稻壳与煤混合燃烧特性试验

采用非等温热重法对稻壳、煤及其混合燃料进行燃烧试验,使用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)2种方法分析了样品的燃烧反应动力学参数,分析了掺混比、升温速率对燃烧特性参数的影响,探讨了燃烧过程中混合燃料成分间的协同效应。结果表明:混合燃料的点火温度与纯煤相比有明显降低,燃烧特性有明显改善,随着稻壳掺混比由10%升至70%,燃尽温度从730℃降低至650℃,燃尽程度也逐渐变大,失质量从86.1%增至91.5%,综合燃烧特性指数从2.153×10-8增加到1.183×10-7;随着升温速率的增加,混合燃料的燃尽温度和综合燃烧指数均会增大,但点火温度和燃尽程度几乎不变;稻壳与煤混合燃烧时组分间会发生协同作用,且随着稻壳掺混比的增加,协同效应参数逐渐增大,协同效应越来越明显;FWO和KAS法得到的煤的活化能分别为37.66和31.00 kJ/mol,稻壳的活化能分别为20.96和16.30 kJ/mol;混合燃烧过程中,活化能随着温度和转化比而改变,随着稻壳掺混比的增加呈现出先增大后减小的趋势。

文化认同视域下武术铸牢中华民族共同体意识的逻辑论证与实现路径

近年来,“铸牢中华民族共同体意识”被反复提及,而根据习近平总书记对其与“文化认同”的讲话内容,文化认同被认为是铸牢中华民族共同体意识的重要环节。研究从文化认同角度出发,以武术对铸牢中华民族共同体意识有积极作用为假设,对假设作出逻辑论证。研究认为:武术作为身体文化之源先行于其他文化,是中华民族文化认同的首要环节,也是凝聚民族共同体意识的关键步骤。根据“人与自然”“人与人”“人与自身”3个维度的逻辑论证,得出武术是中华民族“天人合一”自然观的身体表达、“止戈为武”战争观的技术载体、“仁义兼济”道德观的思想延伸的结论,可证得武术于中华民族共同体意识具有重大意义。武术铸牢中华民族共同体意识实现路径有二,其一在于武术文化塑造“不卑不亢”的民族形象,其二在于武术文化讲好“万众一心”的民族故事。

U型平板微热管LED散热器散热性能分析

针对目前LED表面发热量较大,局部温度过高,而导致其使用寿命减少的问题,该研究以平板微热管为核心传热元件,与锯齿形翅片结合,设计了一种U型平板微热管散热器。采用试验和仿真模拟相结合的方法,对不同风速、翅片结构、翅高及翅间距等关键影响因素进行分析。结果表明:通过对比分析U型平板微热管在两种室外工况下各测点试验值和模拟值,散热稳定后温度的最大误差分别为4.2%和6.7%,验证了模型的可靠性。风速分别为0.5和3.0 m/s时,锯齿型翅片都具有良好的散热性能。当风速为3.0 m/s时,锯齿型翅片、W型翅片、直翅片散热器稳定后热源温度分别为34.3、35.5和39.1℃。为找到最佳工况和结构,进行了正交分析,当室外风速为3.5 m/s,锯齿型翅片翅高为12 mm,翅间距为8 mm时,U型热管具有较佳的散热性能。研究结果可为LED散热系统的设计提供数据参考和设计思路,拓宽LED光源的应用范围。

温度梯度对生物质气流床气化产物的影响

气化温度是影响生物质气化性能的重要参数,而工业气化炉内温度分布不均匀,阻碍了生物质高效气化的发展进程。为了预防或减少温度分布不均所造成的不良影响,提高生物质气化性能,通过实验方法研究了炉内温度梯度(axial temperature gradient,ATG)对生物质气化三相产物的影响。实验设定落下床的上段炉温为1300℃不变,下段炉温范围为900℃~1300℃以模拟工业气化炉火焰区存在的轴向温度梯度,以碳转化率和冷煤气效率为评价指标,对松木屑的气化特性进行了实验分析。结果表明:在ATG为100℃~300℃范围内,合成气中有效气体(CO+H_(2))产率、碳转化率和冷煤气效率随着ATG的增大而逐渐减小。半焦产率均低于0.2%,表明松木屑在上段炉(450 mm)1300℃高温区域内几乎实现了半焦的完全气化。碳烟为生物质高温气流床气化的主要含碳固体产物,其产率为半焦产率的3~6倍,且难以被完全清除。当上下两段的ATG高于300℃时,气相均相重整和气-固非均相反应在下段低温区几乎停滞,产物产率、碳转化率和冷煤气效率几乎保持不变,同时有少量焦油生成,占比约0.01%。

