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高流速富水砂层地铁隧道液氮冻结温度场演化规律研究
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作者 杨哲 蔡海兵 +2 位作者 王彬 李孟凯 庞昌强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期307-319,共13页
地铁隧道施工常受到地下水渗流的侵扰,常规盐水冻结无法满足大流速下的施工要求,而液氮超低温可使砂层快速冻结以达到砂层稳定和加固效果。因此,进行复杂的水热耦合分析以探究渗流条件下液氮冻结温度场的演化规律至关重要。基于能量和... 地铁隧道施工常受到地下水渗流的侵扰,常规盐水冻结无法满足大流速下的施工要求,而液氮超低温可使砂层快速冻结以达到砂层稳定和加固效果。因此,进行复杂的水热耦合分析以探究渗流条件下液氮冻结温度场的演化规律至关重要。基于能量和质量守恒定律建立了液氮冻结温度场-渗流场水热耦合数值模型,对不同渗流速度下液氮冻结温度场的演化规律及冻结帷幕的交圈时间进行研究。结果表明:渗流速度为10、12.5、15、17.5和20 m/d的冻结帷幕交圈时间分别为5.76、6.85、8.31、11.43和18.57 d,冻结帷幕的交圈时间随渗流速度增大呈指数型增长。通过对模拟数据进行拟合,得出渗流场作用下液氮冻结帷幕交圈时间的预测公式,并计算出极限流速为22.26 m/d。渗流作用会引起冻结帷幕的不均匀性,渗流速度越大,不均匀性越强。各组渗流速度条件下的(R_(d)/R_(u))分别为1.23、1.35、1.53、1.76和2.12。对液氮冻结过程分析得到,“邻管效应”发生在冻结锋面减小至L_(j)后,该效应能够促使冻结锋面的扩展进入二次加速阶段,提高冻结锋面的扩展速度,加速冻结帷幕交圈;渗流产生的对流传热会减弱“邻管效应”,因此L_(j)会随着渗流速度的增加而减小,渗流速度为15.0、17.5和20.0 m/d,对应的Lj分别为389、355和254 mm。研究成果可为大流速下地铁隧道液氮冻结法施工提供有效的指导和帮助。 展开更多
关键词 液氮冻结 大流速 数值模拟 水热耦合 邻管效应 冻结帷幕
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盾尾刷更换时液氮冻结温度场及冻结参数影响的数值模拟分析 被引量:1
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作者 杨平 毛一祥 姚梦威 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第1期69-77,共9页
为合理确定高水压下液氮冻结止水更换盾尾刷的冻结设计参数及掌握温度场变化规律,结合某过江通道长距离盾构掘进过程中盾尾刷更换时的液氮冻结止水工程,利用ADINA大型有限元分析软件建立液氮冻结止水及盾尾刷更换数值模型,模拟温度-时... 为合理确定高水压下液氮冻结止水更换盾尾刷的冻结设计参数及掌握温度场变化规律,结合某过江通道长距离盾构掘进过程中盾尾刷更换时的液氮冻结止水工程,利用ADINA大型有限元分析软件建立液氮冻结止水及盾尾刷更换数值模型,模拟温度-时间变化曲线与现场实测数据对比,验证模型的合理性,并对土层、去路液氮温度、冻结管长度、冻结管间距、冻结方式进行敏感性因素分析。