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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2017年43卷2期

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微细颗粒在固阀洗涤塔内的洗涤脱除特性
许琳, 陈雪莉, 朱诗杰, 代正华
2017, (2) :149-155. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.001
摘要:
以亲水玻璃微珠、改性疏水玻璃微珠、空气和水为实验介质,采用单因素方法,研究了固阀洗涤塔中颗粒粒径、入口颗粒浓度、两相流动参数、颗粒润湿性对粒径小于10 μm颗粒的洗涤效率的影响。结果表明:粒径大于2 μm的颗粒的洗涤效率均可达到90%以上;粒径大于0.5 μm的颗粒,洗涤效率随粒径增加而升高;粒径小于0.1 μm的颗粒,洗涤效率随粒径增加而下降;粒径为0.1~0.5 μm的颗粒,洗涤效率随粒径的增加,先升高后降低。对于粒径小于2 μm的颗粒,其洗涤效率随入口颗粒浓度、两相流动参数的增加,先升高后降低。颗粒润湿性对粒径小于2 μm的颗粒,尤其是粒径为0.1~0.5 μm的颗粒的洗涤效率影响显著,润湿性越好,洗涤效率越高,而对粒径大于2 μm的颗粒的洗涤效率影响不大。
合成气气氛下含水量对锡林浩特煤液化性能的影响
冯婉璐, 吴诗勇, 尤全, 吴幼青, 郑化安, 闵小建
2017, (2) :156-161,226. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.002
摘要:
在合成气气氛下考察了含水量对锡林浩特煤液化性能的影响。结果表明:在合成气气氛下,煤中适当含水可促进煤在液化过程中的转化。当含水量为7.5%(质量分数)时,锡林浩特煤的液化转化率最高,为84.59%;当煤中含水量较高时,煤的转化率明显降低。此外,煤中适当含水更有利于水煤气变换反应的进行。当含水量为7.5%时,合成气中的CO转化率最高,为26.00%;但随着煤中含水量的增加,CO转化率降至16.93%。通过沥青烯与前沥青烯的红外光谱发现:沥青质中存在大量羟基,煤中的水促进了煤中官能团侧链断裂;但当煤中含水量大于15.0%时,沥青质发生缩聚反应导致煤的液化产率有所降低。
RTM中纤维结构对树脂浸渍影响的数值模拟
周云飞, 方荀, 王文琪, 郭卫红, 戴干策
2017, (2) :162-170. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.003
摘要:
在树脂传递模塑成型(RTM)中,缩减充模时间以及降低气泡含量是该工艺不断完善的两个关键。本文以牛顿流体为基础,结合Navier-Stokes方程组,构建了二维双尺度气液两相流模型。采用有限体积法(FVM)求解计算域流场物理量,并利用流体体积(VOF)界面追踪技术实现了等温充模阶段的模拟。综合分析了充模阶段流场物理量的变化情况,研究了纤维结构以及树脂黏度对充模时间以及气泡形成与排除的影响,并与分析结果和实验结果进行对照,吻合度较高。数值计算结果表明,二维双尺度模型能准确反映树脂的充模过程。对于低黏度熔体,编织纤维的横纵向孔隙宽度均有一个最佳尺寸,此外,树脂黏度的增加会影响气泡在纤维中的形成以及排除过程,从而影响最终的充模时间。
粉煤气化工业装置煤粉黏附力表征及其流动性评价
丁家海, 陆海峰
2017, (2) :171-177. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.004
摘要:
气流床粉煤加压气化工艺中,煤粉颗粒粒径小、比表面积大,受颗粒间黏附力影响,煤粉在锁斗下料单元经常出现结拱架桥现象。本文以SE (Sinopec-ECUST)-东方炉气流床粉煤加压气化工艺为工业应用背景,以典型粒径特征的煤粉样品为研究对象,采用连续介质模型与颗粒间作用力分析相结合的方法,建模求解煤粉颗粒间的黏附力。通过对比不同样品的流动参数、颗粒间作用力及其与重力的相互关系,揭示了平均粒径及细颗粒含量对煤粉流动性和下料过程的影响,并在实验室可视化下料平台和工业装置下料单元对上述结果进行了验证。研究结果表明,随着平均粒径降低、细颗粒含量增加,煤粉流动性减弱,下料逐渐从结拱架桥过渡至无拱自由流。本文为改善入炉煤粉流动性、提高煤粉供料系统运行稳定性提供了有效的参考。
