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关键词:二氧化碳增施;长势;产量
中图分类号:S642.2 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170133014
1 材料及方法
1.1 试验时间及地点
本试验于2014年1月15日―6月15日,在乌海市山林合作社温室内进行。
1.2 供试材料
供试品种为“津优35号”黄瓜品种。该品种长势强、早熟性好、结瓜能力强、耐低温弱光性强、抗性强、丰产性好,适合保护地栽培。
1.3 试验方法
处理方法:该试验设3组处理,处理A、B为二氧化碳增施处理,C为对照处理,每个处理200m2,各处理间用塑料隔开。1月中旬育苗,2月下旬定植。种植方式为单垄双行种植,单蔓整枝,每667m2定植3000株,其他管理水平正常。
数据处理方法:每个处理取50个样品进行测定,取平均值进行比较。数据采用SPSS18.0软件进行统计分析。
2 结果分析
2.1 增施二氧化碳对黄瓜生长指标的影响
定植后37d(换试剂前),对黄瓜的生长指标进行测定,腰瓜长度于采摘时进行测定。从比较结果可以看出:处理A和处理B在株高、茎粗、叶长、叶宽和腰瓜长度显著高于对照处理。而处理A的上述指标显著高于处理B。这说明,增施二氧化碳有利于黄瓜植株长势的增强,而随二氧化碳释放量的增加,各生长指标增长显著。
2.2 增施二氧化碳对黄瓜生育期的影响
可以看出,经增施二氧化碳处理后,处理A和处理B的开花期、结果期和始收期均较对照提前,而整个采收期以处理A的时间最长,达到74d,较对照延长10d。这说明,增施二氧化碳可使S瓜的生育期提前,采收期延长。有利于黄瓜提早采收,延长采收时间,从而达到增加经济效益的目的。
2.3 增施二氧化碳对黄瓜结果及发病的影响
可以看出,处理A和处理B的单株结瓜个数显著高于对照处理,而处理A和处理B之间差异不显著。这说明,增施二氧化碳有利于结瓜数量的增加,但是在一定范围内,二氧化碳浓度的大小对结瓜数量的影响不大。在坐果率和商品果率方面,处理A和处理B都达到了100%,显著高于对照处理。这说明增施二氧化碳大大提高了黄瓜的座果率和果实的商品性。增施二氧化碳之后,处理A没有发病植株,处理B的发病率为5%,而对照处理的发病率达到了20%。这说明,增施二氧化碳可增强植株抗性,降低植株发病率。
3 结论
从上述结果可以看出,增施二氧化碳有利于温室黄瓜长势、抗病性的增强。同时,二氧化碳的增施也提高了黄瓜座果率和商品性,也使黄瓜的各生长期提前,产量增加,有利于提早采收,增加经济效益。以上指标均随二氧化碳释放量的增加而升高,但是二氧化碳释放量有无上限,还需以后进一步研究。
参考文献
【关键词】 三七总皂甙 低氧 高碳酸血 内皮细胞
Abstract: Objective:To investigate the effect of Panax notogino side(PNS) on the main pulmonary artery rings and the underlying mechanisms involving in the role of endothelial cell. Methods: The model of isolated rat pulmonary artery rings in organ baths was performed. Under normoxia and hypoxia hypercapnia conditions, the effect of accumulated PNS on pulmonary artery rings which were pre-constricted by KC1 or norepinephrine(NE) was observed. And the endothelium was removed in part of these pulmonary artery rings. Result: ①Not only under normoxia conditions but also hypoxia hypercapnia conditions, there was concentration-dependent relaxation in pulmonary artery rings pre-constricted by KC1(60 mmol/L), with or without endothelium. Similar results occurred in those pulmonary artery rings which were pre-constricted by NE(10-5 mol/L )(P<0.05). ②The relaxation effect of PNS on pulmonary artery rings was enhanced under hypoxia hypercapnia conditions. There was statistically significant relaxation in every hypoxia hypercapnia group compared with normoxia group(P<0.05 or P<0.01). ③Under normoxia conditions, different vaso-dilation did not occur between endothelium-denuded pulmonary artery rings and endothelium-integrated ones(P>0.05). But under hypoxia hypercapnia conditions, PNS caused dramatically relaxation in endothelium-denuded pulmonary artery rings rather than endothelium-integrated ones(P<0.05 or P<0.01). Conclusion: Under hypoxia hypercapnia conditions, PNS can relax the rat pulmonary rings. Furthermore, in endothelium-denuded groups, dramatically relaxation caused by PNS may result from the depletion of endothelium mediation.