结果表明:1)冻结效果随土层的不同而发生改变,在卵石层、砾砂层、粉细砂层3种土层中,粉细砂层的冻结效果最差,卵石层最好;2)在有限的冻结时间内,去路液氮温度的不同,只影响土体从开始冻结至越过0℃完成相变这期间的降温速度,不影响完成冻结以后的土体降温速率;3)冻结管长度对土层冻结的影响较小,可以采用较短的冻结管,以降低施工成本和液氮消耗量,但不能过短,应保证其纵向有足够的支撑范围,经计算分析,当冻结管长度为1.52 m时,能在轴面处满足2.0 m的冻结壁厚度要求;4)冻结管间距对冻结效果影响大,冻结管越密,冻结速度越快,效果越好;5)在相同条件下,双环预埋冻结管液氮冻结效果优于管片上直接打孔液氮冻结。 展开更多
关键词 高水压砂性地层 盾尾刷更换 液氮冻结 数值分析 温度场
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液氮冻结加固条件下盾构机换刀过程温度场分析及处置措施
3
作者 董涛 易觉 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期115-119,共5页
为了厘清盾构机在液氮冻结加固条件下进行刀具更换时的温度场演化特征,采用数值计算对液氮冻结加固全过程进行分析。计算结果表明换刀期间盾构机内部对流换热增强,使得冻结壁与盾构机壳之间接触区域会发生明显退化,在换刀开始后36小时,... 为了厘清盾构机在液氮冻结加固条件下进行刀具更换时的温度场演化特征,采用数值计算对液氮冻结加固全过程进行分析。计算结果表明换刀期间盾构机内部对流换热增强,使得冻结壁与盾构机壳之间接触区域会发生明显退化,在换刀开始后36小时,接触区域搭接长度下降至最大值的34%~40%。同时冻结壁的受力状态发生改变,工程风险性将会明显增高。针对这一问题,提出了盾构机内部整个操作空间进行保温的处置措施。分析显示采用保温处理措施后冻结壁不会退化且进一步发育,冻结第15天时冻结壁搭接长度相较盾构换刀前增长34%。相关研究成果对类似工程研究具有指导作用。 展开更多
关键词 盾构机换刀 液氮冻结 温度场 保温 搭接长度
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液氮冻结技术及其在冰淇淋生产中的应用 被引量:2
4
作者 余保宁 《食品与机械》 CSCD 2002年第3期25-26,共2页
为解决冰淇淋生产中的质量问题 ,浸渍式液氮冰淇淋快速冻结装置和喷雾式液氮冰淇淋快速冻结装置 ,能有效地提高巧克力脆皮冰淇淋和火炬形冰淇淋的质量。对浸渍式和喷雾式液氮冰淇淋快速冻结装置 ,和液氮冻结技术及装置进行了的介绍。
关键词 冰淇淋 应用 液氮冻结技术 浸渍式液氮冻结装置 喷雾式液氮冻结装置
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液氮冻结条件下岩石孔隙结构损伤试验研究 被引量:55
5
作者 蔡承政 李根生 +4 位作者 黄中伟 沈忠厚 王海柱 田守嶒 位江巍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期965-971,共7页
液氮温度极低,约在-195.56^-180.44℃之间,当与岩石接触时会对岩石孔隙结构产生损伤。根据这一特点,低温液氮有望作为压裂流体对储层进行压裂改造。为了研究液氮冻结对岩石孔隙结构损伤的影响,选取两种不同砂岩岩样,分别在不同初始含水... 液氮温度极低,约在-195.56^-180.44℃之间,当与岩石接触时会对岩石孔隙结构产生损伤。根据这一特点,低温液氮有望作为压裂流体对储层进行压裂改造。为了研究液氮冻结对岩石孔隙结构损伤的影响,选取两种不同砂岩岩样,分别在不同初始含水饱和度条件下进行液氮冻结处理。