储量参数的确定(精选6篇)
储量参数的确定 第1篇
关键词:SEC,储量准则,评估参数
前言
美国证券交易委员会 (SEC) 成立的目的在于监督证券法规的实施。SEC储量评估规则是美国政府制定出来用于规范上市公司油气储量评估规则以及对相关信息的披露, 因此上市公司需遵循上市公司的基本要求, 采取相应的评估方法进行储量评估, 并披露相关信息。国内国有油田企业自在美国上市以来, 每年都需要遵循SEC的要求, 评估自身的油气储量并披露相关信息。受国内外对于评估参数取值方法差异的影响, 造成了国内的部分油田在使用国内外不同的评估参数后评估结果差异较大, 这样一来就给油气储量管理带来一定的不便, 同时也不利于油田企业制定相关的开发决策。因此, 就目前的情况背景下, 有必要进行认真分析和研究各类SEC储量评估方法, 更好地实现国内外储量评估工作的接轨和同步。
一、SEC储量及评估准则
在当前的经济和科学技术条件下, 由地质和工程资料来确定SEC储量。美国证券交易委员会制定出SEC准则, 每年由相关的评估公司对上市公司油气储量进行评估。SEC储量评估准则内容主要包含有:储量的定义、分类;成本、油价等参数确定;油气储量披露内容;储量评估的确定性原则。所有的评估项目需以地质和工程资料为基础, 并以实钻、测试及试采资料为依据, 最终用来确定油气藏的有效面积和厚度以及采收率和递减率等相关参数。从商业角度出发而言, SEC储量评估以合理的确定性为最主要的依据, 对钻井资料和测试资料相当的重视, 风险最小的保守数值被应用于相关参数值的选择上和储量计算过程中, 着重强调储量近期可采的经济价值。
二、SEC储量评估方法
目前, 在国际储量评估中, 动态法中的递减法是最为常用, 其它的还有产量与累计产量关系曲线法等。国内上市企业在储量评估过程中一般按SEC准则将储量分为未开发和已开发储量等类型。
1. 未开发储量评估方法
依据地震、钻井、测井和测试等一系列的资料, 采用容积法首先来评估地质储量可靠性, 然后依据开发规划方案来确定评估时所要采用的井数量, 使用相关的经验公式或类比法来确定单井初产量以及产量的递减率, 计算出现有技术条件下的可采储量, 最后根据油价、成本、投资和税收等经济参数, 使用现金流法计算得到剩余经济可采储量。
在实际应用中, SEC储量评估井数的确定主要是强调井控, 在现有井所控的含油面积辐射周围, 一般情况下最多可计算8个单元的未开发储量, 这些井的井距大致为300-500米, 且在近几年内有开发规划, 否则不能用来计算证实未开发储量。单井初产评估时可取试采老井单井日产平均值, 递减率评估时可以采用试采井单井拉齐递减率或者采用类比同类型油藏区块井数稳定时递减率。
2. 已开发储量评估方法
利用评估单元在开发过程中的单月产液、产油、含水和开井数等历史数据来确定评估初产和递减率, 用来预测未来产油量, 再结合价格、成本、税收和投资等经济参数, 使用现金流法来计算得出剩余经济可采储量。
在实际应用中, 关于初始产量的确定, 储量评估初始产量起始点一般是年初, 按现有递减趋势预测到评估下年初基准日的产量。对于递减率, 首先基础递减率要能正确体现油气藏的开发规律, 同时递减率拟合段需要满足一定的基本条件, 例如井口数量的稳定, 产量递减具有明显的规律性等, 当基础递减率得到了确定就不要有所变动, 除非上述的基本条件发生了变化。
SEC储量评估涉及到价格、成本、税收和投资等经济参数, 因此这些参数的确定也是需要给予科学的判断。在计算过程中, 价格参数采用中石油规定价格, 操作成本参数主要来源于财务处成本科, 中国陆上石油行业税收涉及的范围较广, 包括了增值税和资源税等等, 投资涉及的内容有勘探、开发投资和废弃费和残值。
剩余经济可采储量主要由现金流法计算得到, 总收入由油气价格计算得到, 净现金流是总收入减去投资、成本和税费得到的, 净现金流值为零时, 其对应的之前累计预测产量即为剩余经济可采储量。净现金流值为零时的经济极限产量是操作收入与支出平衡时对应的产量, 计算公式为:
其中, P-经济极限产量;b-固定成本占总成本的比例, 取值范围为0.50-0.65;z-总成本;x-原油价格;c-税率;Pa-评估基准年的预测产量。
在确定经济极限产量之后, 用以下对应的条件公式来计算剩余经济可采储量:
其中S-剩余经济可采储量;P-经济极限产量;Pi-预测初始产量;Di-初始产量递减率;D-递减率;n-递减指数, 介于0-1之间。
3. 需要注意的问题
在开发参数取值时, 需要给予关注的问题主要有以下几个:选取指数或双曲递减模型需要综合考虑到岩性、孔隙度、渗透率和沉积环境等各项油藏物性参数;对于气油比、凝析气和含水量这些次要指标的变化趋势也应该给予相应的分析;各种评估技术在评估过程中尽量与递减曲线分析结合, 这样做的目的是为了保证结果的一致性。在对操作成本进行估算时, 需要关注到以下几个问题:将来的操作成本要尽量与历史成本保持对应;成本分为固定和可变成本, 在估算时均需要给予考虑;操作成本当然也包含了重复修井和设备维护费用;转换开发方式带来的投入和发生的成本变化也应该被考虑到。
结束语
SEC储量评估规则是用来规范上市公司油气储量评估和信息披露, 上市公司需遵循该基本要求, 采取适合于自身的合理评估方法进行储量评估和信息披露。SEC储量评估遵循确定性的原则, 动态法中的递减法为其主要评估方法。在评估过程中的参数取值上, 利用评估单元在开发过程中历史数据来确定评估初产和递减率等参数, 合理选取经济参数, 最终使用现金流法来计算得出剩余经济可采储量, 当然在此过程中有许多的问题需要给予关注。
参考文献
[1]张付兴.SEC储量评估参数取值方法及应用[J].科技信息, 2013 (3) :78-79.