挤出循环对玻纤增强PA66复合材料流变性能和力学性能的影响
张来胜, 王婷兰, 唐颂超, 孟庆国, 张祥福
2017, (2) :178-183,202. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.005
摘要:
通过双螺杆挤出机对w=35%玻纤增强尼龙66(PA66/GF35)复合材料进行循环加工,研究了挤出循环次数对PA66/GF35的流变性能、热性能、玻纤长度和力学性能的影响。结果表明:随挤出循环次数的增加,PA66/GF35复合材料的熔体体积流动速率逐渐增加,表观黏度显著下降;多次挤出加工使PA66基体发生热氧降解,特性黏度逐渐减小,熔点、结晶温度、结晶度略有降低;玻纤断裂,玻纤保留长度变短。PA66/GF35复合材料的力学性能随挤出循环次数的增加逐渐下降,经4次挤出循环后其拉伸强度、弯曲模量和冲击强度分别下降了38.41%、21.73%和67.33%。
Streptomyces sp.Tü 4128中新型抗生素bagremycins抗性基因bagJ的研究
张玉琛, 吴海珍, 鞠诚, 祁双双, 叶江, 张惠展
2017, (2) :184-192. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.006
摘要:
通过框内敲除鉴定了链霉菌Streptomyces sp.Tü 4128中基因bagJ的功能。HPLC结果表明,敲除基因bagJ导致抗生素生产水平大幅降低;回补菌株恢复了抗生素的生产;过表达菌株大幅提高了抗生素的产量,证明基因bagJ在新型抗生素bagremycins的生物合成中必不可少。抑菌圈实验表明基因bagJ敲除菌株较野生菌株对bagremycins更加敏感;BagJ在Streptomyces lividans TK64中异源表达后使该菌株对bagremycins的耐受性增强,证明bagJ是新型抗生素bagremycins的抗性基因。扫描电镜的结果证明了BagJ异源表达后导致Streptomyces TK64的菌丝形态发生了改变。其他抗生素的敏感性实验表明,BagJ可能是一个逆向转运蛋白。
树脂包覆率对微胶囊包覆聚磷酸铵阻燃聚乳酸性能的影响
赵雅文, 陆冲, 程树军
2017, (2) :193-202. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.007
摘要:
通过原位聚合法,以密胺树脂(MF)为壁材,制备了微胶囊包覆聚磷酸铵(MCAPP),然后密炼将MCAPP与聚乳酸(PLA)熔融共混,得到微胶囊包覆聚磷酸铵阻燃聚乳酸,并研究了不同树脂包覆率的MCAPP对共混物形貌结构、加工性能、热性能、力学性能以及阻燃性能的影响。结果表明,在原位聚合过程中,当MF质量分数为17.2%时,MCAPP树脂包覆率可达13.2%,共混物中PLA结晶度提高,降解程度最低,同时阻燃效果最佳,极限氧指数可达39.4%,并且垂直燃烧等级达到UL94 V0级。
复配相转移催化体系催化的芳香化合物卤素交换氟化反应
朱含, 罗晓燕
2017, (2) :203-206. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.008
摘要:
卤素交换氟化反应是制备芳香氟化物的重要方法,在工业生产中得到了广泛的应用。以四苯基溴化膦(x=5%)和18-冠-6/(x=1%)为复配相转移催化剂,成功实现了单卤素或多卤素取代的芳香化合物氟化反应,收率最高可达92%。该方法具有催化剂用量低、底物范围较宽等优点。
以甲酸溶液为介质的磁性介孔硅纳米材料的制备及其吸附性能
付华, 胡静, 章弘扬, 王月荣, 张敏, 胡坪
2017, (2) :207-212. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.009
摘要:
以甲酸溶液为介质,采用溶剂热法、改良的Stober法,用聚乙烯-聚乳酸共聚物做模板剂制备磁性介孔硅纳米材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、综合物性测量系统(PPMS)、比表面积及孔径分布测量仪等分析测试手段对所得磁性介孔硅纳米材料进行表征,并研究了其吸附性能。结果显示,以0.2 mol/L甲酸溶液为介质制备的磁性介孔材料孔径为8.2 nm、比表面积为258 m2/g、孔体积为0.32 cm3/g,饱和磁化强度达53 A·m2/kg。这种磁性介孔硅纳米材料对牛血清蛋白、中性红、亚甲基蓝等物质有良好的吸附能力,其饱和吸附量分别达到53.6、24.1、66.8 mg/g,表明制备的磁性介孔硅纳米材料在复杂环境样品的分离和富集方面具有一定的应用前景。
基于寄生行为的双种群萤火虫算法及其在柴油调合中的应用
孔祥东, 钱锋
2017, (2) :213-219. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.010
摘要:
在实际的化工过程中会遇到许多非线性优化问题。常规群智能优化算法在解决这类问题时,常出现收敛精度差和容易陷入局部最优,本文针对此提出了一种基于寄生行为的双种群萤火虫算法(FAPB)。该算法将进化种群均分为两个种群,通过生物的寄生行为将两个种群联系起来,共享进化信息,提高了全局搜索能力;为防止算法陷入局部最优,引入基于自适应系数的高斯变异机制,提高了局部搜索能力。对4个经典测试函数进行仿真,结果表明:与标准FA算法、FALS算法、LDPSO算法比较,FAPB算法在收敛精度和全局搜索能力上都有较大提升。将该算法应用于柴油调合过程,结果验证了其在实际应用中的可行性。
基于HSMM和K-means的纳米孔多级事件检测
赖永杭, 颜秉勇, 王慧锋
2017, (2) :220-226. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.011
摘要:
提出了一种基于隐半马尔科夫模型(HSMM)和K-means的混合算法,用于对纳米孔数据中出现的多级事件进行分析。通过K-means对检测到的阻断事件进行分析,确定纳米孔信号中的电流幅值水平个数,将其作为HSMM模型的隐状态输入;然后采用HSMM识别多级事件内部的不同水平,确定各水平的幅值和持续时间。最后将算法与Opennanopore软件进行比较,对三级、四级事件进行处理。仿真结果发现:HSMM比Opennanopore软件的准确率高,能够准确对事件进行分级。
基于CBR和SVR的生化需氧量预测模型
严爱军, 倪鹏飞, 于远航, 王普
2017, (2) :227-233. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.012
摘要:
针对污水处理过程生化需氧量(BOD)浓度难以实时监测的问题,建立了一种基于支持向量回归机(SVR)修正方法的案例推理(CBR)预测模型。该模型主要包括案例检索、案例重用、SVR修正、案例存储等4个部分,其中,SVR修正模型是利用历史数据构造修正案例库,并采用SVR训练而获得的,可以对传统CBR求解模型得到的BOD浓度建议值进行修正。实验表明本文模型的拟合误差优于支持向量机(SVM)、BP神经网络、RBF神经网络以及传统CBR方法,说明SVR修正方法的引入可以改善CBR的回归性能,提高CBR的学习能力。
基于BA无标度网络的WSNs拓扑优化模型
路智静, 黄如, 孙俊峰, 张磊
2017, (2) :234-240,291. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.013
摘要:
由于无线传感器能量受限,最大化网络生命周期成为优化网络拓扑首要考虑的问题。基于BA无标度理论,提出了一种WSNs拓扑优化模型(WTOM)。在网络中引入超级节点,结合粒子群算法合理地划分整个网络;在节点间建立多因素为导向的虚拟力场,利用虚拟力调整超级节点的部署位置,实现网络能量的均衡消耗,通过对关键节点的保护,提高网络的抗毁鲁棒性。经理论分析和实验证明,该网络不仅继承了BA无标度网络的特征还具有小世界特性;同时该动态拓扑延长了网络的生命周期,提高了网络面向数据收集的节能性。
基于降噪自动编码器特征学习的音乐自动标注算法
黎鹏, 陈宁
2017, (2) :241-247. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.014
摘要:
目前,音乐自动标注模型大多采用手动设计模式,因而存在最佳特征难以选择的问题。提出了一种基于非监督学习的特征学习算法,该算法能自动学习特征的潜在结构而不需要依赖先验知识。首先,预处理阶段主要提取音乐的音级轮廓频率谱并进行PCA白化降维处理;然后,采用深度学习中的降噪自动编码器算法对降维后的特征进行无监督的学习,并采用最大值池化和取均值来聚合得到新的特征向量;最后,将特征向量和标签送入多层感知机中进行有监督的学习。基于Magnatagatune和GTZAN数据库的实验结果表明,本文算法在一定程度上提高了音乐自动标注的准确率。
基于CNFET的高速低功耗三值灵敏放大器设计
龚道辉, 汪鹏君, 康耀鹏, 张会红
2017, (2) :248-253. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.015
摘要:
通过对碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)和灵敏放大器原理的研究,提出了一种基于CNFET的高速低功耗三值灵敏放大器设计方案。该方案首先剖析三值反相器电路结构,采用交叉耦合反相器作为三值锁存器;其次结合输入输出信号分离方法,提高放大差分信号速度;然后利用使能信号控制电路状态,降低三值灵敏放大器功耗。采用32 nm CNFET标准模型库进行HSPICE仿真,结果表明所设计的电路逻辑功能正确;芯片成品率高达96.48%,具有较强的稳定性,且与利用CMOS设计的二值灵敏放大器相比工作速度提高64%,功耗降低83.4%。
基于虫孔直通交换片上网络的共享优先级机制
吴陶迪, 孙自强
2017, (2) :254-259,285. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.016
摘要:
基于传统虫孔直通交换(Conventional Wormhole Cut-Through Switching,Con-WCTS)的片上网络系统(Network-on-Chip,NoC)无法直接实现基于优先级的仲裁逻辑,不适用于对信息传输实时性要求较高的多核片上系统。引入虚拟通道技术,提出了共享优先级虫孔直通交换(Shared Priority Wormhole Cut-Through Switching,SP-WCTS)的网络结构,并给出了该网络信息最坏传输时间的计算方法。通过实验对比了Con-WCT网络、共享优先级虫孔交换(Shared Priority Wormhole Switching,SP-WS)网络、SP-WCTS网络以及轮询虫孔交换(Round Robin Wormhole Switching,RR-WS)网络的可调度性,并探究了虚拟通道数量和总网络利用率对网络可调度性的影响。实验结果表明:SP-WCTS的可调度性要明显优于另外3种网络;虚拟通道数量和总网络利用率对SP-WS网络可调度性的影响大于共享优先级SP-WCTS网络。
基于局部特征的多模态过程监控方法
许圆圆, 杨健, 谭帅, 侍洪波
2017, (2) :260-265. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.017
摘要:
多模态过程中各个模态均有不同的特征,因此模态数据的局部特征比全局特征更能有效、合理地表征实际化工过程。为利用多模态数据的局部特征,提出了基于数据局部特征的多模型方法(LFMM)用于多模态过程的监控。首先,离线阶段考虑到数据间的时序信息以及数据特征,利用不同时间窗内数据的变异系数(CV)完成多模态数据集的聚类;然后,考虑到不同模态的数据在空间分布上具有不同的疏密性特征,建模阶段利用局部离群因子(LOF)算法计算数据在其模态数据集中的局部密度,监控时将在线数据的局部密度作为统计特征,并构造全局概率指标用于多模态过程监控;最后,通过田纳西伊斯曼(TE)过程验证了本文方法的有效性。
不同出口角度扩压器的内部流动及离心压缩机级性能数值研究
赵志伟, 苏永升
2017, (2) :266-272. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.019
摘要:
以某多级离心压缩机首级为研究对象,运用数值模拟方法研究扩压器出口安装角对压缩机级性能的影响,得出不同出口安装角情况下压缩机单级的性能曲线,并分析扩压器内部流动特点和损失机理,通过压力恢复系数Cp对比不同流量下不同扩压器的扩压效果。结果表明,当扩压器出口安装角增大时,性能曲线向大流量区移动,最高效率和压比先升高后降低;不同出口角度下叶片扩压器的扩压效果由不同工况下的流动特性决定;在大流量下,不同出口角度下扩压器叶背形成分离区且旋涡位置不同;在小流量下,具有较大出口安装角的扩压器叶腹率先出现分离区。
乙氧基化反应喷嘴雾化和反应性能
石仲璟, 王学生, 陈琴珠
2017, (2) :273-279. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.019
摘要:
外循环喷雾式反应器是目前国际最先进的乙氧基化反应器之一,其中乙氧基化反应喷嘴是核心设备,且对生产效率和产品质量起到决定性影响。建立了喷嘴的雾化性能试验台,它由喷雾系统、激光测量系统、高速摄像系统和流量分布测试系统4部分组成。对喷嘴的流量系数、流量分布、索特尔平均粒径、粒径分布和反应性能进行了试验研究,分别得到了它们随压降的变化关系;计算得到了粒径分布的概率密度函数,并与5种经验分布进行对比,发现Log-hyperbolic分布适用于乙氧基化反应喷嘴;分析讨论了喷嘴的周向不均匀度,以及径向流量分布可归纳为单峰、双峰和三峰3种形态。在上海某石化公司的乙氧基化反应器中测试喷嘴的反应性能,结果表明:索特尔平均粒径影响环氧乙烷的加成数和反应速率;粒径分布的宽度影响产品相对分子质量的分布宽度。
自吸泵自吸过程气液两相流数值模拟分析
刘洪生, 苏永升
2017, (2) :280-285. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.020
摘要:
自吸泵的自吸过程是一个很复杂的气液两相混合流动与分离过程。本文利用非稳态数值模拟方法模拟自吸泵自吸过程,初始条件为进水管及出水管含有部分空气,然后估算自吸时间。模拟结果表明:泵吸气和排气主要集中在自吸初期,期间叶轮入口和泵出口气含率最高分别可达62.4%和45.3%;叶轮入口气含率变化较泵出口气含率变化剧烈;此外,叶轮与导叶间隙对自吸性能有影响,间隙与自吸时间呈负相关变化,说明较大的间隙有利于泵的自吸。
基于肌音信号短时傅里叶变换的桡侧腕屈肌疲劳程度研究
章悦, 夏春明, 钟豪, 顾晓琳
2017, (2) :286-291. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.021
摘要:
肌肉疲劳是由运动引起的肌肉最大随意收缩力减小的现象,其研究可应用于生理医学的职业病预防或体育工程的运动员训练等方面。本文采用短时傅里叶变换对肌音信号进行处理,提取频域特征平均功率频率(Mean Power Frequency,MPF)和中值频率(Median Frequency,MDF),研究其与肌肉疲劳程度之间的关系。9名健康的男性志愿者参与了本次试验,采用等值于60%最大随意收缩力(MVC)的力产生恒力肌肉疲劳,同步记录每一位受试者桡侧腕屈肌的肌音信号,对提取的频域参数进行分析。将持续30 s的肌肉疲劳过程分为6个时间阶段(每个阶段为5 s),并对每个时间阶段内的MPF和MDF计算均值。结果表明,随着肌肉疲劳程度加深,肌音信号的MPF和MDF在每个时间阶段内的均值均呈现近似线性下降的趋势。在30 s肌肉疲劳过程中,从第1阶段(1~5 s)到第6阶段(26~30 s),MPF均值下降了15.8%,MDF均值下降了26.1%。基于短时傅里叶变换提取的MPF和MDF指标能良好地反映疲劳敏感性和稳定性,在评定肌肉静态疲劳方面是较好的参考指标。本文采用的方法和得到的结果为后期更深入地使用肌音信号对肌肉疲劳程度进行量化研究提供了依据。
单电源液压伺服放大器的研制
徐明天, 曹恒, 江金林, 朱钧
2017, (2) :292-296. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.02.022
摘要:
研制了一种驱动直动式电液阀的单电源伺服放大器,该放大器具有限幅、调零、增益可调功能,同时具有可以实时监控阀芯位置的特点;根据技术指标设计了伺服放大电路,并采用Multisim软件对电路模型进行了仿真分析;制成印刷电路板,对其性能进行了测试,并与仿真结果作对比。结果表明:研制的放大器输出电流线性度好,有效幅值可调范围宽,满足技术要求。