对冻结前、后的岩样进行孔隙度以及核磁共振测试,得到岩样在冻结前、后的孔隙度、横向弛豫时间T2分布以及T2谱面积变化情况。试验结果表明:液氮冻结会对岩石的孔隙结构产生损伤,损伤程度受到岩性、孔隙度和岩石含水饱和度等因素影响;岩石含水饱和度越大,损伤就越严重,当岩石含水饱和度达到100%时,岩石表面产生了明显裂纹;岩石在液氮冻结下损伤形式主要是微孔隙的发育和扩展,微孔隙的增加会使岩石孔隙结构的连通性增强,甚至会产生新的大尺寸孔隙,从而对孔隙结构造成严重损伤。 展开更多
关键词 液氮冻结 孔隙结构 岩石损伤 核磁共振 液氮压裂
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液氮冻结对岩石抗拉及抗压强度影响试验研究 被引量:29
6
作者 黄中伟 位江巍 +1 位作者 李根生 蔡承政 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期694-700,834,共8页
液氮温度极低(-195.8℃),当与储层岩石接触时,能够改变岩石物性并对岩石结构产生损伤致裂,因此,可用于储层压裂改造。为了研究液氮压裂时低温对岩石力学性能的影响,分别对不同含水状态(干燥与饱和)的不同类型(大理岩、砂岩和花岗岩)岩... 液氮温度极低(-195.8℃),当与储层岩石接触时,能够改变岩石物性并对岩石结构产生损伤致裂,因此,可用于储层压裂改造。为了研究液氮压裂时低温对岩石力学性能的影响,分别对不同含水状态(干燥与饱和)的不同类型(大理岩、砂岩和花岗岩)岩石进行液氮冻结处理,并对冻结前、后岩样进行抗拉及单轴抗压强度对比测试。结果表明,经液氮冻结后,岩石的单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量都降低;岩石在干燥状态下,液氮冻结对大理石强度的影响大于对红砂岩的影响;岩石饱和水状态下,液氮冻结对红砂岩强度的影响大于对大理岩的影响;饱和水状态岩石经液氮冻结后,其应力-轴应变曲线在弹性变形阶段出现一个拐点;对于同种类型岩石,饱和水状态能加剧液氮冻结并对岩石损伤,岩石强度影响显著;对3种岩样微观结构进行了电镜扫描(以大理岩为例进行分析),发现经液氮冻结后在矿物颗粒之间生成了微裂隙。研究结果可为进一步研究液氮压裂机制提供试验依据。 展开更多
关键词 液氮冻结 抗压强度 抗拉强度 含水状态 岩石损伤
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长距离液氮冻结加固高承压富含水层温度实测研究 被引量:13
7
作者 陈成 杨平 +1 位作者 张婷 史志铭 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期145-150,共6页
结合杭州庆春路过江隧道盾尾刷更换工程,给出了在高承压富含水层地层中采用长距离液氮冻结加固封水的冻结参数和工艺,并进行了冻结温度场实测研究。监测分析结果表明:长距离液氮冻结去路温度应保证在到达工作面时液氮温度为-100℃以下,... 结合杭州庆春路过江隧道盾尾刷更换工程,给出了在高承压富含水层地层中采用长距离液氮冻结加固封水的冻结参数和工艺,并进行了冻结温度场实测研究。监测分析结果表明:长距离液氮冻结去路温度应保证在到达工作面时液氮温度为-100℃以下,经循环后出口温度应保持在-50℃~-70℃;采用3层1 cm厚的聚乙烯保温材料和3层密封薄膜交替包裹保温效果明显,温度回升为0.070℃/m,最长可用于1000 m的远距离液氮冻结;冻土体发展速度从大到小依次为圆砾层>粉细砂层>粉质黏土层;管片中的温度受外界影响较大,盾壳-管片界面温度在盾尾刷焊接前、焊接时及焊接后分别为5.4℃~-3.2℃、19.3℃~8.7℃、12.7℃~4.8℃,确保了冻结壁不融化和焊接质量;强制解冻仅需2 d即可达到盾构继续推进的条件,本工艺总工期为23 d,解决了承压含水层中封水更换盾尾刷的难题。 展开更多