条带开采地表沉陷预计参数的确定 第2篇
条带开采地表沉陷预计参数的确定
概率积分法是条带开采地表移动和变形预计常用的方法,而概率积分法预计的精度取决于其预计参数的确定.以国内大量的条带开采实测资料为基础,应用相似理论对条带开采地表沉陷的.相似现象进行了模糊聚类分析,计算出了条带开采地表沉陷预计参数.根据所得条带开采地表沉陷相似现象的分类及其地表沉陷预计参数,应用模式识别对待求条带开采地表沉陷预计参数进行了求取.工程实例表明,用模糊优化确定的预计参数进行条带开采地表移动和变形预计,其预计结果更加可靠、准确.
作 者:柴华彬 邹友峰 CHAI Hua-bin ZOU You-feng 作者单位:河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作,454003刊 名:测绘科学 ISTIC PKU英文刊名:SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING年,卷(期):34(4)分类号:P258关键词:条带开采 地表移动和变形 预计参数 模糊优化
水泥改性土参数确定 第3篇
【关键词】水泥改性土
【Abstract】In order to protect the stability of diversion canal slope in expansive soil area, the expansive soil is mixed with cement and mixed with water to modify. The experimental results of the experiment in the expansive soil area were analyzed.
【Key words】Cement modified soil
引言:膨胀土中含有较多的粘粒及亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分,是一种遇水膨胀、强度骤减、失水干缩、坚硬而又常有收缩裂隙的高塑性粘土。膨胀土渠坡易产生溜坍、坍塌、滑坡等严重事故,还会产生收缩开裂、膨胀、松散、剥落等病害,对工程建设潜在着严重的破坏性。通过在膨胀土中加入水泥,使其改变性质,变成常规土,改变膨胀土这种缩胀性质,是水泥改性土膨胀土换填的主要目的。
1. 水泥改性膨胀土作用机理
消除膨胀土的破坏性是膨胀土施工中的关键环节。在膨胀土掺加水泥后,二者发生化学及物理作用,包括离子交换、凝硬反应、碳化作用、胶结作用。改变膨胀土的力学性质,其强度和水稳定性大大提高,膨胀性也得到控制。水泥改性土在换填的膨胀土边坡中能改良膨胀性、减少与水接触后剧烈反应,消弱了膨胀土自身因水量变化而产生的缩胀应力。
2. 填筑施工碾压控制参数
碾压施工参数如下(表1):
布置宽度为14m,长度为50m的4%水泥掺量改性土、10%水泥掺量水泥土填筑碾压试验场地,在试验场地按铺料厚度30cm和35cm布置两个试验区,每个试验区域内再按碾压遍数、划分为三个小区域,确定试验采样点,试验布置图如图1所示:
3. 试验材料
水泥改性土试验材料:进行水泥掺量4%水泥改性土和水泥掺量10%水泥土填筑碾压试验的材料。
4. 试验方案(见图2)
5. 试验步骤
5.1 试验材料与室内实验。
5.1.1 进行水泥掺量4%水泥改性土和水泥掺量10%水泥土填筑碾压试验的材料,均采用十二里河西支排水涵洞2m处开挖料。
5.1.2 在进行填筑或换填之前,我标将先进行碾压试验,试验结果通过审批后,在严格执行各项碾压参数的基础上,根据施工实际情况不断分析总结和相应的局部微调优化,以指导后续渠道改性土和建筑物水泥改性土的填筑施工。
(1)在碾压试验之前,根据设计图纸,在监理工程师的见证下,我标于2011年4月27日对十二里河西支排水涵洞2m处的开挖料进行了取样,随即进行了土工试验,经过检测十二里河西支排水涵洞2m处的开挖料为弱膨胀土,具体的试验时间和试验结果见表2所示:
此表试验数据根据附件自由膨胀率检测报告(ZYPZL-027)、液塑限联合测定试验报告(YSX-003)、改性前的开挖土料的击实试验报告(JS-008)而知(原状土击实曲线图见图3)。
(2)对取样土样,实验室按4%、10%水泥掺量进行了均匀拌制,进行室内配合比试验和室内EDTA滴定试验及均匀性检测,取得了水泥含量标准曲线(见附件EDTA法标准曲线测定报告(EDTA-1),根据取样料源,对4%水泥掺量水泥改性土、10%水泥掺量水泥土,在室内分别进行水泥改性土击实试验,确定了水泥土和水泥改性土的最优含水量及最大干密度等实验数值,具体的试验结果见表3:
(3)此表试验数据根据附件:配合比报告编号GXT-PHB2011-002而知(10%水泥掺量水泥土击实试验结果见表4, 4%水泥掺量水泥改性土配合比报告见表5,4%水泥掺量水泥改性土击实试验结果见表6)。