Key words: Panax notogino side; hypoxia; hypercapnia; endothelium cells
肺循环低氧状态(常同时伴有二氧化碳潴留)能诱发肺血管收缩、肺血管阻力增加,以维持通气-血流的适当比例,这种由于低氧、高二氧化碳引起的机体保护机制称为低氧高二氧化碳性肺动脉收缩(hypoxia hypercapnia-induced pulmonary vasoconstriction,HHPV)。三七总皂甙(Panax notogino side,PNS)为五加科草本植物三七根茎的主要活性成分,近年研究发现PNS具有扩张血管、降低血压、抗实验性心律失常、对抗钙离子、去甲肾上腺素诱发的离体血管条收缩作用[1];也有研究表明,PNS有抑制慢性缺氧性肺动脉高压的作用[2]。然而,PNS是否影响HHPV,目前尚未见报道。本实验在大鼠离体肺主动脉环灌流模型基础上,通过观察常氧和低氧高二氧化碳条件下PNS对肺动脉环的张力影响,探讨其对血管平滑肌的作用及可能的机制。
1 材料和方法
1.1 仪器设备 离体血管环灌流装置、Power lab四道生理记录仪(澳大利亚Ad instruments公司生产);张力换能器(西班牙Pan lab公司生产);血气分析仪(购自日本希森美康医用电子上海有限公司;AVL COMPACT3型);PXS-270型离子活度计(上海雷磁仪器厂生产)。
1.2 药品和试剂 血塞通注射液(主要成分为PNS,由昆明兴中制药厂生产,批号:000508)。重酒石酸去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)为上海禾丰制药有限公司产品。乙酰胆碱(acetycholine,Ach,美国Sigma 公司生产)。Krebs溶液(mmol/L):NaCl 115.0,KCl 4.7,CaCl2 2.5,MgSO4 1.16,NaHCO3 21.9,NaH2PO4 1.18,glucose 11.0,EDTA-Na2 0.026,pH 7.4。Krebs 液中诸试剂均为市售分析纯。
1.3 血管环的制备 Sprague-Dawley(SD)大鼠64只,雄性,体重(380±20)g,由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供。实验时用5%水合氯醛(0.07 ml/kg)腹腔注射麻醉后开胸取出心肺,置于4 ℃ Krebs液中迅速剪开右心室,剪除左右肺叶并洗净残血。然后快速、轻柔分离肺主动脉(main pulmonary artery),制成3 mm长的动脉环。部分血管环用棉签磨擦内表面去除内皮细胞,以制备去内皮肺动脉环。动脉环穿过两个直径0.2 mm的三角形不锈钢小钩后,置于盛有10 ml Krebs 液的恒温(37 ℃)离体血管灌注浴槽内,持续充以95% O2+5% CO2的混合气体。调节张力微调器使最适前负荷(1.2 g)在60 min内加至血管并维持平衡60 min,期间每15 min换液1次。血管环稳定后,用10-5 mol/L NE收缩血管环达峰值,再加入10-5 mol/L Ach检验血管内皮完整性。内皮去除组Ach的舒张反应在10%以下,内皮(endothelium,E)完整组Ach的舒张反应在95%以上,否则弃用。实验采用Power lab生物信号采集系统记录血管环张力变化,分别以KC1(60 mmol/L)、NE(10-5 mol/L)刺激引起的最大收缩幅度为标准,所得数据用百分比比值表示。
1.4 实验程序