关键词 盾尾刷 长距离液氮冻结 承压含水层:冻结 温度场 解冻
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液氮冻结管内沸腾段分布特征的试验研究 被引量:5
8
作者 石荣剑 岳丰田 +1 位作者 张勇 陆路 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1143-1148,共6页
为获得液氮冻结管内沸腾段的分布特征,采用在供液管上开孔的冻结管结构,进行了现场冻结试验,通过布置在冻结管内的测温管,测试了液氮冻结过程中冻结管内的温度,获得了冻结管内沸腾段的分布特征,得出以下基本结论:采用供液管上开孔的冻... 为获得液氮冻结管内沸腾段的分布特征,采用在供液管上开孔的冻结管结构,进行了现场冻结试验,通过布置在冻结管内的测温管,测试了液氮冻结过程中冻结管内的温度,获得了冻结管内沸腾段的分布特征,得出以下基本结论:采用供液管上开孔的冻结管结构,冻结管内出现液氮沸腾状态时,冻结管出口氮气温度较传统液氮冻结的出口温度低。随着液氮灌注量的增加,在供液管开孔段上部位置首先出现液氮沸腾段,并逐渐向下延伸,直至下部冻结管全部进入沸腾段,而上部未开孔的范围内较难获得液氮沸腾状态。由于不同位置液氮气化量的差异,造成液氮沸腾段内形成的冻结壁均匀性较差。研究结果表明,调节供液管上的开孔范围和液氮供应量,可以有效控制冻结管内沸腾段分布范围,提高液氮利用效率,发挥液氮快速冻结的优势。 展开更多
关键词 液氮冻结 液氮沸腾段 冻结管结构 温度分布 原型试验
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高承压含水层中更换盾尾刷长距离液氮冻结技术 被引量:11
9
作者 陈成 杨平 +1 位作者 张婷 史志铭 《施工技术》 CAS 北大核心 2011年第4期74-77,共4页
以杭州庆春路过江隧道为例,论述了长距离液氮冻结需要解决的关键技术,介绍了该工程的冻结参数设计、施工工艺以及测温系统布设与冻土帷幕判断、盾尾刷更换应具备的条件、强制解冻设计及盾构重新推进条件判断等。结果表明,长距离液氮冻... 以杭州庆春路过江隧道为例,论述了长距离液氮冻结需要解决的关键技术,介绍了该工程的冻结参数设计、施工工艺以及测温系统布设与冻土帷幕判断、盾尾刷更换应具备的条件、强制解冻设计及盾构重新推进条件判断等。结果表明,长距离液氮冻结在封水应用中有着显著成效,与注浆法和盐水冻结法相比技术可靠、安全性好、节约工期,解决了承压含水层中封水更换盾尾刷的难题。 展开更多
关键词 盾构 长距离液氮冻结 高承压含水层 冻结参数 冻结帷幕 盾尾刷更换
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动水条件下土层液氮冻结模型试验的研究 被引量:21
10
作者 王朝晖 朱向荣 +1 位作者 曾国熙 翁家杰 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1998年第5期534-540,共7页
根据相似理论,首次建立了模拟大流水条件下土层液氮冻结的试验系统.本文详细介绍了试验系统的设计,并对冻结试验规律进行了分析和研究.
