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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2020年46卷1期

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研究论文
铜晶粒尺寸及其稳定性对醋酸乙酯加氢制乙醇的影响
赵祥晴, 黄岩, 张维义, 岳志, 程振民
2020, 46(1) :1-9. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181212004
摘要:
采用并流共沉淀法制备了一系列铜基催化剂,考察了不同稀土(Y、La、Ce、Pr)改性对Cu/SiO2催化剂催化醋酸乙酯(EA)加氢制乙醇的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等表征手段对催化剂进行了分析。结果表明,稀土(Y、La、Ce、Pr)改性能够减小铜晶粒尺寸,增大铜组分分散度和孔径,使催化剂更易还原,同时也能调节催化剂表面酸性和n(Cu0)/n(Cu0+Cu+),从而提高催化剂的加氢活性。其中,Y改性Cu/SiO2催化剂的加氢活性最高,且具有良好的高温抗烧结能力和稳定性能。
纳滤膜脱除稀盐酸中Ca2+和Mg2+
崔秋花, 许振良, 潘鹤林, 李树庭, 叶宇威
2020, 46(1) :10-15. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181128001
摘要:
采用纳滤膜技术处理含Ca2+、Mg2+的稀盐酸溶液,实现稀盐酸的回收。讨论了操作时间、盐含量、盐种类、酸度、运行压力、进料流量、进料温度等工艺条件对Ca2+和Mg2+脱除率和膜通量的影响,获得了适宜的操作条件;同时比较了单组分与双组分无机盐纯水溶液及酸性溶液的性能,研究了在不同条件下Ca2+和Mg2+的脱除效果。结果表明:在采用纳滤膜处理含双组分钙、镁离子(质量比为1∶1)总的质量分数分别为3×10−4、2×10−3和3×10−3的稀盐酸溶液(wHCl=3%)时,Ca2+的脱除率为80%~90%,Mg2+的脱除率达到90%~100%;纳滤膜的适宜操作条件为压力0.4 MPa、温度30 ℃、进料流量396 L/h;酸性条件下更有利于Ca2+和Mg2+脱除,相对于中性条件下脱除率提高了25%左右,因此纳滤膜可应用于酸溶液的净化与回收利用。
pH响应油水分离共聚物膜的合成及分离应用
宋雅萍, 金玲, 管欣悦, 王朝锋, 李欣欣
2020, 46(1) :16-23. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181214002
摘要:
以自由基聚合方法合成了聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-co-甲基丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸十二烷基酯)(P(DMAEMA-co-HEMA-co-DMA)),通过浸渍法将聚合物、聚合物/SiO2涂覆在不锈钢网表面获得pH响应油水分离膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和接触角测量仪测试分析了聚合物涂覆不锈钢网的表面形貌和润湿性能;采用X射线光电子能谱仪(XPS)对表面元素进行了表征;红外测油仪测试膜的油水乳液分离能力。结果表明:经修饰的不锈钢网表面润湿性能随pH变化而改变,这与XPS的测试结果相符。油水分离实验表明,SiO2的加入会使材料的亲水疏油和亲油疏水性能大大提高,当其质量分数为3%时,通过红外测油仪测得分离前后乳液中的正己烷浓度变化,可知分离效率大于99%;动态光散射仪测定分离前后的乳液粒径,证明了分离效果。
新型耐高温含硅芳炔树脂化学流变行为
邓键, 邓诗峰, 尤欣桐, 周小艺
2020, 46(1) :24-28. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181214001
摘要:
锌粉催化合成的新型含硅芳炔树脂(PSEA)具有优良的耐热性能、介电性能以及优异的加工性能,适用于树脂传递模塑(RTM)成型工艺。对该树脂的化学流变行为进行了研究,并用平板小刀法研究树脂凝胶时间(tgel)与温度的关系,建立凝胶方程模型;用旋转黏度计和平板流变仪研究树脂流变特性与温度的关系,根据黏度-时间-温度的关系构建Dual-Arrhenius黏度方程模型,可为RTM成型工艺制备复合材料提供指导。
