结构PAEK材料在气体分离、交换膜燃料电池、微电子领域及其他领域的应用情况。最后,总结了新结构PAEK材料在单体合成、构效关系研究和工业化生产等方面所面临的挑战,并对该材料的发展做出展望。  
    关键词:聚芳醚酮;聚醚醚酮;合成;聚合物;膜   
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    更新时间:2026-06-23

    段雪雷, 左会妍, 魏雨璐, 宋鹏, 赵家玉, 杨彭飞, 杨东昱, 苑春刚

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0165
    摘要:针对传统碳基材料吸附后汞二次释放和环境毒性问题,因此,需要开发新技术用于气态汞的固化减毒。该研究通过机械化学策略合成硒硫基海泡石复合材料(Se-Sep@ZnS)。借助BET、XRD、SEM技术探究了复合材料理化性质,证明了Se-Sep@ZnS成功制备,发现其独特的二维片状结构、丰富的介孔结构、高分散的活性位点有利于气态汞传输和固化。通过性能测试,考察了硒掺杂量、温度、空速、烟气等因素对复合材料固化烟气汞的影响。结果表明,0.005M的Se-Sep@ZnS表现出较好的温度、空速耐受性和良好的抗复杂烟气干扰能力,其吸附速率达2.33 μg/(g·min),吸附能力达12.7 mg/g。此外,借助动力学模型及XPS、TPD-AFS技术分析了气态汞固化减毒机理,通过毒性浸出程序探究了复合材料的环境效应。结果表明,准二级动力学模型能够准确描述气态汞的固化行为,该固化过程主要受化学吸附控制;复合材料有足够的活性位点(Se0、Se2-、SO2-4、S2-2、S2−、Se-S键等)用于固化气态汞,其中Se0、S2-2活性位点存在是关键;使用后的复合材料汞浸出毒性更低(1.07 μg/L)远低于美国EPA标准,主要归因于吸附后汞主要以HgSe、HgS形式存在。由此可见,机械化学法制备的Se-Sep@ZnS具有较好的环境友好性和环境安全性,有较好的发展前景。  
    关键词:复合材料;吸附;机械化学;烟道气;汞   
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    更新时间:2026-06-23

    雷镇鑫, 陈小玲, 杜海燕

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0421
    摘要:导电水凝胶作为智能可穿戴设备、人机交互及极端环境监测领域的核心材料,其宽温度监测稳定性与综合性能优化始终是研究热点。传统导电水凝胶传感器因在低温环境中水分易冻结导致力学脆性增强、导电性丧失,严重限制了其在寒冷及极端低温场景的应用。受贻贝启发,本文以聚多巴胺(PDA)修饰沸石咪唑框架材料(ZIF-8)和导电聚合物(PEDOT),制备出了多功能性导电填料(ZIF-PDA-PEDOT纳米颗粒)。然后将该纳米颗粒、丙烯酰胺(AM)和海藻酸钠(SA)引入到LiCl溶液中,通过自由基聚合,借助多重网络、氢键等非共价键以及各个组分的作用,制备出了自黏附耐低温综合性能优良的ZIF-PDA-PEDOT/PAM/SA/LiCl半互穿防冻导电水凝胶(ZPSL水凝胶)。该水凝胶具有良好的机械性能(2462%,0.391MPa)、导电性能(39.18S/m)、黏附性能(39KPa)和防冻性能(-44℃)。作为柔性应变传感器具有高灵敏度,测量因子(GF)达到了6.17,能够应用于人体运动监测、健康监测以及人机交互等领域。值得注意的是,该传感器在-20 ℃下仍表现出良好的传感性能(GF = 2.298),在极端环境柔性可穿戴电子设备领域表现出了巨大的潜力。  
    关键词:贻贝;PDA;自黏附;防冻水凝胶;聚丙烯酰胺;柔性传感器   
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    更新时间:2026-06-23