关键词 相似理论 液氮冻结 土层 地下工程施工 动水条件
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液氮冻结装置中液氮耗量与冷冻能力的分析 被引量:7
11
作者 郭旭峰 陶乐仁 +1 位作者 华泽钊 王国栋 《低温与特气》 CAS 2002年第5期8-11,共4页
建立了焓法数学模型 ,利用数值计算方法计算了模拟对象黄瓜片冻结前后的能量变化量和冻结时间 ,分析了三种不同装置五种冻结条件下的液氮冷量利用量、液氮耗量、冷冻能力以及冻前预冷的影响作用 。
关键词 液氮冻结装置 焓法模型 食品 冷冻 液氮耗量 冷冻能力 数学模型
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液氮冻结技术在地铁端头井加固中的应用 被引量:3
12
作者 付财 韩圣铭 《施工技术》 CAS 北大核心 2012年第4期88-91,共4页
液氮冻结具有系统简单、冻结速度快、温度低和冻土强度高等特点,在城市地下工程建设中得到广泛应用。为了对某一地铁端头井进行加固,保证盾构机进洞安全,利用液氮冻结技术进行加固。经现场温度实测与分析,冻结效果达到了设计要求。运用... 液氮冻结具有系统简单、冻结速度快、温度低和冻土强度高等特点,在城市地下工程建设中得到广泛应用。为了对某一地铁端头井进行加固,保证盾构机进洞安全,利用液氮冻结技术进行加固。经现场温度实测与分析,冻结效果达到了设计要求。运用数值模拟软件对液氮冻结和常规盐水冻结效果进行模拟,结果表明,液氮冻结土体5d左右就基本交圈,而常规盐水冻结需要30d左右才可以交圈,充分显示了液氮冻结技术低温、快速等优点。 展开更多
关键词 地下工程 盾构 液氮冻结 温度场 数值模拟
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液氮冻结土层的理论与实践 被引量:28
13
作者 翁家杰 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 1994年第9期11-15,共5页
介绍我国首次用液氮冻结了上海地铁1号线151井以北、隧道与盾构拆卸井贯通工程的软土加固。论述我国液氮冻结的热力学模型、温度场、冻土扩展半径和低温冻土的应力、应变特性的理论研究成果。
关键词 液氮冻结 冻结 隧道工程
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液氮冻结法在盾构始发地层加固工程中的应用 被引量:14
14
作者 李宏安 何满潮 +1 位作者 雷军 陆琰 《市政技术》 2008年第6期539-541,共3页
某地铁区间隧道盾构从车站一端始发,端头井位于富水砂层,采用旋喷桩和深层搅拌桩进行端头井加固后盾构始发时出现大的涌水涌砂,为确保距始发井3.4m处6层居民楼安全,根据工期需要,采用液氮快速冻结补充加固地层,使盾构机安全始发。
关键词 地铁隧道 盾构始发 端头井加固 液氮冻结
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液氮冻结技术在盾构井二次封水中的应用 被引量:2
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作者 高书豹 曹小为 《工程与建设》 2014年第2期265-267,共3页
某地铁车站盾构始发井采取水泥搅拌桩和高压旋喷桩加固止水失效后,采用了液氮冻结快速修复加固技术。文章介绍了盾构始发井液氮冻结加固封水的冻结系统和监测系统,并对冻结效果进行了分析。冻结13d后形成了封闭的冻结壁,很好地封堵了涌... 某地铁车站盾构始发井采取水泥搅拌桩和高压旋喷桩加固止水失效后,采用了液氮冻结快速修复加固技术。文章介绍了盾构始发井液氮冻结加固封水的冻结系统和监测系统,并对冻结效果进行了分析。冻结13d后形成了封闭的冻结壁,很好地封堵了涌水。经强制解冻,拔出洞门范围内的冻结管,盾构机安全始发,表明了液氮快速冻结技术可以作为盾构井原加固失效后的补救措施。 展开更多
关键词 液氮冻结 强制解冻 局部冻结 盾构始发