Pd/CeZrOx-Al2O3/Cordierite整体式催化剂的制备及其丙烷催化燃烧性能
江玉洁, 郭杨龙, 詹望成, 徐建, 郭耘, 王丽, 王筠松
2020, 46(1) :29-34. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181007001
摘要:
以堇青石蜂窝陶瓷为基体,以拟薄水铝石、稀土改性Al2O3和铈锆复合氧化物为涂层原料,用真空抽提法制备了CeZrOx-Al2O3/Cordierite载体,考察了pH、固含量和乳化时间等对涂覆效果的影响,然后用等体积浸渍法制备了Pd/CeZrOx-Al2O3/Cordierite整体式催化剂,考察了该整体式催化剂对于丙烷的催化燃烧活性。研究表明:当浆料pH为3.62、固含量(质量分数,余同)为38 %、乳化时间为30 min时,浆料的涂覆效果最好(涂层上载量为127 g/L,涂层脱落率为0.2%);Pd/CeZrOx-Al2O3/Cordierite整体式催化剂(Pd负载量为2.0 g/L)对于丙烷的催化燃烧具有较好的活性(T50T90分别为318 ℃和350 ℃),有较好的工业应用前景。
靶向PD-1的多肽阻断剂的设计及评价
全丽娜, 刁妍妍, 李巧, 李文杰, 朱丽丽, 李洪林
2020, 46(1) :35-40. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181126003
摘要:
以PD-1为靶标,设计了靶向结合PD-1的多肽P5-1;通过表面等离子共振(SPR)技术测得P5-1与PD-1的结合亲和力(KD)为0.21 μmol/L,并通过分子水平竞争性实验验证P5-1可以阻断PD-1与PD-L1的结合;同时发现P5-1可恢复衰竭的Jurkat T细胞分泌IL-2的水平。本研究可为开发靶向PD-1的多肽阻断剂的肿瘤免疫治疗提供研究基础。
丙三醇对螺旋霉素I发酵的影响及机理分析
梁培培, 高淑红, 姚开亚, 孙玲玲, 张志勇, 赖珅
2020, 46(1) :41-47. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181228001
摘要:
以提高螺旋霉素Ⅰ产量及降低杂质D(Spiramycin V)组分质量分数为目标,研究添加丙三醇对螺旋霉素I产生菌生二素链霉菌发酵的影响,并对其影响机理进行分析。摇瓶添加最终体积分数为0.4%的丙三醇使螺旋霉素I效价提高17.12%,杂质D质量分数降低21.39%。15 L发酵罐的放大实验表明,添加最终体积分数为0.4%的丙三醇,螺旋霉素I最终效价达到23 314 U/mL,相比对照组(18 329 U/mL)提高27.20%,最终杂质D质量分数为8.84%,与对照组(11.99%)相比降低了26.27%。相关基因转录水平研究发现,聚酮合酶基因srm10(内酯环合成相关基因),氨基转移酶基因srm20(福洛氨糖合成相关基因)与甲基转移酶基因srm33(碳霉糖合成相关基因)的转录水平提高。结果表明,在发酵15 h添加最终体积分数为0.4%的丙三醇,能提高内酯环合成相关基因及糖基合成相关基因的转录水平,从而提高螺旋霉素I效价,降低杂质D组分的质量分数。
基于事件触发的自适应邻域多目标进化算法
王学武, 夏泽龙, 顾幸生
2020, 46(1) :48-57. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181120005
摘要:
为提高多目标算法的多样性与分布性,提出了一种基于事件触发的自适应邻域多目标进化算法(MOEA/D-ET)。采用事件触发策略协调全局与局部搜索,利用网格法进行全局寻优,利用自适应邻域MOEA/D进行局部寻优。对固定邻域与自适应邻域进行了对比,结果表明采用自适应邻域能有效地改善解分布不均的问题。通过对ZDT、WFG、DTLZ测试函数的求解,并与4个经典的多目标算法和2个最新的多目标算法进行对比,结果表明本文算法在收敛性和多样性方面具有一定的优越性。
柔性作业车间的成套订单调度问题
徐震浩, 周畅, 张凌波, 顾幸生
2020, 46(1) :58-67. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181109001
摘要:
随着加工制造业的发展,面向成套订单的加工生产方式得到广泛的应用,但由于柔性作业车间的特殊性以及成套订单问题的复杂性,目前对该问题进行的相关研究极少。本文以最大化加权订单成套率为目标,提出了一种柔性作业车间环境下的成套订单调度模型;根据问题特点在最大最小蚂蚁系统(MMAS)的基础上加入了一种新的邻域结构,通过削减和消除订单及工件的交货时间瓶颈提高了加权订单成套率。采用正交试验方法对算法参数进行整定,与其他元启发式算法的对比结果验证了本文算法的先进性和稳定性。
基于集成学习概率神经网络的电机轴承故障诊断
张习习, 顾幸生
2020, 46(1) :68-76. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181206001
摘要:
电机作为一种重要的驱动设备,在工业生产中得到了广泛的应用。滚动轴承是电机最重要的部件之一,一旦发生故障,将严重影响生产过程。因此,对电机轴承故障进行诊断,对保证安全、正常生产具有重要意义。本文采用概率神经网络(PNN)实现了电机轴承的故障分类,针对作为概率神经网络最重要参数之一的平滑因子σ需要通过经验或不断尝试的方式人为设定的问题,提出了一种基于正弦余弦优化算法(SCA)的自适应概率神经网络(SPNN);针对同一个训练集和测试集,PNN会得到固定的识别结果,从而在一定程度上降低PNN泛化能力的问题,建立了利用SPNN作为弱分类器的基于AdaBoost的集成学习模型(ASPNN),采用输出概率线性组合的方式得到强分类器的输出结果;将ASPNN模型应用于电机轴承故障诊断,仿真结果表明,与PNN、SPNN和MSVM相比,本文方法在电机轴承故障诊断方面具有更好的性能。
基于XGBoost模型的炼油厂氢气网络动态多输出预测模型
王宁, 曹萃文
2020, 46(1) :77-83. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181104001
摘要:
对基于XGBoost模型的炼油厂氢气网络动态多输出预测模型进行了研究,用最小新氢消耗量和最小氢气剩余量两种指标的动态数据进行氢气网络动态多输出预测,对模型性能进行了评估,并与反向传播(BP)神经网络模型的预测结果进行了比较,得到了很好的预测效果,最后分析了5类操作参数特征对输出指标的影响。
空分装置群的设备启停及变负荷调度策略
赵倩倩, 赵均, 徐祖华, 陈曦, 邵之江, 秦海中
2020, 46(1) :84-91. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181015005
摘要:
针对空分系统中气体需求频繁波动而导致的供需不平衡、氧气放散等问题,提出了利用资源任务网络(RTN)进行建模的方法,对整个工艺流程进行了合理的描述。在全面考虑空分系统中的氧气、氮气、氩气管网的基础上,对其生产过程建立了混合整数规划模型(MILP)。在不同的需求场景下,通过求解该模型对空分装置群的设备启停以及负荷变化作出决策。
碘硫循环制氢中HI浓缩精馏的模拟
王俊, 黄秀辉, 崔国民
2020, 46(1) :92-99. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180927003
摘要:
针对碘硫循环制氢中碘化氢(HI)浓缩分离的精馏问题,选用NRTL(Non-Random Two-Liquids)模型来修正HI-I2-H2O三元混合体系的液相非理想性。结合H2O-HI、H2O-I2和HI-I2体系气液相平衡的实验数据,采用极大似然法关联该三组体系NRTL模型表达式中的二元交互作用参数。基于已确定参数的NRTL热力学模型,借助模拟软件Aspen Plus对HI浓缩精馏塔进行模拟设计,并通过灵敏度分析,分别考察了HI精馏塔的塔板数、回流比、进料组分等关键操作参数对分离效果和能耗的影响,得到了优化后的操作参数,为工业碘硫循环制氢过程工艺研究提供理论基础和指导。
基于模糊C均值和SLIC的纳米孔阻断事件的识别与研究
盛宙, 颜秉勇, 周家乐, 王慧锋
2020, 46(1) :100-113. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181206002
摘要:
纳米孔电流信号的分析依赖于对不同类型的阻断事件的准确分析。在阻断事件提取上,提出了一种基于灰度图检测阻断事件的新方法,对灰度图进行二值化后提取出阻断事件。针对基线电流对二值化阈值选取的影响,采用从小波分解后的近似系数中估计出基线电流的方法实现自适应的二值化阈值。为了减小阈值法对检测出的短阻断事件起始与终止位置的影响,采用模糊C均值(Fuzzy C-Means,FCM)方法对短阻断事件的位置进行修正。对检测出的多级事件,先将其转换为相应的具有颜色差异的灰度图,再利用简单的线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering,SLIC)超像素算法对多级事件的台阶自动检测。为避免SLIC算法的过分割带来属于同一台阶的超像素被分割的问题,对过度分割后的超像素进行超像素融合,实现属于同一台阶的超像素融合。仿真结果表明,基于灰度图的事件检测方法能够实现对信号中阻断事件的有效检测,FCM算法能够实现对短阻断事件位置的有效修正,SLIC超像素算法能够有效地检测出多级事件的台阶数。
基于深度监督显著目标检测的草莓图像分割
钱文秀, 常青, 向辉, 康文斌
2020, 46(1) :114-120. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181205004
摘要:
草莓图像的分割效果直接影响着草莓采摘机器人的实时作业,而目前的草莓图像分割算法大多只研究完全成熟及无遮挡情况下的草莓分割,无法实现草莓的多级分类及遮挡检测。本文提出了一种结合显著性区域检测的草莓图像分割方法,可适用于不同明暗环境,并且有效地实现了对不同成熟度草莓的检测与分割,为后续实现多级分类提供了良好的数据支持。首先,使用限制对比度自适应直方图均衡化处理方法克服了实际采摘图像光线昏暗导致的分割困难;然后,使用结合短连接的整体嵌套显著目标检测算法,利用浅层侧面输出包含丰富细节优势及深层侧面输出定位显著区域优势,从而产生密集且准确的显著区;最后,将显著性区域作为Grabcut的前景进行分割,从而实现草莓图像的准确分割。实验数据及结果表明,本文方法在实际采摘中的遮挡及不同明暗环境下均可获得稳定而准确的分割结果。
一种基于机会参考源的分布式ADS-B无源定位防欺骗方法
马晓东, 袁伟娜, 凌小峰
2020, 46(1) :121-127. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181115001
摘要:
广播式自动相关监视(ADS-B)系统面临着日益严峻的人为恶意虚假欺骗问题,多基站时差定位校验法是识别和定位欺骗源的有效方法。针对现有的多基站时差定位校验法存在站间同步成本高、易受全球导航卫星系统(GNSS)区域干扰影响等问题,提出了一种基于机会参考源的分布式ADS-B无源定位防欺骗方法。该方法通过动态选取可信ADS-B目标作为机会参考源来实现多站同步,有效地克服了传统的多基站时差定位校验法站间同步成本高、难以适应GNSS局部干扰场景的问题。仿真实验结果表明,在大量ADS-B真实源和欺骗源共存的情况下,本文方法不仅能够准确识别出虚假ADS-B报文,而且可以通过优选ADS-B机会参考源实现精确的站间同步,进而实现对发出虚假报文的欺骗源的准确定位。
基于蚁群算法的延时感知VANET路由协议
吉祥, 虞慧群, 范贵生, 孙怀英
2020, 46(1) :128-134. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181116001
摘要:
针对城市车载自组网场景,提出了一种基于蚁群算法的道路延时感知路由协议。将数据转发过程分为直路模式和路口模式,利用蚁群算法中信息素的更新机制建立了一种基于蚁群算法的延时感知路段权重计算方法,并结合蚁群对最优化路径的探索过程给出了一种优化的反应式路由方案。仿真实验模拟了城市交通场景,将所提出的路由协议与GPSR、GSR、VACO路由协议进行性能比较,实验结果表明,该协议在数据分组投递率及延时方面均有较好的性能。
泵腔和口环对微型超低比转速离心泵模拟误差的影响
周进, 邢改兰, 周邵萍
2020, 46(1) :135-144. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20181211001
摘要:
为研究泵腔和口环对微型超低比转速离心泵模拟误差的影响,采用Fluent软件对全流场模型和非全流场模型分别进行数值模拟,在对比实验结果的基础上分析误差原因。结果表明:全流场模型的模拟误差比非全流场模型低11.6%;全流场模型能够预测扬程曲线的“驼峰”现象、叶轮出口的“射流-尾流”现象和蜗壳内部的非对称流动;非全流场模型无法模拟圆盘摩擦损失,导致较大的功率和效率模拟误差;非全流场模型无法模拟口环泄漏,使得叶轮的流量的模拟值低于实际值,导致较大的内流分布模拟误差。