(4)此表试验数据根据附件:配合比报告编号GXT-PHB2011-001而知。
(5)此表试验数据根据附件:改性后的击实试验报告编号JS-009而知(4%水泥掺量水泥改性土击实击实曲线图见图5)。
(6)对于换填10%水泥掺量的水泥土,在室内进行了无侧限抗压强度试验,其检测结果见附件(无侧限抗压强度报告,编号NSBD-WCX-001)。10%水泥土无侧限抗压强度统计表(10%水泥掺量水泥土无侧限抗压强度统计表见表7):
5.2 碾压参数组合。
水泥土和改性土填筑碾压试验参数组合按表8进行。
碾压试验参数初选,初步选择碾压初选参数如表9所示:
5.2.1 碾压机械设备检验。
进行水泥土、水泥改性土碾压试验,选用的碾压机械均为SEM8222型凸块振动平碾,施工中使用2Km/h速度。经现场观察开启振动碾进行振动、行走试验,判断其工作状态是正常的。碾压机械主要的性能指标为(见表10):
5.2.2 拌合工艺试验。
(1)在拌合之前,对拌合土料进行了天然含水率的检测,结合改性土的配合比,现场实验室下发了改性土配料单,灰土拌合站根据改性土配料单的要求进行了配料。
(2)配料完成后,灰土拌合站(MWB-400I灰土拌合站)随即进行了改性土的拌制,由ZL50C装载机上料,拌合机由集料系统、计量传送系统、拌制系统、水泥罐体四部分组成。集料系统用于盛放土料,配置了4个料斗;在集料斗下部有电子计量系统,通过控制液压斗门开启或关闭来确定土料的重量,土料落至皮带机上后,传送至拌合机内;在拌合系统运行后,电脑自动控制水泥罐添加水泥至拌合机内,并根据改性土配料单的要求添加水,拌制完成后经皮带机卸料。为保证土料质量,集料斗上口加工成带坡度的型式,并在上口设置筛网,每个小网格边长不宜大于5cm,以过滤掉粒径不合格的土料。拌合称量系统按改性土配料单,控制土料、水泥和水的重量,进行充分拌合。
(3)水泥土的拌合工艺试验流程与上述拌合工艺试验流程相同。
(4)出料后,在监理工程师的见证下,取样进行了室内的均匀性检测、水泥含量检测,检测后灰土拌合站的拌合工艺达到了改性土和水泥土拌合工艺及相关控制指标的要求(详见编号EDTA-2、EDTA-3:EDTA法测水泥含量检测报告)。
5.2.3 填筑试验场地平整。
在选定的填筑碾压试验场地,采用TY220推土机,配合人工,将填筑基面或接触面的腐植土、草皮、树根、废渣、垃圾等进行清除,基面清理后,对试验场地进行精平,达到平整度的要求。
5.2.4 填筑试验场地基底处理。
由于选定的填筑碾压试验场地基础面均为原土地基面,在进行填筑试验之前,用振动平碾对地基面进行碾压2遍;碾压结束后,利用控制点坐标,测放出改性土填筑碾压试验场地边线, 每侧均超出试验场地宽度100cm,并用石灰线和木桩明显标示。
5.2.5 水泥改性土拌制。
(1)在进行水泥土(水泥改性土)拌合之前,在现场监理工程师的见证下,我标对拌合土料进行了天然含水率的检测,结合配合比,现场实验室下发了水泥土(水泥改性土)配料单,灰土拌合站根据配料单的要求进行了配料。
(2)配料完成后,灰土拌合站(MWB-400I灰土拌合站)拌合称量系统按水泥土(水泥改性土)配料单,控制土料、水泥和水的重量,进行充分拌合,严格按照拌合工艺试验的拌合程序进行拌制。出料后,在监理工程师的见证下,取样进行均匀性检测和水泥含量检测,检测合格的水泥土(水泥改性土),由20T自卸汽车运送至填筑试验场地工作面(详见附件,编号EDTA-2、EDTA-3:EDTA法测水泥含量检测报告)。
5.2.6 填料运输、入仓。
碾压填料,由20T自卸汽车运送至试验区域,顺长方向采取进占法入仓卸料,汽车不得在已压实土料上行驶,填料含水率必须均匀(最优含水量+2%以内),用ZL50C装载机进行辅助补料,在边角处采用人工进行补料,以达到铺填厚度和较为合理的级配。
5.2.7 填料攤铺、平整。
(1)采用TY220推土机铺料,平整,两侧每10m插设一根标杆,上面白油漆标示铺土厚度,作为推土机摊铺时的参照,局部人工配合精平。若拌合后水泥改性土含水率偏低的土料进行洒水调整;对含水率超标的进行翻松晾晒。采用五铧犁对改性土料进行翻松,调整含水量进行晾晒的场地在填筑现场进行。
(2)为保证压路机压轮表面能基本均匀接触填筑面进行碾压,以达到理想的压实效果,采用TY220推土机对回填土料进行平整,做到摊铺面纵向和横向平顺均匀,在填筑边线外侧均增加100cm宽的超铺余量。同时利用坐标法对场地进行4×4m方格定位测量,测定虚铺高程厚度,作好铺料前高程记录,作为铺土厚度控制、压实后高程(厚度)比较的依据。
5.2.8 碾压方式。
(1)碾压前由主管技术人员进行检查,确认分层厚度、平整程度,符合要求后进行碾压;
(2)碾压机械,采用凸块振动碾。