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液氮冻结和冻融循环作用下煤样力学特性试验研究 被引量:7
16
作者 楚亚培 张东明 +4 位作者 杨瀚 刘恒 吴旭阳 申通 翟攀攀 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期82-92,共11页
我国煤储层渗透率普遍较低,如何提高煤储层渗透率是煤层气开发的重点和难点。近年来液氮致裂增渗煤体技术作为一种无水致裂增渗技术受到广泛关注。为揭示液氮冻结和冻融循环对煤体力学特性的影响,采用红外热成像技术对液氮冻结后煤样的... 我国煤储层渗透率普遍较低,如何提高煤储层渗透率是煤层气开发的重点和难点。近年来液氮致裂增渗煤体技术作为一种无水致裂增渗技术受到广泛关注。为揭示液氮冻结和冻融循环对煤体力学特性的影响,采用红外热成像技术对液氮冻结后煤样的温度分布特征进行研究,并对液氮冻结和冻融循环后的煤样进行单轴压缩和声发射测试,对比分析了液氮冻结和冻融循环前后煤样的波速、孔隙率、声发射和能量演化特征,并对液氮冻结煤体损伤作用机理进行了讨论。结果显示:①经过360 min和12次冻融循环后,煤样的波速分别下降了58.2%和64.7%,波速在最初的冻结和冻融循环阶段中下降并不明显,随着冻结时间和冻融循环次数增加,波速逐渐下降。②随着冻结时间的增加,煤样的温度逐渐下降,液氮冻结180 s后,煤样的表面温度下降至−60℃以下,由于煤颗粒的热传导系数不同,导致煤样中心处的温度呈波动分布。③液氮冻结和冻融循环后,煤样的弹性模量呈指数函数降低的趋势,而煤样的孔隙率则逐渐增加,液氮冻融后煤样的孔隙率增量大于液氮冻结后煤样的孔隙率增量。④单轴加载过程中煤样的声发射活动分为发展阶段、活跃阶段和剧烈阶段,煤样的最大声发射振铃计数和累积声发射振铃计数随着冻结时间和冻融循环次数的增加而减小。⑤液氮冻结和冻融循环会削弱煤样的储能极限,造成在单轴加载过程中峰值点处的总能量、弹性能和耗散能的减少。 展开更多
关键词 液氮冻结 红外热成像 冻融循环 煤层增透 岩石力学
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不同解冻方式对液氮冻结养殖大黄鱼品质特性的影响 被引量:5
17
作者 杨巨鹏 胡远辉 +2 位作者 吕春霞 张慧恩 杨华 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2020年第6期259-264,271,共7页
以养殖大黄鱼为研究对象,研究自然解冻(Natural thawing,NT)、静水解冻(static thawing,ST)、流水解冻(flow thawing,FT)、低温解冻(low temperature thawing,LTT)四种解冻方式对液氮速冻处理后大黄鱼品质特性的影响。分析解冻后其解冻... 以养殖大黄鱼为研究对象,研究自然解冻(Natural thawing,NT)、静水解冻(static thawing,ST)、流水解冻(flow thawing,FT)、低温解冻(low temperature thawing,LTT)四种解冻方式对液氮速冻处理后大黄鱼品质特性的影响。分析解冻后其解冻损失率、持水力、质构、水合性、水溶性、盐溶性蛋白及微观结构等指标变化。结果表明,大黄鱼经LTT处理后,其持水力、解冻损失率、水合性、胶黏性变化与肉质结构相比优于其他三种解冻方式;FT处理的大黄鱼,其解冻时间、水溶性蛋白与盐溶性蛋白含量变化量、水合性和硬度变化量相较优于其他三种解冻方式。FT处理解冻时间短,蛋白质损失少,质构指标影响小,微观结构相对较差;LTT解冻损失较低,持水力和水合性较高,水溶性蛋白和盐溶性蛋白损失相对较少,鱼肉质构品质保持相对较好且微观结构较完整。综上所述,在实际生产应用中,选择LTT处理,虽然能较好地保持鱼肉品质,能更好保证鱼肉口感,但是成本过高不宜实际生产;而选择FT处理,不但可以高速率解冻,而且可以在保证蛋白质含量以及鱼肉品质情况下成本更低。 展开更多
关键词 养殖大黄鱼 液氮冻结 解冻方式 品质特性