    张鹏, 常强, 张成华, 杨勇, 相宏伟

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0275
    摘要:3-羟基丙酸甲酯的加氢涉及羟基和酯基的协同转化,是环氧乙烷氢甲酯化-加氢制备1,3-丙二醇路线的关键制约步骤,开发高效的加氢催化剂是当前该体系研究的核心问题。本工作采用共沉淀法制备了一系列具有不同Cu负载量(质量分数10%~50%)的Cu/ZnO催化剂,并结合ICP-OES、N2物理吸附-脱附测试、XRD、XPS、TEM、N2O滴定和H2-TPR等表征手段系统研究了Cu含量对催化剂结构、Cu-ZnO相互作用强度及其反应性能的影响规律。结果表明,随着Cu负载量的升高,Cu/ZnO催化剂的加氢活性表现出先升高、后降低的火山形变化规律。其中,40Cu/ZnO催化剂(质量分数40%)具有最高的1,3-丙二醇选择性(69.7%)和生成速率(空时产率STY为46.2g1,3-丙二醇·kgCat.-1·h-1),单个Cu位点上的周转频率TOF达到1.0h-1,该性能可能源于其具有较为合适的Cu含量、最高的活性Cu比表面积及相对较强的Cu-ZnO相互作用。本工作揭示了组成对Cu/ZnO催化剂构-效关系的调控规律,并为Cu/ZnO催化剂的理性设计及高效合成1,3-丙二醇提供了实验依据。  
    关键词:催化剂;选择性;加氢;3-羟基丙酸甲酯;1,3-丙二醇   
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    更新时间:2026-06-23

    徐若峰, 高雪芳, 王若瑾, 黄友旺, 袁晓培, 王德武, 张少峰

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0671
    摘要:浮动平台的摇摆运动会显著影响流化床的流动与换热。为明晰局部相结构变化对传热系数的影响,基于欧拉-欧拉双流体模型与变重力矢量法,模拟了摇摆流化床内局部相结构及其传热特性。结果表明,颗粒相传热系数为350~370W/(m²·K),气泡相传热系数为230~250W/(m²·K),气相传热系数为50~150W/(m²·K)。综合各相结构存续时间占比后的局部时均传热系数hlocal空间差异明显:底部密相区,hlocal稳定在320~340W/(m²·K),随摇摆幅度和流化数变化幅动小于5%;床层界面波动区,hlocal随摇摆幅度增大而持续下降,20°时较直立工况下降24%,hlocal随流化数增加而先升后降,在u/umf=2.5时达到最高;颗粒弹溅区,hlocal总体随摇摆幅度增加而增加,0°时为95W/(m²·K),20°时升至130W/(m²·K),hlocal随流化数增加而增加;摇摆周期对各区域hlocal影响较小。以局部时均传热系数按高度加权估算的全床平均传热系数hglobal,在低流化数时,摇摆工况hglobal低于直立工况,u/umf=1.5时降幅达24.4%;随着流化数提高,摇摆工况hglobal逐渐高于直立工况,在流化数u/umf=2.5时,摇摆较直立工况提升约5.7%。  
    关键词:流化床;摇摆运动;传热;数值模拟;两相流;流态化   
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    更新时间:2026-06-23

    王磊, 高雪芳, 王德武, 刘燕, 王若瑾, 郭子轩, 魏宏睿, 唐猛, 张少峰

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0599
    摘要:气液搅拌反应器在中高通气量下常出现功率衰减,导致气液分散与传质效率下降。针对该问题,提出一种融合叶片扭转与开孔结构的旋-穿混合流搅拌桨(rotational-perforated mixed-flow impeller, RPMI)。在空气-水体系中,通过功率、整体气含率、体积传质系数(volumetric mass-transfer coefficient, kLa)及混合时间等指标,系统研究其气液搅拌性能,并结合Box-Behnken设计的响应面法(RSM-BBD)对桨叶直径、孔径及桨叶扭转角度等关键参数进行优化分析。同时,与Rushton涡轮和45°斜叶桨在相同工况下进行对比评价。结果表明:RPMI在通气条件下相对功率需求(relative power demand, RPD)稳定在约0.95,能够有效抑制功率衰减;其旋-穿耦合结构强化气泡破碎并抑制聚并,提高整体气含率与传质性能;轴向-径向复合流动增强宏观循环,显著缩短混合时间。相比传统桨型,RPMI在能耗与气液性能之间表现出更优的综合性能。研究结果验证了旋-穿耦合结构在强化气液分散、传质与混合方面的有效性,为高效低能耗气液搅拌设备设计提供了新思路。  
    关键词:旋-穿混合流搅拌桨;气液两相流;分散;传质;混合;响应面法   
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    更新时间:2026-06-23