(3)碾压采用振动碾沿长方向进行碾压,前进、后退,一个来回按二遍计,压实顺序按先两侧后中间,按照先进行静压1遍使填料稳定,再进行弱振碾压1遍,随即进行强振的操作程序进行碾压。
(4)碾压采用进退错距法进行条带式碾压,相邻碾压轨迹及相邻土料连接处的碾压搭接宽度为10cm。
(5)振动碾对A、B试验区填筑料慢一档强振4遍。用水准仪按检测点测量压实后的高程,与其对应点的起始高程比较,记录压缩沉降量。用环刀法取样测定A1、B1条带干密度,每个条带的每个检测区域内检测5点。
(6)振动碾对A2、B2 、A3、B3试验区填筑料慢一档再强振2遍(累计共8遍)。用水准仪按检测点测量压实后的高程,与其对应点的起始高程比较,记录压缩沉降量。用环刀法取样测定A2、B2条带干密度,每个条带的每个检测区域内检测5点。
(7)振动碾对A3、B3试验区填筑料慢一档再强振2遍(累计共10遍)。用水准仪按检测点测量压实后的高程,与其对应点的起始高程比较,记录压缩沉降量。用环刀法取样测定A3、B3条带干密度,每个条带的每个检测区域内检测5点。
6. 检测
6.1 碾压试验检测方法。
水泥改性土的试验检测根据《土工试验规程》(SL237-1999)进行;采用环刀法进行取样,烘干后检定土样的含水率,每一组合取样5个;碾压累计遍数达到第六遍后,测定方格点高程并作干密度试验。碾压累计遍数达到第八遍后,又测定方格点高程做干密度。碾压累计遍数达到第十遍后,作最后一次干密度,用水准仪测定最终压实高程,作好每次测定原始记录。
6.1.1 碾压后试验场地的处理。
由于布置在1#副营地灰土拌合站土料堆放场,为进一步研究改性土的特性,我标将保持改性土碾压试验场地一个月,碾压完成,进行试验检测后及时用塑料薄膜对碾压现场进行覆盖。
6.1.2 承载力检测。
根据现有的施工图纸,左岸排水工程基础使用水泥掺量为10%的水泥土进行基础换填, 2011年5月21日,在现场监理工程师的见证下,我标采用轻型的动力触探对水泥掺量10%的水泥土进行承载力检测,经检测,所测各点均符合设计要求,其检测的结果见附件动力触探试验报告:编号NSBD-DLCT-20110521-1。10%的水泥土动力触探试验统计表见表11:
6.2 检测单位。
中国水利水电第七工程局有限公司。
6.3 碾压质量检测标准。
根据《土工试验规程》(SL237-1999)进行动力触探试验,碾压后承载力≥400KPa。
6.4 膨胀性检测。
根据《土工试验规程》(SL237-1999)进行自由膨胀率检测。
6.5 渗透试验。
根据《土工试验规程》(SL237-1999)进行渗透试验。
6.6 填料压实度检测。
根据《土工试验规程》(SL237-1999),用环刀法进行压实度检测(10%水泥掺量水泥土碾压试验高程测量记录表见表12,10%水泥掺量水泥土试验场地高程点布置图见图6,4%水泥掺量改性土高程点布置图见图7)。
7. 水泥改性土试验高程测量记录表
7.2 压实度检测成果表(10%水泥掺量水泥土压实度检测成果统计表见表14,水泥掺量4%改性土压实度检测成果统计表见表15)
7.3 碾压遍数与沉降量的关系曲线(见图8,图9)。
7.4 碾压遍数与干密度的关系曲线(见图10,图11)。
7.5 碾压遍数与压实度的关系曲线(见图12,图13)。
7.6 填筑碾压试验成果分析。
7.6.1 水泥掺量10%水泥土试验成果分析。
(1)从表14,图8~图13可以看出,铺料厚度相同时,沉降量随碾压遍数的增加而增大;碾压8遍与碾压10遍的沉降量差值不大,再增加碾压遍数,沉降不明显,故再增加碾压遍数已不经济。比较如表16:
从表14,图7~图12可以看出,平均压实度随碾压遍数的增加而增大,随铺土的增加而减小,符合填筑材料的特性。
(2)根据表14中不同碾压遍数和不同铺土厚度,得到的平均干密度和压实度统计如17表所示:
(3)本次水泥掺量10%水泥土碾压试验所用土料的含水率在13.78%~16.11%之间,土料最大含水率为16.11%,碾压过程中土料可塑性好,未出现异常现象。
7.6.2 水泥掺量4%水泥改性土试验成果分析。
(1)从表15,图8~图13可以看出,铺料厚度相同時,沉降量随碾压遍数的增加而增大;碾压8遍与碾压10遍的沉降量差值不大,再增加碾压遍数,沉降不明显,故再增加碾压遍数已不经济。比较如表18:
(2)从表15,图9、图11、图13可以看出,平均压实度随碾压遍数的增加而增大,随铺土的增加而减小,符合填筑材料的特性。
(3)根据表15中不同碾压遍数和不同铺土厚度,得到的平均干密度和压实度统计如表19所示:
(4)本次水泥掺量4%水泥改性土碾压试验所用土料的含水率在15.82%~16.36%之间,土料最大含水率为16.36%,碾压过程中土料可塑性好,未出现异常现象。
7.7 填筑碾压试验结论。