1.4.1 PNS对KCl预收缩肺动脉环的作用:SD大鼠随机分为4组,每组8只,取肺动脉环。①常氧内皮完整组(KCl+NO+E组):实验时浴槽内持续充以95% O2+5% CO2的混合气体,用60 mmol/L的KCl预收缩血管环达峰值后,按累积加药法,每5 min加PNS 1次,使灌流液中PNS终浓度分别达0.1 g/L、0.2 g/L、0.4 g/L、0.8 g/L、1.6 g/L,观察常氧条件下PNS对KCl预收缩的内皮完整血管环的舒张作用。② 低氧高二氧化碳(hypoxia hypercapnia,HH)内皮完整组(KCl+HH +E组):实验前用92% N2+8% CO2的混合气体充灌pH=7.35的K-H液(37 ℃)约40 min,将溶液瓶密闭,用血气分析仪监测PO2、PCO2,使其分别稳定在30 mmHg和60 mmHg。实验时将液体灌流入组织浴槽中形成急性低氧高二氧化碳模型,并继续向浴槽内通以上无氧气体。其余步骤同KCl+NO+E组。③常氧去内皮组(KCl+NO-E组):实验前用棉签磨擦内表面去除内皮细胞并检测去内皮程度,余操作同KCl+NO+E组。④低氧高二氧化碳去内皮组(KCl+HH-E组):实验前去除血管内皮细胞并检测去内皮程度,余方法同KCl+HH+E组。
1.4.2 PNS对NE预收缩的肺动脉环的作用: 将分离好的血管环按照随机原则分配到以下4组中,每组8只:① 常氧内皮完整组(NE+NO+E组)。②低氧高二氧化碳内皮完整组(NE+HH+E组)。③常氧去内皮组(NE+NO-E组)。④低氧高二氧化碳去内皮组(NE+HH-E组)。实验时用10-5 mol/L NE预收缩肺动脉环,各组处理方法同1.4.1。
1.5 统计学处理方法 实验所得数据均采用SPSS13.0软件进行处理。多组间比较采用方差分析,组间两两比较采用LSD法。
2 结果
2.1 累积浓度PNS对KC1预收缩血管环的作用 在常氧或低氧高二氧化碳条件下,PNS均能使KC1预收缩的内皮完整及去内皮肺动脉环呈剂量依赖性舒张,各组均随PNS浓度增大而舒张程度增大,差异均有显著性(均P<O.05)。常氧条件下,与内皮完整肺动脉环相比,累积浓度PNS对去内皮血管环的舒张作用无明显差别(P>O.05);即KCl+NO-E组与KCl+NO+E组在同PNS浓度点比较差异无统计学意义。低氧高二氧化碳条件下,累积浓度PNS对去内皮肺动脉环的舒张作用比内皮完整肺动脉环明显增强(P<0.05 或P<0.01);即KCl+HH-E组与KCl+HH+E组在同PNS浓度点比较差异有统计学意义。同PNS浓度点时KCl+HH+E组与KCl+NO+E组相比,KCl+HH-E组与KCl+NO-E组相比,P<0.05或P<0.01,即在肺动脉内皮完整和去除肺动脉内皮细胞两种情况下,低氧高二氧化碳均能显著增强PNS的血管舒张作用。见图1和表1。
2.2 累积浓度PNS对NE预收缩的血管环的作用 在常氧或低氧高二氧化碳条件下,PNS均能使NE预收缩的内皮完整及去内皮肺动脉环呈剂量依赖性舒张,各组均随PNS浓度增大而致舒张程度增大,差异均有显著性(均P<O.05)。常氧条件下,去内皮肺动脉环与内皮完整肺动脉环相比,累积浓度PNS对NE预收缩血管环的舒张作用无明显增强(P>O.05),即NE+NO-E组与NE+NO+E组比较差异无统计学意义。低氧高二氧化碳条件下,累积浓度PNS对去内皮肺动脉环的舒张作用比内皮完整肺动脉环明显增强(P<0.05或P<0.01),即NE+HH-E组与NE+HH+E组在同PNS浓度点比较差异有统计学意义。同PNS浓度点时NE+HH+E组与NE+NO+E组相比,NE+HH-E组与NE+NO-E组相比,P<0.05或P<0.01,即在肺动脉内皮完整和去除肺动脉内皮细胞两种情况下,低氧高二氧化碳均能显著增强PNS的血管舒张作用。见图2和表2。
3 讨论
三七总皂甙是中药三七的主要成分,具有扩张血管、降低心肌耗氧量、减轻心肌炎心肌损伤[3]、抑制血小板凝集、延长凝血时间、降血脂、清除自由基、抗炎、抗氧化等药理作用[4],主要用于心脑血管系统疾病和中枢神经系统疾病的治疗。近年来随着研究的不断深入,PNS在肺动脉高压、肺心病中的作用越来越受到重视。