    卜光乐, 张弛, 鲁丹, 张林

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0274
    摘要:分子动力学模拟可以从原子尺度揭示聚酰胺反渗透膜材料结构特征与动态行为,帮助深入理解聚酰胺膜构效关系与分离机理。根据体系所处热力学状态,该方法分为平衡态分子动力学(EMD)与非平衡态分子动力学(NEMD),可分别模拟聚酰胺膜的水合结构和分离行为。本文系统梳理了聚酰胺膜原子级模型构建方法的演变历程,从直接交联、简化交联次数到精准反映成膜过程的平衡交联法。在此基础上,以典型商业膜FT30为对象,分别综述了EMD与NEMD模拟在揭示水分子传输机制、盐/溶质截留机理方面的研究进展。进而从单体分子结构、制膜条件与膜参数、膜改性策略等维度,系统阐述了聚酰胺膜的构效关系。最后,展望了分子动力学模拟在复杂体系模拟、多尺度方法融合及机器学习辅助材料筛选等方向的发展趋势,以期为高性能反渗透膜材料的开发提供理论指导。  
    关键词:反渗透膜;分子动力学模拟;聚酰胺;构效关系;传输机制   
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    更新时间:2026-06-22

    王硕, 牛晔, 雷一鸣, 黄九林, 武海棠

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0102
    摘要:漆酚是天然生漆的主要成分,具有可再生及抗菌、抗氧化、防腐等优异性能,在功能材料、生物医药等领域具有广阔的应用前景。然而,漆酚存在易引发人体皮肤过敏、抗紫外线老化性能不足等缺陷,限制了其广泛开发和应用。本文综述了近年来漆酚基于酚羟基、苯环及不饱和烷基侧链的结构修饰研究进展,包括与金属离子的配位反应、与甲醛的聚合反应、曼尼希反应及点击反应等。同时,还总结了漆酚基功能材料在环境功能材料(油水分离材料、光热转换材料)、功能涂层(防腐、防污、抗菌涂层)、粘合材料(水下胶黏剂、自修复胶黏剂)及生物医用材料(如创面敷料)等领域的应用研究进展,分析了不同结构修饰方法对材料性能的优化作用。此外,还探讨了当前漆酚研究面临的挑战及未来发展方向,为推动这一天然可再生资源的开发与应用提供参考。  
    关键词:生漆;漆酚;邻苯二酚;结构修饰;功能材料   
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    更新时间:2026-06-22

    王瑞, 于会永, 庞喆群, 康静, 郭拥军, 张伟

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0313
    摘要:压裂增产措施中,油藏中的微裂缝既是油气生产的主要通道,也具有较高的沟通水体导致油井含水率快速上升的风险。因此,裂缝不可完全封堵,而应在保留其流体渗流能力的同时,实现选择性堵水。本文以超细石英砂为载体,选用三种不同结构的相渗调节剂携带超细石英砂对微裂缝进行选择性堵水改造。在一定条件下,研究了超细石英砂的导流能力、相渗调节剂的悬砂与流变性能、相渗调节剂在石英砂上吸附与抗洗脱性能、相渗调节剂携带超细石英砂对微裂缝的选择性堵水改造性能和携砂液对微裂缝宽度的适配性。结果表明 ①超细石英砂在闭合压力下具有良好的导流能力;②具有长链烷基疏水基团的相渗调节剂RPM-2和RPM-3具有更好的弹性和悬砂性能;③相渗调节剂吸附48h后,石英砂表面的吸附量均高于625.35μg/g,且在经4次洗涤后,石英砂表面的残余吸附量仍高于251.43μg/g;④ RPM-3携带200-350目石英砂对300μm微裂缝改造后,油相/水相渗透率(PR)达4.25,选择性堵水效果较好;⑤ 200-350目石英砂可有效作用于200μm及以上的微裂缝,而40~100μm的微裂缝则需要350-800目石英砂。说明同时具有阳离子吸附基团和疏水缔合基团的相渗调节剂携带超细石英砂填充压裂开启和新造的微裂缝后,微裂缝具备了选择性堵水的能力。  
    关键词:微裂缝;相渗调节剂;聚合物;裂缝填充;选择性堵水   
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    更新时间:2026-06-22