(1)经过试验段的施工,使所有的参加人员明确了水泥改性土碾压的基本流程,达到规定压实度所需的配套机具、碾压遍数和人员组织,达到了试验段的目的。
(2)综合分析试验结果,选择最优施工碾压参数为(见表20,表21):
(3)试验段进行水泥改性土填筑碾压试验后,从经济和其他方面综合考虑,我部4%水泥掺量水泥改性土、10%水泥掺量水泥土,推荐采用机械松铺30cm,静压弱振各一遍,然后强振6遍的碾压参数,具体的碾压参数如下(表22):
A.施工铺土厚度:30cm 含水量范围:最优含水量+2%以内。
B.确定压实设备类型及机械最佳组合方式:
C.铺土方式:自卸车到拌和站集料,运至填筑工作面,铺土找平采用TY220推土机摊平,人工配合,以保证铺土厚度均匀;含水量偏低的土料进行洒水调整,对含水量超标的进行翻松晾晒;沿轴线或平行轴线进行摊铺。
D.碾压遍数: 采用凸块碾碾压静压一遍、弱振一遍、强振6遍。碾压速度:2Km/h(见表23)。
8. 结论及建议
(1)水泥改性土现场碾压最适合的机械是凸块振动碾,经过在渠道边坡换填试验使用压路机碾压和凸块振动碾碾压后经过机械削坡的对比后发现,换填时压路机(平碾)碾压后尽管也对结合层进行了刨毛处理,但结合层仍有分层现象,而凸块振动碾不明显。
(2)水泥改性膨胀土换填施工所需要的人工较多(特别是在土料拌制时撒水泥,加水),工艺复杂,对土的含水率要求较高,受天气影响较大,费用高。
(3)在进行换提施工中不需要每层削坡,水泥改性膨胀土易受外界阳光、大风影响。超填部分可以考虑每填筑3m高时削一次,削坡时留一定保护层,减少水泥土表面与大气反应而产生风干。
(4)水泥改性膨胀土换填施工后,边坡如果不加防护,土体易受雨水冲刷失稳而造成变形。
参考文献
[1] SL237-1999,土工试验规程[S].
[2] GBJ112-87,膨胀土地区建筑技术规范[S].
[3] 王保田、张福海.膨胀土的改良技术与工程应用.科学出版社.2008.
[4] SL260-98,堤防工程施工规范[S].
[5] 王年香.高液限土路基设计与施工技术[K].北京:中国水利水电出版社.2005.
[6] 《堤防工程施工规范》SL260-98;
[7] 《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001;
[8] 《土工试验规程》SL/T237-1999.
储量参数的确定 第4篇
激光拉曼光谱实验最优实验参数的确定
讨论了激光拉曼实验中狭缝宽度、阈值大小、积分时间和负高压对拉曼光谱的影响,确定了激光拉曼光谱实验的.最佳工作参量,获得了清晰的拉曼光谱.
作 者:申晓波 郝世明 胡亚菲 SHEN Xiao-bo HAO Shi-ming HU Ya-fei 作者单位:河南科技大学,理学院,河南,洛阳,471003 刊 名:物理实验 PKU英文刊名:PHYSICS EXPERIMENTATION 年,卷(期): 29(10) 分类号:O434.13 关键词:拉曼光谱 缝宽 阈值 积分时间 负高压储量参数的确定 第5篇
函数题中求参数的取值范围是高考中经常出现的问题,常用的解题方法是分离参数法,转化为求新函数的最值;但如果解析式中含ex、lnx或sinx等,则新函数的最值可能难以计算,导致无法做下去.下里例谈几种确定参数取值范围的方法.
二、问题的解决
1.普遍方法——分离参数法
【例1】已知函数f(x)=x2+bx+a·lnx的图像过点(1,1).
(1)当a=-2时,求函数f(x)的单调递减区间;
(2)若g(x)=f(x)+21x在[1,+∞)上为单调函数,求实数a的取值范围.
解析:(1)略.
(2)易得f(x)=x2+a·lnx,
∴g(x)=x2+a·lnx+21x,
∴g′(x)=2x+a1x-21x2=2x3+ax-21x2,
∵g(x) 在[1,+∞)上为单调函数,则有以下两种情况.
①如果g(x)单调递增,则2x3+ax-2≥0a≥-2x3+21x在[1,+∞)上恒成立,
令F(x)=-2x2+21x,易知F(x)在[1,+∞)上递减.
∴F(x)max=F(1)=-2+211=0,∴a≥0.
②如果g(x)单调递减,同理可求得a≥0.
综上:a的取值范围是[0,+∞).
点评:通法容易理解掌握,若新函数的最值易求,则此通法为上策.
2.结构变形——运用整合思想法
【例2】(2012年全国新课标卷第16题)设函数f(x)=(x+1)2+sinx1x2+1的最大值为M,最小值为m,则M+m=.
解析:若对y=f(x)求导,再利用单调性求最值将陷入繁冗的运算中,无果而终,仔细观察其表达式,将其结构变形,得f(x)=2x+sinx1x2+1+1,F(x)=2x+sinx1x2+1是奇函数,至此,问题很容易就可以解决.
点评:数学是研究结构式的一门科学,善于利用数学表达式的结构解决问题是具备较高数学素养的表现之一.