目前普遍认为,PNS是一种钙通道阻滞剂,具有阻断去甲肾上腺素所致的Ca2+内流的作用[5,6]。本实验观察到,PNS对NE、KC1刺激肺动脉环引起的收缩有明显的抑制作用,并呈现量效关系,说明PNS同样具有阻断高钾所致的Ca2+内流的作用。NE是选择性的受体激动药,属受体耦联的钙通道激活剂;KC1可引起血管平滑肌细胞除极,激活电压依赖性的钙通道,二者均通过细胞质钙浓度的增加而产生血管收缩[7],因此PNS对血管平滑肌细胞膜的受体依赖性钙通道和电压依赖性钙通道均有明显的抑制作用。
本实验还显示,无论NE还是KC1预收缩的血管环,低氧高二氧化碳均明显增强了PNS的血管舒张效应,且在去内皮肺动脉环中,这一作用更为明显。本室以往研究表明,低氧高二氧化碳可直接引起肺主动脉环发生早期短暂收缩反应(后期收缩反应不明显),这一反应的发生可能与肺动脉平滑肌细胞(PASMC)上的延迟整流性钾通道 (KDR)和L型电压依赖性Ca2+通道(L-VDC)有关[8]。本研究中加用PNS后,肺动脉没有出现收缩反应,反而呈现剂量依赖性舒张状态,说明PNS能够解除低氧高二氧化碳对KDR通道的抑制,维持PASMC膜复极化状态,减少细胞外Ca2+内流,引起肺动脉舒张。同时,PNS也可能抑制了钙激活性氯通道(ClCa)[9],使Cl-外流减少,进一步引起肺动脉舒张。低氧高二氧化碳后期(肺动脉环置于低氧高二氧化碳浴液中5 min后)PNS能进一步引起肺动脉舒张,除与PNS的钙阻滞作用有关外,低氧高二氧化碳直接抑制钙敏感钾通道(KCa)引起肺动脉扩张也是一个重要因素[10]。
本实验发现,常氧时,PNS的舒张作用与内皮存在与否无关;而低氧高二氧化碳条件下,PNS在去内皮血管中的舒张效应远远强于内皮完整血管。这说明常氧时PNS直接作用于血管平滑肌细胞舒张血管;低氧高二氧化碳时去内皮血管环由于缺乏内皮介导作用从而和PNS协同发挥舒血管效应。其机制可能为:在低氧性肺血管收缩过程中,肺血管内皮细胞的综合效应是介导作用,低氧可使内皮细胞水肿变性并与其下基质分离,它的结构和功能受损可使其介导作用降低,从而降低肺血管收缩[11]。
参考文献
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[中图分类号]R614 [文献标识码]C [文章编号]1673-7210(2007)11(a)-155-01
氯胺酮应用于临床已多年,但因其某些副作用,临床应用一度受限。随着医学的发展,微创手术应运而生,腹腔镜手术创伤小恢复快,但其前提是必须在CO2气腹状态下操作,即在麻醉状态下将CO2气体通过气腹针注进腹腔内,控制压力在12~14 mmHg,总气量4~5 L,使腹腔内脏器与腹腔壁游离。CO2气腹对麻醉的要求较高,全麻是较理想的选择,但收费高,我院采用阈下剂量氯胺酮(0.5~0.8 mg/kg)与腰-硬联合阻滞麻醉合用于腹腔镜妇科手术40例,麻醉效果满意,术后病人苏醒快,副作用少,适合在基层医院推广。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择ASAⅠ~Ⅱ级择期手术病人40例(子宫全切20例;卵巢囊肿摘除20例),年龄20~60岁,随机分为两组:咪唑安定(M)组20例,氯胺酮(K)组20例。术前30 min常规肌注阿托品0.5 mg和苯巴比妥钠100 mg。
1.2 麻醉实施
两组病人行L1~2间隙腰-硬联合阻滞麻醉,腰麻用0.75%布比卡因2 ml,硬膜外腔视阻滞平面而定,控制感觉阻滞平面在T8以下至骶丛。切皮前10 min两组病人均静注杜冷丁1 mg/kg,5 min后分别静注咪唑安定0.05~0.1 mg/kg、氯胺酮0.5~0.8 mg/kg,1 h后分别追加首次量的半量。观察病人CO2气腹后的反应并给予恰当评分。
1.3 Ramsay镇静评分法