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液氮冻结对养殖大黄鱼肌原纤维蛋白结构的影响 被引量:5
18
作者 胡远辉 廖慧琦 +4 位作者 陆益钡 杨巨鹏 张慧恩 洪梦蓉 杨华 《食品安全质量检测学报》 CAS 2020年第22期8260-8266,共7页
目的探究液氮冻结对大黄鱼肌原纤维蛋白结构的影响。方法通过荧光分光光度法、傅里叶红外法、圆二色光谱法、激光拉曼光谱法等分析,探究液氮冻结对大黄鱼肉肌原纤维蛋白结构的变化。结果冻结后大黄鱼肉肌原纤维蛋白表面疏水性上升,巯基... 目的探究液氮冻结对大黄鱼肌原纤维蛋白结构的影响。方法通过荧光分光光度法、傅里叶红外法、圆二色光谱法、激光拉曼光谱法等分析,探究液氮冻结对大黄鱼肉肌原纤维蛋白结构的变化。结果冻结后大黄鱼肉肌原纤维蛋白表面疏水性上升,巯基含量下降,蛋白质二、三级结构在冻结下发生改变,α-螺旋的含量被下降,转化为β-折叠和无规卷曲,影响肽链结合的紧密性。结论蛋白结构的变化影响大黄鱼肉中肌原纤维蛋白的二、三级结构,进而影响鱼肉的品质特性。 展开更多
关键词 液氮冻结 养殖大黄鱼 肌原纤维蛋白 结构特性
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液氮冻结法更换盾构尾刷的施工监测分析 被引量:3
19
作者 张彪 孙宇坤 《煤炭工程》 北大核心 2011年第11期51-53,共3页
盾构尾刷更换的圆环柱状地层冻结封水施工不同于常规的地铁工程冻结施工。基于杭州庆春路过江隧道工程实例,对承压水地层条件下更换尾刷的液氮冻结法设计和液氮去回路温度、土体温度场、管片温度及强制解冻后的温度等施工监测数据进行... 盾构尾刷更换的圆环柱状地层冻结封水施工不同于常规的地铁工程冻结施工。基于杭州庆春路过江隧道工程实例,对承压水地层条件下更换尾刷的液氮冻结法设计和液氮去回路温度、土体温度场、管片温度及强制解冻后的温度等施工监测数据进行了分析。分析表明,所采用的冻土帷幕符合盾构尾刷安全更换的施工条件,为类似地质条件下的盾构尾刷更换提供了新的思路。 展开更多
关键词 液氮冻结 尾刷更换 盾构隧道 封水性能 过江隧道
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液氮冻结加固冻结管内换热机制及对流换热系数研究 被引量:3
20
作者 黄建华 严耿明 覃少杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2624-2633,共10页
液氮冻结加固是通过液氮在冻结管内沸腾吸热和对流换热来降低环境土层温度,快速冻结土层中水分形成具有支护效果的冻结帷幕。但相较于传统的盐水冻结技术,液氮冻结温度极低,温度场分布不均匀,影响冻结效果的因素更多,对液氮冻结过程热... 液氮冻结加固是通过液氮在冻结管内沸腾吸热和对流换热来降低环境土层温度,快速冻结土层中水分形成具有支护效果的冻结帷幕。但相较于传统的盐水冻结技术,液氮冻结温度极低,温度场分布不均匀,影响冻结效果的因素更多,对液氮冻结过程热交换的研究较少。依据对流换热理论,分析了管内冻结能量交换过程,计算了液氮吸热的对流换热系数,模拟了液氮冻结温度场特征,并结合现场实测数据对液氮对流换热系数进行反传热分析,降低了对流换热系数计算误差。研究结果表明:液氮吸收热量的方式主要是液氮沸腾吸热以及低温氮气对流换热;以对流换热理论及其换热系数为基础的液氮冻结温度场模拟需要考虑换热系数随冻结时间和冻结深度变化,常量换热系数无法精确反映对流换热全过程,将导致积极冻结期与维护冻结期内温度下降趋势与实测情况、模拟温度与实测温度均产生差异,计算的温度场整体温度偏低;将冻结时间划分为16个时间段,冻结空间划分为4个区域,对换热系数进行非均匀性修正,使换热系数成为随冻结时间与空间变化的变量,不仅符合实际而且减小了误差,更契合工程实测数据。研究成果可为类似液氮冻结工程提供理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 液氮冻结 冻结 温度场 对流换热 反传热分析
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