基于计算流体力学方法的乒乓球轨迹仿真

采用计算流体力学(CFD)方法获取乒乓球在不同运动状态下的流场及轨迹,与运动学求解方法进行比较验证CFD方法的优越性。结果显示:基于CFD方法的计算结果比运动学求解方法更符合实际;旋转方向对乒乓球轨迹有很大影响,上旋球轨迹偏低,下旋球轨迹偏高,侧旋球轨迹向左向偏转;旋转速度对乒乓球轨迹也有很大影响,上旋球乒乓球旋转速度越大其落点距离越近;乒乓球的旋转运动将导致更为复杂的流场状态。

不同变桨控制对海上风力机漂浮稳定性影响研究

海上风力机叶片变桨将会影响支撑平台的动态响应特性即海上风力机的漂浮稳定性,而海上风力机的漂浮稳定性是影响其有效利用深海区域风能的重要因素。因此,在开源软件FAST与Matlab/Simulink联合仿真平台上,建立干扰自适应控制(DAC),并与FAST原有控制策略对比分析,研究不同控制策略对海上风力机漂浮稳定性的影响。结果表明:较之FAST控制策略,在DAC作用下海上风力机风轮转速及输出功率波动更小,但海上风力机平台动态响应较大;不同控制策略对于海上风力机漂浮稳定性的影响主要集中在纵摇及纵荡;在海上风力机的变桨控制策略设计时应该首先避免纵摇方向的固有频率以提高海上风力机漂浮稳定性。研究结果以期为设计更适合海上风力机的变桨控制器提供理论基础与现实途径。

采用格子Boltzmann方法研究不同环境温度对乒乓球运动轨迹影响

在乒乓球轨迹仿真研究中,多数不考虑空气对乒乓球作用以及旋转速度的变化对乒乓球轨迹的影响。根据专业人员的带队经验、自身经验以及球员对环境变化的反应,乒乓球运动不仅要考虑旋转速度对乒乓球影响,且需要考虑不同环境条件对乒乓球的影响以及存在多大的影响。环境温度是影响空气粘性的重要参数,进而对运动的球体升阻力、运动速度以及旋转速度产生影响,使之飞行轨迹发生变化。采用基于格子Boltzmann方法的无网格算法研究连续3届奥运会乒乓球比赛期间环境平均温度对乒乓球运动轨迹的影响,获取乒乓球运动轨迹、速度及旋转速度随时间的变化规律曲线,并通过对乒乓球运动过程中速度场的变化探究其流动机理。结果表明:乒乓球运动速度与旋转速度受空气阻力作用发生较大变化;乒乓球旋转作用导致乒乓球尾流上侧的速度大于其下侧速度;温度上升5℃乒乓球落点位移增加50%的乒乓球半径,时间上远小于人体反应时间,并且碰撞后反弹角度分别为:25°、27°以及26.8°,温度越高该角度越小。因此,乒乓球员训练时应结合环境温度的变化,可以增强球员对环境变化的适应性。从而在对于环境温度发生变化时,球员对于乒乓球的接球位置、时间、角度以及力度可作出适应性的变化进而发挥其正常水平。

垂荡板对浮式风力机平台动态响应的影响

建立了基于Classic Spar和Cell Spar平台的浮式风力机整机模型,研究2种平台在风波流载荷下的动态响应特性,以及垂荡板及其参数对Cell Spar平台动态响应的影响。结果表明:与Classic Spar平台相比,Cell Spar平台各自由度频域幅值响应算子均显著减小,且峰值对应的频率增大;在相同的当量直径下,附加圆形垂荡板时Cell Spar平台各自由度动态响应最小;随着垂荡板厚度的增大,Cell Spar平台各自由度动态响应均先减小后逐渐平稳;随着垂荡板数目的增加,Cell Spar平台纵荡和纵摇响应逐渐增大,垂荡响应逐渐减小;改变垂荡板透空率对Cell Spar平台纵荡无明显影响,但对垂荡及纵摇影响极大。