1分:焦虑不安;2分:合作定向良好安静;3分:困倦嗜睡,对指令仍有反应;4分:熟睡,但弹扣眉间时反应活跃;5分:熟睡,但弹扣眉间时反应迟钝;6分:熟睡,但弹扣眉间时已无反应。
2 结果
两组病人年龄、体重无显著性差异(P>0.05)。CO2气腹后详细情况见表1,结果显示M组与K组比较有显著差异(P<0.01)。
3 讨论
咪唑安定和氯胺酮同属于非巴比妥类药物,且麻醉临床应用非常广泛,但每一种药物又各有特点。咪唑安定属于苯二氮卓类镇静药,具有抗焦虑、抗惊厥、肌肉松弛和顺行性遗忘等作用,同时可增强其他物的镇痛作用[1]。氯胺酮可作用于多种受体包括烟碱受体和毒蕈碱受体。氯胺酮阻滞外周和中枢神经系统的钠通道,并与δ、μ、к阿片受体相互作用及与单胺类和电压敏感钙通道相互作用。此外氯胺酮也作为非竞争性拮抗剂作用于N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA) 受体复合物通道的苯环己哌啶受体部位,发挥镇痛作用。氯胺酮是一种具有深度镇痛作用的药物,阈下剂量就有明显镇痛作用且对意识影响差,但是随着药物剂量的加大,其精神副作用增加、呼吸抑制增强、颅内压和眼内压增高、心脑的耗氧量也增加等。阈下剂量氯胺酮对心血管系统和呼吸系统的抑制作用很小,其精神副作用发生率也很低,可以忽略不计。同时氯胺酮与阿片类药物合用,可减少阿片类药物用量达50%,大大降低了阿片类药物的副作用[2]。在临床实际应用过程中,我们发现氯胺酮的镇痛作用远远超过它的药理作用时间,其可能机制是:①非竞争性NMDA受体拮抗剂的结合作用发生相对缓慢,这可能是延迟镇痛作用的一个主要方面;②氯胺酮可预防外周伤害性刺激所致的中枢敏感化;③预防神经元的过度兴奋及中枢的相互作用。
通过我们的观察不难发现,阈下剂量氯胺酮在临床中的应用,不但副作用很少发生,而且与阿片类药物(如杜冷丁、芬太尼等)合用后作用时间明显延长,对二氧化碳气腹的镇痛作用较理想。
[参考文献]
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(收稿日期:2007-08-20)
关键词:超临界 二氧化碳 管道输送 杂质
一、前言
二氧化碳作为第一大类温室气体对环境的影响极大,稳定甚至减少向大气中排放是有其必要性的。二氧化碳输送系统是连接回收与永久储存地点的一个重要环节。通常情况下, 由于二氧化碳注入地点一般远离其回收地点, 采用管道输送方式是最有效的输送方式[1]。
纯二氧化碳通过管道输送时,其状态主要有气态、液态和超临界状态。气态输送由于介质密度低、管输压降高、管道口径大,显然不利于管道输送[2]。液态输送由于介质随着管输压力降低,容易进入气液两相区而导致摩阻增大,且介质注入管道需要二次加压,亦不利于管道输送。超临界二氧化碳具有黏度小, 比重低, 管道输送沿程摩阻极小, 消耗的动力相应也少, 经济性好, 而且超临渗透能力强, 溶解性好等特点,这种物理性质上的变化使其更有利于管道输送。
二氧化碳管道输送广泛采用的操作压力是 7.4~21MPa[3],在此压力范围内,当温度超过 30.95℃时,二氧化碳处于超临界状态。本文从二氧化碳物理性质入手,运用 Hysys油气加工模拟软件研究其在超临界状态时的变化情况,结合水力、热力计算并运用Pipephase油气管道软件,得出不同条件下输送二氧化碳的管道特性,从而起到指导生产实际的作用。
二、超临界二氧化碳物理性质
当压力高于7.37MPa,温度高于31.05℃的超临界流体状态[4]是指气体在高压下的分子形态变得和液体形态一样的紧密,具有很高的密度,但是像气体一样易于流动,适用于管道输送。因此管道长输过程中,二氧化碳易受环境温度和压降的影响而出现相态变化,易达到超临界状态。这是因为超临界二氧化碳的溶解能力远高于气态,且其扩散系数远超液体状态,可较快渗透到其他体系内部。
1.二氧化碳的密度特性