3.移项转化——画基本函数的图像解决
【例3】(2012年大纲卷第20题)
图1设函数f(x)=ax+cosx,x∈[0,π].
(1)略讨论f(x)的单调性;
(2)设f(x)≤1+sinx,求a的取值范围.
解析:(1)略.
(2)∵ax+cosx≤1+sinx,
设h(x)=ax-1,
φ(x)=sinx-cosx=2sin(x-π14),
∵ax+cosx≤1+sinxax-1≤sinx-cosxh(x)≤φ(x),
从图1知,若h(x)≤φ(x)(x∈[0,π])成立,
则问题转化为求a≤kBD即可.
故ax-1≤sinx-cosx21πx-1≤sinx-cosx,
∵h(0)=-1,φ(0)=-1,h(π)=π·a-1,φ(π)=1,
图2下面只要证明:21πx-1≤sinx-cosx即可.
设F(x)=sinx-cosx-21πx+1,
∴F′(x)=cosx+sinx-21π,
设cosx0+sinx0-21π=0,
当0
当x0 ∴F(x)max=F(x0),又F(0)=0,F(π)=0, ∵F(x)≥0, ∴21πx-1≤sinx-cosx, ∴a≤21π. 点评:数学家华罗庚说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微.”在解题中应结合图像通过移项、重组等方式将问题转化为常见的、熟悉的函数(一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、三角函数等).通过图像研究函数问题是具备较高数学素养的表现之一. 4.图像转化 【例4】已知函数f(x)=2x-1(x>0) -x2-2x(x≤0),若函数g(x)=f(x)-m有3个零点,求实数m的取值范围. 图3解析:函数y=f(x)图像如图3所示,令f(x)-m=0得f(x)=m有三个零点,即y=f(x)与y=m两个图像有三个交点,由图知0 点评:遇到与抽象函数、超越函数、超越方程、超越不等式、分段函数等有关的问题,应尽量由题意转化为图像进行解决,类似的问题如2012年高考题:当0 5.猜想转化——得到目标再试证 【例5】(2008年全国卷22)已知函数f(x)=sinx12+cosx. (1)略; (2)如果x≥0时,f(x)≤ax恒成立,求实数a的取值范围. 解析:思路1分离参数得a≥sinx1x(2+cosx),然后求右式的最大值,思路符合常规想法,但再做下去就难了. 思路2先猜想转换,得到目标再证,设F(x)=sinx1x(2+cosx),∵x→0时,sinx≈x,F(x)→113,x→+∞时,F(x)→0.猜测F(x)在[0,+∞)是递增函数,∴a≥113. 下证:(1)a≥113时,f(x)≤ax对x≥0恒成立; (2)当a<113时,fx≤ax不是对一切x≥0成立. 下略. 点评:先猜再证,目标明确就有证题方向了. 6.放缩转化——丢ex、lnx或sinx
【例6】(2013年辽宁卷)已知函数f(x)=(1+x)e-2x,g(x)=ax+x312+1+2xcosx.,当x∈[0,1]时,
(1)求证:1-x≤f(x)≤111+x;
(2)若f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
解析:(1)略.
(2)(1+x)e-2x≥ax+x312+1+2xcosx
(1+x)e-2x-ax-x312-1-2xcosx≥0.
设F(x)=(1+x)e-2x-ax-x312-1-2xcosx
≥1-x-ax-x312-1-2xcosx(放缩丢e-2x)
=-x(1+a+x212+2cosx)
设G(x)=x212+2cosx,
则G′(x)=x-2sinx,
∴G″(x)=1-2cosx,
∵x∈(0,1),
∴G″(x)≤0,
∴G′(x)在(0,1)上递减,
∴G′(x) ∴G(x)在(0,1)上递减, ∴G(x)≤G(0)=2, ∴a+1+G(x)≤a+3. 当a+3≤0时,即a≤-3时,f(x)≥g(x)恒成立, 下证:当a+3>0时,即a>-3时,f(x)≤g(x)不恒成立, F(x)=f(x)-g(x)≤111+x-1-ax-x312-2xcosx(放缩丢e-2x) =-x(111+x+x212+2cosx+a). 设I(x)=111+x+x212+2cosx+a=111+x+a+G(x), ∵I′(x)=-11(1+x)2+G′(x), 又x∈(0,1)时,I′(x)<0, ∴I(x)在(0,1)上递减, ∴a+1+2cos1≤I(x)≤a+3, 存在x0∈(0,1),使得I(x0)>0,此时,f(x0) 综上所述,a的取值范围为(-∞,-3]. 点评:遇到含有或lnx或sinx,若题目隐含有可放缩的条件(如(1)是为(2)做放缩提供条件),则放缩丢掉或lnx或sinx,使解析式更简,然后使问题迎刃而解. 三、结束语 问题是数学的核心,学数学的目的是要学会分析问题,然后解决问题.解决问题中,转化(化归)问题是关键,学生解决不了问题的原因大多是基础知识掌握不牢固,基本概念理解不到位,基本技能、基本方法的运用不熟练,不能举一反三.归根结底是不会转化(化归)问题.本文列举了求参数取值范围的多种转化(化归)方法,旨在抛砖引玉,让大家对这一问题有更多的解决方案以及做进一步的研究. (责任编辑钟伟芳)
【例6】(2013年辽宁卷)已知函数f(x)=(1+x)e-2x,g(x)=ax+x312+1+2xcosx.,当x∈[0,1]时,
(1)求证:1-x≤f(x)≤111+x;
(2)若f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
解析:(1)略.