基于SUR1基因探讨川芎嗪治疗创伤性脑损伤的机制

目的探讨川芎嗪治疗创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)的作用机制,为临床开发安全有效的TBI治疗药物奠定基础。方法SPF级ICR雄性小鼠50只随机分为假手术组、模型组和川芎嗪低(15 mg/kg)、中(30 mg/kg)、高(60 mg/kg)剂量组,每组10只。采用Feeney自由落体撞击法制作TBI小鼠模型,假手术组开颅窗后不给予颅脑撞击。损伤2 h给药组小鼠腹腔注射相应剂量的川芎嗪,每天1次,而假手术组和模型组小鼠给予等量生理盐水,连续给药7 d。于建模损伤后1,3,7 d进行神经功能缺损评分(mNSS),并检测脑组织含水量和炎症因子水平,同时采用Western blot方法检测脑磺酰脲受体1(SUR1)、M4型瞬时受体电位通道(TRPM4)、水通道蛋白4(AQP4)、丝裂原激活的蛋白激酶p38(p38 MAPK)等相关因子的蛋白及磷酸化蛋白水平。结果与模型组相比,川芎嗪低、中、高剂量组小鼠第7天mNSS评分和脑组织含水量降低(P<0.05-0.001),中、高剂量组脑组织炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的含量明显降低(P<0.05或P<0.01)。与模型组相比,川芎嗪组中、高剂量组小鼠脑组织SUR1、TRPM4、AQP4和p-p38蛋白表达水平下降(P<0.05或P<0.01)。结论川芎嗪可能通过调控SUR1,从而调控其下游靶蛋白TRPM4、AQP4和p38,进而改善TBI。

干成剂对污泥对流干燥特性的影响

在热风温度为50-80℃,风速为0.96 m/s的条件下,利用对流干燥试验台对直径为8 mm的圆条状污泥进行了干燥试验,分析了干成剂对污泥干燥特性的影响。发现原污泥的干燥特性与普通物料有较大的差别,只存在预热阶段和减速干燥阶段,50℃时的干燥时间几乎是80℃时干燥时间的2倍。向污泥中加入干成剂后,污泥的干燥速率大大提高;但存在一个最佳的干成剂掺量比使污泥具有最大的干燥速率。污泥干燥进行到某一阶段后再进行添加干成剂才能有效缩短干燥时间,存在一个最佳的干成剂添加时间。

海上浮式风力机变桨距控制研究

借鉴陆上风力机基于状态空间法的干扰自适应控制,在状态空间中考虑海上浮式风力机支撑平台运动自由度,采用状态观测器评估系统各状态量,研究不同干扰自适应变桨距控制对海上浮式风力机控制性能的影响,并与FAST基础控制对比分析。结果表明:海上浮式风力机变桨距控制设计应基于状态空间法的干扰自适应控制,同时在状态空间中应考虑平台纵荡、纵摇及艏摇自由度。

风载荷对单柱式海上风力机船舶碰撞影响研究

随着海上风能的开发与利用,船舶与海上风力机的碰撞风险正逐渐上升。为此采用非线性有限元软件LS-DYNA模拟速度为2m/s质量为5000 t的船舶与3 MN单柱式海上风力机碰撞过程,研究有、无风载荷及风载荷作用方向对风力机结构动力响应影响,对比分析了碰撞力、塔顶位移、塔顶加速度以及撞击处塔架等效塑性应变。其结果表明:风载荷对风力机船舶碰撞动力响应影响很大,碰撞力相对差异约为1%,塔顶位移相对差异约为10.9%,塔顶加速度相对差异约为17.5%,撞击处等效塑性应变相对差异约为3.05%;海上风力机船舶碰撞动力响应在不同风载荷作用方向上有着很大的差异,不同风载荷作用方向上最大与最小的碰撞力、塔顶位移、塔顶加速度以及撞击处等效塑性应变相对差异分别为28.5%、57%、62.5%以及9.5%;塔架纵向摆动随着风载荷的作用方向产生很大变化,最大值为0.505 m,最小值为0.0393 m。研究结果可为海上风力机抗碰撞防护性能研究及设计提供理论参考。

能源与动力工程专业核心课程体系建设的研究

能源与动力工程致力于研究传统能源的利用和新能源的开发,以及如何更高效地利用能源。本文针对能源动力行业的发展和人才需求,结合三峡大学能源与动力工程专业的专业现状和学科发展规划,对本专业核心课程体系的建设进行了探讨,改革了教学内容,创新了教学方法,加强了实践环节,以期提高人才培养质量。

不同比赛气候条件对乒乓球飞行轨迹影响研究

本文根据空气动力学原理,考虑乒乓球在旋转飞行过程中的浮力、重力、阻力和Magnus力,建立乒乓球飞行的动力学方程,数值求解得到乒乓球三维空间的飞行轨迹,对比分析了温度和空气对飞行轨迹的影响。结果表明,乒乓球飞行时保持转速不变情况下,随温度的升高和空气湿度增大,其飞行轨迹和高度都有增加。