在压力相同的条件下,二氧化碳密度随着温度的上升而降低;在温度相同的条件下,二氧化碳密度随着压力的上升而增大。当温度、压力增大到一定值时,二氧化碳密度大于水的密度,最大值高于1200Kg/m3。当处于超临界二氧化碳区域内,二氧化碳的密度随着压力或温度的较小变化而发生较大的变化。
2.二氧化碳的粘度特性
通过Hysys软件计算得出二氧化碳粘度随温度和压力曲线如图3所示,可知:
图3 二氧化碳粘度变化曲线
当压力低于7.37MPa时,在相同的温度条件下,超临界二氧化碳的运动粘度较气态大;当压力超过 7.37 MPa时,运动粘度明显减小,与气体状态相近。
3.二氧化碳的比热特性
通过Hysys软件计算得出二氧化碳粘度随温度和压力数据如图4所示,可知:
图4 二氧化碳质量热容变化曲线
当二氧化碳处于非超临界状态时(压力低于 7.37 M Pa、温度低于 30.95 ℃),质量热容为 1~4 kJ/(kg·℃)。但当二氧化碳处于超临界状态时,其质量热容急剧增加,峰值达到14.2 kJ/(kg·℃)。较大的质量热容将导致温度变化减小,故相比于气态和液态二氧化碳输送管道,超临界二氧化碳输送管道的温度受外界环境的影响更小。
综上可见,与气态和液态二氧化碳相比,超临界二氧化碳的密度相对较大,粘度、摩擦阻力、温度敏感度相对较小,因此更利于二氧化碳的管道输送。
三、超临界二氧化碳管道输送计算模型与公式
通过对塔里木阿克气田分离出的二氧化碳,运用Hysys和Pipephase软件模拟二氧化碳的输送过程。计算软件中选择PR状态方程来计算CO2的PVT性质计算。
表1 阿克气田二氧化碳管道输送外部条件
在正常油气田生产过程中,管道内部的沿程摩阻可利用达西公式(Darcy-Weisbach)计算:
式中:hl-沿程摩阻损失,m ;
-水力摩阻因数;
L-管道长度,m ;
d -管道内径,m ;
V-管内流体流速,m/s;
g -重力加速度,取 9.8 m /s2。
压降 P可按公式计算:
式中: P-压降,Pa;
-管内流体密度,kg/m3;
压降 P用CO2摩尔流量表示如下:
考虑高差变化时,管道的压降 P可按下式计算:
式中:H-管道首末端高度差,m;
公式中前一项是由摩阻引起的压降,后一项是由高差引起的压降。取超临界状态二氧化碳输送管道入口条件:压力16MPa,温度50℃。下面是通过用Hysys和Pipephase软件模拟相同的外部条件(表1)下,仅改变二氧化碳本身的压力和温度,研究其在不同状态下的管输压降、温度和热损失参数与管道长度的关系。
1.出口压力与管道长度的关系
图6 出口压力与管道长度变化曲线图
根据Hysys软件的模拟计算可知,随着管道长度的增加,出口压力逐渐降低,且与管道长度成直线关系,如图6所示。
2.出口温度与长度的关系
图7 出口温度与管道长度变化曲线图
管道内二氧化碳初始温度为50℃,环境温度5℃。根据 Hysys软件的模拟计算可知,随着管道长度的增加,出口温度逐渐降低,并最终接近于环境温度。由此可知,超临界二氧化碳输送,需要保证出口温度不低于31.04℃,如图7所示。
3.压降与管道倾角的关系
图8 压降与管道倾角变化曲线图
通过首末端的高度差反映管道的倾角,由图8可知,当管道上倾时,随管道倾角的增加压降也逐渐增大;当管道倾角为零时,压降不为零;当管道下倾时,随着倾角减小到某一值,超临界二氧化碳变成等压输送。
五、结论
1.超临界二氧化碳相对于气态、液态二氧化碳,具有密度大、粘度小、管道沿程摩阻小等特点,因此采用超临界二氧化碳输送最为经济;
2.超临界二氧化碳输送过程中的压降随管道长度、管道倾角的增加而增加,管道出口温度随着管道长度的增加而降低,并最终接近于环境温度。
参考文献
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[4]杜磊,湛哲,龙,等.大规模管道长输 CO2技术发展现状[J].油气储运,2010,29(2):86-89.