    王良旺, 郭华超, 张明, 何立粮, 张双红, 刘斌, 文芳

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0254
    摘要:推动石墨烯产业的规范化与高质量发展,离不开完善且科学的基础标准体系作为支撑。本文介绍了石墨烯基础标准的发展现状,通过标准检索、行业动态、文献查阅等方式对现行标准进行全面调研,系统梳理了国际与国内两个层面的标准制定进展。基于对国内石墨烯基础标准体系结构的系统性分析与研究,结合我国石墨烯行业发展特点、市场应用情况、下游具体需求及企业痛点,构建了一个层次清晰、覆盖全面的石墨烯基础标准体系建设框架,该体系以标准功能为主线、材料形态为维度、产业链环节为支撑,细分为两大一级子体系、7个二级子体系和11个三级子体系,不仅整合了现有标准资源,更明确了未来待制定的关键标准方向。最后,从基础标准体系落地实施的角度出发,提出了切实可行的标准化工作推进路径,并为促进我国石墨烯产业健康、有序、可持续发展提供了针对性的发展建议与战略思考。  
    关键词:石墨烯;基础标准;体系建设;规划   
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    更新时间:2026-06-22

    王子帅, 李进锋, 李浩

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0555
    摘要:在“双碳”战略与可持续发展理念持续深化的背景下,废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的高效回收与资源化利用已成为学界与产业界共同关注的焦点。PET结构中的酯键(-COO-)为选择性断键及高值转化提供了结构基础。以活化酯键为基础的PET塑料的化学回收利用是实现PET资源化转化的主要技术路径,对于应对塑料垃圾污染、实现石化资源的可持续利用具有重要意义,兼具污染治理和资源再生的双重价值。本文系统梳理了近年来 PET 化学解聚与高值转化的研究进展:首先归纳了水解、甲醇醇解、乙二醇醇解等主流解聚方法的反应机理、工艺条件与产物分布;继而围绕对苯二甲酸和乙二醇两大结构单元,重点评析了热解、催化加氢、氧化耦合、原位捕获等高值化路线,同时深入解析了各种技术的优势与局限。在此基础上,总结了全球PET化学回收的产业化案例,剖析了技术经济分析(TEA)及生命周期评估(LCA)在PET化学回收领域中的关键作用。最后,展望了PET化学回收领域的发展机遇,以及未来研究关注的关键科学和技术问题。  
    关键词:PET;废塑料资源循环利用;化学回收;高值转化   
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    更新时间:2026-06-22

    易欣, 宫花, 张钰, 邓军, 康付如, 王禹惟

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0588
    摘要:全氟己酮微胶囊化是降低其气化挥发和低温助燃的关键技术。文中采用天然生物质材料海藻酸钠(SA)和壳聚糖(CS)为壁材,通过复凝聚法封装全氟己酮/全氟三乙胺复合芯材,制备了热响应型灭火微胶囊(SCC)。利用SEM-EDS、FTIR、TG-DTG实验,开展SCC的微观形貌与热物性分析,并基于Coats-Redfern积分法探讨了其热分解动力学特征。通过搭建受限空间火灾模拟平台,验证了其灭火效能。研究表明:SA与CS配比为4:3,交联时间为3h,芯壁比为1:2条件下所制备的SCC呈规则球形形貌,粒径为1~3μm,芯材包覆率达67.40%。TG结果显示,SCC在182.00°C开始出现明显失重,最大失重速率温度为233.10°C;常温储存60天后仍保持92.60%有效载荷,说明SA-CS复合壁材能够延缓芯材低温挥发并提高其热稳定性。灭火实验显示,SCC可迅速阻断火焰传播,柜内最高温度降低了96.66℃且无复燃,实现了释放抑制与碳层阻隔的协同防灭火机制。研究为防范电气柜类受限空间火灾热失控风险提供关键技术支撑。  
    关键词:安全;全氟己酮;全氟三乙胺;微胶囊;热解;动力学模型   
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    更新时间:2026-06-22