基于遗传算法的定速定桨距HATT叶片优化设计

叶片外形是定桨距水平轴洋流机能量利用率的主要影响因素。为优化其叶片外形,基于叶素动量理论计算叶片功率特性,同时考虑叶片抗汽蚀水平,通过Bezier曲线表示叶片各径向位置截面的弦长和扭角,以低流速下利用率最高为设计目标,通过遗传算法进行优化,并与Wilson设计方法比较,结果表明:优化设计叶片在叶根部分扭角更小,整体弦长平均减小了27%;低流速区域的能量利用率平均提高6.8%,全工况最大能量利用率提高3.36%,达到了优化设计目的。

遗传算法在水平轴洋流机叶片优化设计中的应用

水平轴洋流机是捕获洋流能的主要设备,其叶片外形直接影响捕能效率。通过Bezier参数化曲线描述定速定桨距洋流机的叶片弦长和扭角分布规律,采用叶素-动量理论计算其水动特性。以额定流速下能量利用系数系数最大为目标,基于遗传算法建立了叶片外形优化模型。同时,为了避免因汽蚀导致功率输出不稳定的现象,在优化过程中以汽蚀作为约束条件,与经典设计方法Wilson理论设计叶片进行了比较。结果表明:优化叶片在叶根处的扭角更小,具有更佳的抗扭性能;叶根和叶尖处弦长均更小,节省了材料;在设计流速范围内,优化叶片在低流速下效率更高,平均提高了4.6%,具有更好的启动性能。

污泥和煤混烧过程中含氧官能团的变化规律

采用X射线光电子能谱研究一种干燥后的市政污泥和一种烟煤在不同质量分数下组成混合物燃烧过程中含氧官能团的演化规律。分别取污泥质量分数为0、10%、20%、30%和100%配制成5组样品,在管式炉反应器中分别得到各样品在0、30%、50%、70%和100%燃尽率下的焦样。运用X射线光电子能谱对焦样中含氧官能团的分析发现:随着燃烧的进行,烟煤中无机氧的含量上升,羟基的含量减少,羰基含量呈波动状,羧基的含量先增加后减少。市政污泥中的含氧官能团形态与煤相同,其演化规律与煤相近。煤和污泥中的含氧官能团在混烧过程中均保持了各自的独立性,未发生明显的相互作用。

基于DTA方法的污泥与煤混合物燃烧反应动力学

选取污泥与煤的混合物在6个质量分数水平下进行了差热分析,运用Achar-Brindley-Sharp-Wend-worth法得到了反应动力学参数.表明反应过程由类挥发分物质的燃烧和类固定碳物质的燃烧两个阶段组成,混合物的燃烧特性与煤和污泥的特性有关,其反应特性是煤和污泥共同作用的结果.混合物的差热曲线可由煤和污泥单独的曲线与污泥质量分数加权计算得到,煤和污泥混合物燃烧反应过程中各自保持独立性.

基于多岛遗传算法的漂浮式风力机TMD参数优化

以ITI Barge型漂浮式风力机平台为研究对象,对风力机机舱配置的调谐质量阻尼器(TMD)各参数采用全局多目标优化算法-多岛遗传算法进行优化设计。按最优解重新设置TMD参数,并与漂浮式风力机无控制及传统参数TMD控制的效果进行了对比分析。结果表明:漂浮式风力机塔顶左右位移及平台横摇随TMD质量增加均呈现出先减小后增大的趋势,阻尼变化对其具有一定影响,刚度变化对其影响较小;优化后TMD漂浮式风力机横摇标准差分别是无控制和传统TMD控制的37%和63%,塔顶左右位移标准差也减小,分别是无控制和传统TMD控制的42%和67%。

船舶碰撞位置对单桩柱式海上风力机结构抗撞性能的影响研究

随着潮汐涨落、船舶型深及吃水深浅的变化,必然导致船舶与海上风力机碰撞位置的变化。为研究碰撞位置对海上风力机结构抗撞性能的影响,建立基于国内某单桩柱式3 MW风力机整机模型,采用显式动力学理论并结合非线性有限元方法,模拟5 000 t级船舶以不同速度撞击海上风力机不同位置的动力响应过程,通过支撑结构的应力及撞深、塔顶响应分析风力机结构的抗撞性能。结果表明:随着碰撞位置越高,接触时间越长,最大接触力也越大;碰撞点较低的支撑结构变形能和撞击深度大于碰撞点较高的位置;船舶速度为1 m/s时,碰撞位置越高塔顶风力机位移和加速度响应越大,当速度为4 m/s时,塔顶风力机响应幅值随着碰撞位置的上升而减小。