作者简介:张健(1989.04)性别:男 民族:满 籍贯:辽宁 助理工程师,本科学历,新疆石油勘察设计研究院天然气工艺所,从事油气集输、天然气加工工艺设计。
《二氧化碳》选自《化学》教材九年级上册第六单元《碳和碳的氧化物》的第3课时《二氧化碳和一氧化碳》。本节课主要介绍CO2的性质和用途。通过与学生已有知识的联系,不断完善和发展学生的认知结构。课程中安排了丰富的多媒体实验,通过实验探究推导出CO2的性质以及CO2在生产生活中的运用。学习本节课,不仅可以进一步强化学生学习化学的科学方法,还可以通过对“温室效应”的了解,培养学生树立保护环境的意识,真正做到“从生活到化学,从化学到社会”。
二、教学目标
1.知识目标:认识CO2,掌握其重要的化学性质,了解其物理性质和主要用途,懂得设计实验来验证物理性质的方法,学会对实验中出现的现象进行分析并得出结论的方法,了解并关注温室效应。
2.技能目标:养成自己设计实验探究能力、观察能力和抽象概括的能力。
3.情感目标:形成勤于思考、严谨求实、善于合作、勇于创新和实践的科学态度。
三、学情分析
学生通过前面氧气的学习,从知识储备上来看,学生在日常生活中,已经了解了很多有关CO2的现象和知识,例如,喝汽水,植物光合作用的原料,呼吸作用产生等。因此,联系生活来学氧化碳显得很重要。如何记忆和应用,重新树立学好化学的信心,提高学习效率,这就要求发挥教师“导”的主体功能。
四、教学设计
利用展示实验、学生亲身体验、图片等来学氧化碳的物理性质、化学性质、用途。并引导学生联系生活和生产实际,学会应用。在课堂教学中,可根据具体需要,采用如下过程:创设情境出示问题学生讨论思考教师归纳学生小结,达到教学目的。
五、教学过程
(一)提供素材,确定研究对象导入新课
通过多媒体设备展示和播放与二氧化碳有关的图片,让学生在观看图片思考以下问题:1.本节课研究对象是什么?2.从材料中你能大体了解到此物质的可能有哪些性质和作用?
情景:你见过二氧化碳吗?请说说你对二氧化碳的认识。
通过观看素材,使学生知道“从生活走进化学,从化学走向社会”,通过图片直观地展现二氧化碳的用途,可以迅速激发学生的学习兴趣。
(二)CO2的物理性质
1.二氧化碳的色、态、味
讲解:大家都知道人在呼吸作用时会呼出大量的二氧化碳。大家都做一个深呼吸。你能得到什么结论?
设计意图及资源准备:从真实实例视频入手,使学生认识二氧化碳,同时激发学生的学习兴趣,也为后面的学习作铺垫。学生切身感受入手,降低学生畏惧情绪。
2.二氧化碳的密度
提问:你能用什么实验方法知道二氧化碳与空气的密度哪个大?