    李明钢, 刘茜宁, 张建文, 刘芳洋

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0552
    摘要:乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)胶膜的高效去除是退役光伏组件中玻璃、硅片及银、铜等有价组分回收的关键前提。热解法具有处理效率高、废水产生少等优势,得到广泛应用,但EVA及背板等有机组分热解会释放乙酸、低碳烃、CO、HF、含氟有机物、芳香烃和多环芳烃等气体,导致二次污染风险。本文围绕EVA热解气体有机物的生成、演变与防治,综述了TG、FTIR、GC-MS等热解气体分析方法在热解阶段判定、官能团识别和分子产物解析中的应用,揭示了EVA热解的“脱醋酸-主链断裂-自由基交联与芳构化”三阶段机理,并分析了TPT、PET、PVF/PVDF背板材料与EVA共热解过程中的化学协同和物理环境效应。研究表明,含氟背板可促进HF及氟代有机物释放,PET层主要影响CO₂、CO及芳香族产物生成,多层层压结构会改变传热、挥发物扩散和气体逸出过程。针对上述风险,本文提出源头调控、过程控制、产物净化、增值转化的污染防治措施。未来应加强真实组件条件下的热解动力学、气体产物谱系、含氟污染物迁移转化和多组分协同机制研究,构建兼顾资源回收、污染控制和高值化利用的绿色热解体系。本文为光伏组件回收从“末端治理”向“主动设计”转变提供系统性思路,对推动光伏产业全生命周期绿色低碳发展具有重要指导意义。  
    关键词:退役光伏组件;EVA胶膜;热解气体;热解机理;污染防治   
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    更新时间:2026-06-22

    韩丽君, 韩嘉航, 高立兵, 刘东庆

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0500
    摘要:石油化工新鲜水混凝过程因关键动力学参数难测、高维水质数据匮乏,导致传统数值模拟难以有效指导实际。对此,本研究提出基于物理信息科尔莫哥洛夫-阿诺德网络(PIKAN)的参数辨识与过程模拟混合建模方法。该方法通过构建描述颗粒物粒度分布时变特性的Smoluchowski机理模型,利用PIKAN将机理方程作为物理约束融入神经网络训练,并将碰撞效率系数作为可训练变量,实现了稀疏监测数据下的模型自校正与参数反演。实验结果表明:PIKAN前向预测精度高,中型颗粒(d=1.5~6.5)的R²均超0.99,准确捕捉了絮凝过程中总物质的量浓度下降74.2%的动态过程;在10%、30%、50%稀疏数据下,碰撞效率系数反演误差均低于2%;在SNR≥20 dB噪声环境下,参数反演误差仍低于2%,且PIKAN预测精度随噪声增强而提升,展现出抗噪稳健性,而BP神经网络在SNR=10 dB时R²从0.999骤降至0.791;消融实验证实质量守恒约束为核心正则化项,移除后体积漂移达17.6%。与基于MLP的传统物理信息神经网络相比,PIKAN体积漂移仅为0.51%(MLP为2.35%),在质量守恒、长时预测稳定性及收敛效率上更优,为混凝工艺精细化调控与数字孪生构建提供了兼具物理可解释性与工程实用性的新途径。  
    关键词:石油化工新鲜水;混凝;粒度分布;物理信息科尔莫哥洛夫-阿诺德网络(PIKAN);参数辨识   
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    更新时间:2026-06-22