(2)(1+x)e-2x≥ax+x312+1+2xcosx
(1+x)e-2x-ax-x312-1-2xcosx≥0.
设F(x)=(1+x)e-2x-ax-x312-1-2xcosx
≥1-x-ax-x312-1-2xcosx(放缩丢e-2x)
=-x(1+a+x212+2cosx)
设G(x)=x212+2cosx,
则G′(x)=x-2sinx,
∴G″(x)=1-2cosx,
∵x∈(0,1),
∴G″(x)≤0,
∴G′(x)在(0,1)上递减,
∴G′(x) ∴G(x)在(0,1)上递减, ∴G(x)≤G(0)=2, ∴a+1+G(x)≤a+3. 当a+3≤0时,即a≤-3时,f(x)≥g(x)恒成立, 下证:当a+3>0时,即a>-3时,f(x)≤g(x)不恒成立, F(x)=f(x)-g(x)≤111+x-1-ax-x312-2xcosx(放缩丢e-2x) =-x(111+x+x212+2cosx+a). 设I(x)=111+x+x212+2cosx+a=111+x+a+G(x), ∵I′(x)=-11(1+x)2+G′(x), 又x∈(0,1)时,I′(x)<0, ∴I(x)在(0,1)上递减, ∴a+1+2cos1≤I(x)≤a+3, 存在x0∈(0,1),使得I(x0)>0,此时,f(x0) 综上所述,a的取值范围为(-∞,-3]. 点评:遇到含有或lnx或sinx,若题目隐含有可放缩的条件(如(1)是为(2)做放缩提供条件),则放缩丢掉或lnx或sinx,使解析式更简,然后使问题迎刃而解. 三、结束语 问题是数学的核心,学数学的目的是要学会分析问题,然后解决问题.解决问题中,转化(化归)问题是关键,学生解决不了问题的原因大多是基础知识掌握不牢固,基本概念理解不到位,基本技能、基本方法的运用不熟练,不能举一反三.归根结底是不会转化(化归)问题.本文列举了求参数取值范围的多种转化(化归)方法,旨在抛砖引玉,让大家对这一问题有更多的解决方案以及做进一步的研究. (责任编辑钟伟芳)
【例6】(2013年辽宁卷)已知函数f(x)=(1+x)e-2x,g(x)=ax+x312+1+2xcosx.,当x∈[0,1]时,
(1)求证:1-x≤f(x)≤111+x;
(2)若f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
解析:(1)略.
(2)(1+x)e-2x≥ax+x312+1+2xcosx
(1+x)e-2x-ax-x312-1-2xcosx≥0.
设F(x)=(1+x)e-2x-ax-x312-1-2xcosx
≥1-x-ax-x312-1-2xcosx(放缩丢e-2x)
=-x(1+a+x212+2cosx)
设G(x)=x212+2cosx,
则G′(x)=x-2sinx,
∴G″(x)=1-2cosx,
∵x∈(0,1),
∴G″(x)≤0,
∴G′(x)在(0,1)上递减,
∴G′(x) ∴G(x)在(0,1)上递减, ∴G(x)≤G(0)=2, ∴a+1+G(x)≤a+3. 当a+3≤0时,即a≤-3时,f(x)≥g(x)恒成立, 下证:当a+3>0时,即a>-3时,f(x)≤g(x)不恒成立, F(x)=f(x)-g(x)≤111+x-1-ax-x312-2xcosx(放缩丢e-2x) =-x(111+x+x212+2cosx+a). 设I(x)=111+x+x212+2cosx+a=111+x+a+G(x), ∵I′(x)=-11(1+x)2+G′(x), 又x∈(0,1)时,I′(x)<0, ∴I(x)在(0,1)上递减, ∴a+1+2cos1≤I(x)≤a+3, 存在x0∈(0,1),使得I(x0)>0,此时,f(x0) 综上所述,a的取值范围为(-∞,-3]. 点评:遇到含有或lnx或sinx,若题目隐含有可放缩的条件(如(1)是为(2)做放缩提供条件),则放缩丢掉或lnx或sinx,使解析式更简,然后使问题迎刃而解. 三、结束语 问题是数学的核心,学数学的目的是要学会分析问题,然后解决问题.解决问题中,转化(化归)问题是关键,学生解决不了问题的原因大多是基础知识掌握不牢固,基本概念理解不到位,基本技能、基本方法的运用不熟练,不能举一反三.归根结底是不会转化(化归)问题.本文列举了求参数取值范围的多种转化(化归)方法,旨在抛砖引玉,让大家对这一问题有更多的解决方案以及做进一步的研究. 关键词:压缩机组选型;管网特性;匹配;质量守恒 中图分类号:TH452 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)18-0060-02 现我院试验设备扩容需要,需对现有2台M56/30型活塞式压缩机组辅助气源站进行气源能力扩容,下文通过试验设备扩容要求确定气源需求,并根据现有压缩机组确定新增机组选型及设计参数确定,以满足试验设备扩容需求。 