讲解:同学们的方案有的可行,有的不好操作,现在来通过老师的实验认识二氧化碳的密度。
演示实验:二氧化碳使高低不同地两支燃着的蜡烛熄灭。
演示实验:在收集了二氧化碳气体的软塑料瓶中倒入水,然后震荡。
设计意图及资源准备:让学生在参与知识的探索过程中,培养学生探究能力以及对信息分析归纳的能力。
3.二氧化碳的溶解性
提问:瓶子为什么会瘪?你能解释吗?
讲解:对学生的回答进行小结,归纳二氧化碳可溶于水的性质。
设计意图及资源准备:培养学生对信息分析归纳的能力以及用化学知识解决身边问题的能力。
(三)二氧化碳的化学性质
提问:二氧化碳使蜡烛熄灭实验,说明二氧化碳还具有什么性质?
1.不燃烧,不支持燃烧,也不供给呼吸。
2.与水反应
提问:二氧化碳溶于水的过程中,是否与水发生反应?能否用实验来验证?
演示实验:将试管中溶有二氧化碳的水滴入石蕊溶液中。
提供信息:石蕊是一种植物的色素,它的溶液呈紫色,在酸性环境下会显现出红色。
师:你能分析出现这种现象的原因吗?
分析有关实验现象并获知:二氧化碳与水反应生成了酸性物质。该酸性物质不稳定,受热很容易分解。(学生活动)
设计意图及资源准备:培养学生的科学素养和科学探究精神,培养学生的实验能力和获得知识的能力。关注知识获得的过程,联系生活实际体会知识获得的过程。
3.二氧化碳与石灰水反应
演示实验:用吸管往澄清石灰水中吹气
讲解:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
(4)二氧化碳的用途
图片:二氧化碳及固态二氧化碳――干冰的用途。
依据现象相互讨论。并说出自已的结论:二氧化碳能与氢氧化钙发生反应。
观看、了解相关知识,归纳二氧化碳及干冰的用途。
让学生掌握石灰水变浑浊的原理,使前后知识联系,达到学习新知,巩固旧知的目的
(5)二氧化碳对环境的影响
巩固知识:二氧化碳可用来灭火跟它的什么性质有关?
情境:二氧化碳有这么多用途,是不是空气中二氧化碳越多越好呢?
播放录像:温室效应及其带来的危害
讲解:人类只有一个地球,为了保护人类赖以生存的环境,我们应该采取哪些措施防止温室效应进一步加强?
提问:你现在能解释课时图片的奥秘吗?
观看、了解相关知识,归纳二氧化碳及干冰的用途。
思考回答,二氧化碳不能支持燃烧、密度比空气大。
讨论发言:开发新能源、植树造林、减少化石燃料的燃烧。参与植物的光合作用、人工降雨等。(学生活动)
设计意图及资源准备:通过多媒体拓展学生视野,增加学习的趣味性。
使学生认识物质的性质决定用途;
培养学生用一分为二的观点;
培养学生的环保意识。
(6)巩固新知识,布置作业
展示课堂练习题,学生自由发言,教师给以适当的点拨。
培养学生自我总结的能力及用化学知识解决实际问题的能力。
六、板书设计
课题3二氧化碳和一氧化碳
一、二氧化碳
1.CO2的物理性质
(1)通常状况下,无色无味气体;
(2)密度比空气大;
(3)能溶于水。
2.CO2的化学性质
(1)CO2不能燃烧,不能支持燃烧,也不能供给呼吸;
(2)CO2能与水反应:CO2+H2O=H2CO3;
(3)CO2能与石灰水反应:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O。
3.二氧化碳的用途
4.CO2对生活环境的影响
(1)影响人体健康;
(2)引起温室效应。
七、教学反思
现代教学中,学生由被动的知识接受者变为主动的教学参与者。在教学中启发、诱导贯穿始终,充分调动学生的积极性,注意调节课堂教学气氛,使学生变主动学习为主动愉快学习。
二氧化碳与环境的影响以及干冰的用途等通过图片展现,避免教师口头讲解的枯燥以及学生阅读课本的无味,通过多媒体等多种手段使学生的学习充满乐趣。