    王珠, 徐鹏, 李康

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0494
    摘要:现代工业过程具有强非线性、动态特性和缓慢时变等特点,因此工业时间序列数据常表现为稀疏和不完整的特性。为解决这一问题,本文提出一种短链长短期记忆网络的生成模型(short-chain LSTM-VAE),用于对非线性动态过程时间序列数据进行高质量预测与插值。该模型将LSTM的时序建模能力与VAE的生成能力相结合,通过编码器和解码器端的短链LSTM结构实现时间序列数据的重构与插值。本文针对工业过程数据特性,将插值任务分为规则插值和随机插值两类,并在仿真和工业数据上进行了验证。具体实验包括常减压蒸馏炉非线性动态过程、输出非线性Wiener过程、连续搅拌釜(CSTR)非线性动态过程及催化裂化分馏实际生产装置。结果表明,短链LSTM-VAE模型相比标准VAE、Transformer和SAITS模型,在RMSE、MAE及决定系数等指标上均表现更优,插值结果更接近真实数据。实验同时验证了该方法在不同缺失模式下的稳定性与适用性,证明其在化工工业数据修复及数据驱动建模中的有效性和应用潜力。  
    关键词:时间序列;非线性动态过程;短链LSTM-VAE;插值重构   
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    更新时间:2026-06-22

    张翊君, 马泉, 王昊, 李双喜

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0504
    摘要:由于双向蓄能密封圈在超低温下密封性能下降,泄漏风险加剧,本文在蓄能弹簧二维等效模型的基础上,构建双向蓄能密封圈热固耦合分析模型,基于逾渗理论分析泄漏特性,以氦气环境下的接触特性、摩擦特性和泄漏特性为关键评价指标,分析压力、温度、隔离环线膨胀系数和接触唇厚度对双向蓄能密封圈密封性能的影响,明确超低温下介质压力范围和设计参数范围。结果表明:-253℃下随着介质压力升高,整体接触性能持续增强,总摩擦力近似线性增大,总泄漏量近似线性减小;在6MPa介质压力下,相较于常温,低温下整体接触性能大幅度减弱,总摩擦力近似线性增大,泄漏量持续增大且增速渐增;在-253℃、6MPa介质压力下内外唇口密封性能随隔离环线膨胀系数比增大呈相反变化趋势,整体密封性能呈现非单调变化趋势,存在最优线膨胀系数比;在-253℃、6MPa介质压力下,随着接触唇厚度增加,接触性能先增强后减弱,总摩擦力缓慢增长,泄漏量呈先增后减的特征。综合分析,与常温下较宽的参数适用范围不同,超低温下工况参数与设计参数的适用区间明显收窄,超低温下建议介质压力不宜高于9MPa,β取值在0.1~0.18之间,接触唇厚度在0.5~0.7mm之间。  
    关键词:双向蓄能密封圈;超低温;密封性能;逾渗理论   
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    更新时间:2026-06-22

    郭新宇, 路薇, 潘光宇, 李雨聪, 田胜军, 杜文静

    DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2026-0856
    摘要:液冷电化学储能系统中结晶沉积与滤网堵塞问题频发,严重影响系统的散热效率与运行可靠性。为揭示此类故障的成因,通过浓缩冷却液析晶行为观测、冷却液性能检测、元素含量分析、结晶沉淀物多尺度表征及系列实验开展深入研究。结果表明:液冷储能系统内部洁净度不足,存在残留助焊剂、焊渣、金属屑、系统材料及污染物等多种杂质,这些物质不仅会在系统内发生复杂的化学反应,还易造成流道堵塞并加速沉积。钎焊铝冷板残留助焊剂氟铝酸钾,在冷却液中经过高温溶解-饱和-低温析出后会以结晶沉淀状态析出;溶于冷却液的氟铝酸钾会释放Al3+,与冷却液中的羧酸根反应生成羧酸铝沉淀及氢氧化铝胶体。对全新有机羧酸盐冷却液添加Al3+后产生结晶与沉淀的实验结果进一步验证了Al3+为核心沉积触发离子,同时证明钎焊铝冷板内的氟铝酸钾助焊剂残留物是引发结晶堵塞问题的关键因素。相关结果为液冷电化学储能系统的冷却液选型、系统洁净度管控及故障预防提供了科学依据。  
    关键词:液冷;钎焊铝冷板;氟铝酸钾助焊剂;有机羧酸盐冷却液;结晶   
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    更新时间:2026-06-21
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