1 压缩机组选型工作流程 根据气源站用户试验器的试验对象计算压缩空气流量和压力需求,依据气源工艺系统及试验器试验调节使用经验给出一定的损耗及调节余量,并根据各试验器及气源站布置制定合理的试验流程和调度计划,上述工作完成后即可确定气源站气源需求及预估机组台(套)数。根据需求及现有气源能力确定需增补气源能力,依据需增补气源能力进行机组初步选型,然后进行初步市场调研确定压缩机组型号及台(套)数,最后根据调研获取信息,通过机组匹配计算确定机组选型参数和设计参数。在气源站机组选型时还需结合5~10年或更长一般时间内试验器发展规划需要,以免造成试验器和气源能力扩容瓶颈。 2 气源站压缩机组选型 2.1 气源站需求 根据试验器扩容需求,并结合考虑未来5年内试验发展要求确定气源能力需求1.0MPa气体60 Nm3/min,3.0MPa气体120 Nm3/min,5.0MPa气体100 Nm3/min。 2.2 需补充气源需求 气源站现有两套M56/30压力机组(3.0MPa氣体56 m3/min),根据现有气源站供气能力,需补充气源能力为1.0MPa气体60 Nm3/min,3.0MPa气体20 Nm3/min,5.0MPa气体100 Nm3/min。 2.3 新增机组选型 优先选用螺杆机作为低压供气机组,螺杆机具有能耗低、出气品质高(含尘量、含油量低、排气温度低)、排气压力稳定,脉动小、故障率低、可靠性好、效率高、噪声低、振动小、自动化程度高等优点;根据初步调研,螺杆机压力1.0MPa左右,流量均在30~45Nm3/min之间的定型产品较多,预估需2套螺杆机可满足1.0MPa低压供气需求。 为满足中压供气和高压供气需求,最直接的方案是直接购置相应压力等级的供气机组,即供气压力3.0MPa的压缩机组若干台,供气压力5.0MPa的供气机组若干台,该方案虽最为简单直接,然而投入建设费用也最高,建筑面积浪费大量,根据我院试验器间隙使用的特点,投用时可能会导致会大 量机组闲置。经过分析决定选用某型机组与螺杆机串联供气达到3.0MPa供气压力,与M56/30机组串联供气达到5.0MPa,如果能够通过匹配计算选择到适合上述工况机组(下文将该型机组简称A20),将大大降低了气源站建设费用和运行成本。由于该机组排气压力需达到3.0~5.0MPa,压力较高,选择活塞式压缩机较为合适;根据市场调研情况,国内流量稍大活塞式压缩机厂基本以非标设计为主,故仅需根据上述两种匹配工况确定增压机组的设计点,便可协调厂家设计制造。 2.4 螺杆机选型和活塞式压缩机设计点确定 2.4.1 供气工艺流程。供气工艺流程有四种:工艺流程一为螺杆机单独供1.0MPa气体,工艺流程二为M56/30机组单独供3.0MPa气体,工艺流程三为螺杆机串A20机组供3.0MPa气体,工艺流程四为M56/30机组串A20机组供5.0MPa气体。 2.4.2 确定机组匹配计算流程和依据。由于本次机组选型较为特殊,其中螺杆机在市面上主要以定型产品为主,一般进行非标设计的较少,而作为增压用活塞式压缩机则主要以非标设计为主。匹配计算的确定条件为:供气工艺流程三和供气工艺流程四中螺杆机组、M56/30机组进气为当地大气条件,A20机组在流程三中需满足3.0MPa排气压力,在流程四中需满足5.0MPa排气压力。 在活塞式压缩机设计中,可靠性和经济性较为重要;在选择级数时,单级气缸在取绝热系数1.4时,压比在2~2.8时相对压力损失基本为10%~20%。又由于M56/30机组实际排气压力由机组特性和管网特性匹配决定,实际使用时可在3.0MPa以下一定范围内良好运行,故A20压缩机采用单级增压能够满足增压要求。本次计算中假定A20机组采用单级增压,增压比为2~3之间。 2.4.3 匹配计算。根据质量守恒定律及理想气体气态方程,由工艺流程四得出图1所示A20机组不同进气压力(不同压比)条件下的工作流量;然后根据工艺流程三A20机组在不同进口容积流量迭代计算能够匹配螺杆机的进气容积流量和排气压力(见图2)。 通过参照阿特拉斯、英格索兰、GD、伯格几家国际排名靠前的外资厂商选项型样本,基本符合图2要求的几种机型参数。由于各家螺杆机厂产品选型存在一定差异,不能最终确定A20机组的进气容积流量,本次计算采用平均值法选择容积流量为2.38 m3/min(A20机组设计压比2.28),待压缩机组设计时根据最终确定螺杆机指标进行修订。根据上述选型计算螺杆机参数:流量31~37m3/min,压比13~14bar;A20活塞式压缩机设计参数为:流量2.38m3/min,压比2.2。 3 结语 (1)发动机不同零部件试验对气源需求压力、流量覆盖范围广,采用多型机组搭、配串、并联使用可以节省大量设备采购投资和运行成本。 (2)本文通过机组特性曲线和多年使用经验,机组进气容积流量在较小压比范围内变化不大的特点,在已经确认设计条件有限的情况下,采用推演和迭代计算相结合的方法确定满足使用需求的机组选型设计;该方法能够在有限的条件下较轻松地解决通过理论计算无法解决的问题,是一种工程应用中值得推广的方法。 参考文献 [1] 《活塞式压缩机设计》编写组.活塞式压缩机设计[M].北京:机械工业出版社,1974.试车台气源站压缩机设计参数确定 第6篇