基于改进教与学优化算法的废旧智能手机拆解深度优化研究

针对现有拆解深度决策方法无法客观准确地得到废旧智能手机最优拆解深度的问题,提出了一种基于改进教与学优化(Teaching-Learning-Based Optimization,TLBO)算法的废旧智能手机拆解深度优化方法。构建了拆解利润模型、拆解时间模型和拆解能耗模型并确立拆解深度优化目标,利用改进教与学优化算法求解得到一组最优的拆解深度解集。以小米5手机的拆解过程研究为例,验证了提出的拆解深度优化方法的有效性;结果表明提出的拆解深度优化方法的最优解搜寻能力和收敛速度均得到增强。

废弃一次性医用外科口罩热解动力学分析

为了研究一次性医用外科口罩的动力学特性,在非等温条件下,对口罩的各个组分及混合组分进行热重分析法(TGA)实验,实验结果表明,除了耳绳以外,其余部分裂解特性基本相似。利用无模型法F-W-O法、K-A-S法和Starink法得到的一次性医用外科口罩的平均活化能分别为214.4、213.5和213.1 kJ/mol,利用模型拟合法得到的活化能为216 kJ/mol,与聚丙烯的活化能值相差约5%。在升温速率为40 K/min的条件下,采用无模型法得到的活化能和模型拟合法的结果作为依据,推断出一次性医用外科口罩的热解机理属于随机成核随后生长模型,并构建补偿效应方程验证动力学参数的准确性,为废弃口罩裂解工艺设计和循环再利用提供了理论基础。

基于多种群遗传算法的废旧手机拆卸序列规划

为解决废旧智能手机对环境的污染问题,高效率求解废旧智能手机完全拆卸序列最优方案,文章针对废旧手机完全拆卸提出一种多种群遗传算法。根据废旧智能手机的连接特点,建立废旧智能手机拆卸混合图模型,并利用该模型描述约束关系,同时考虑紧固件的连接关系;提出一种拆卸可行性评估方法,建立拆卸时间、拆卸利润、拆卸能耗等多目标优化数学模型,并利用多种群遗传算法进行优化分析;以“小米5”手机为例验证提出算法的可行性,并分析多目标不同权重系数对生成结果的影响。结果表明:与人工经验拆卸相比,优化后拆卸手机成本利润提高0.3035元/台,拆卸时间缩短30 s/台,拆卸人工能耗减少0.272 J;多种群比单种群收敛速度更快;相较于并行拆解,废旧智能手机等小型精密电子产品更适合于串行序列拆解。

基于近红外光谱的塑料分选技术预处理方法的优化

为进行不同塑料种类的识别,采集了尼龙(PA)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)4类塑料的近红外光谱数据,并针对光谱数据采集时存在的噪声、基线和光程问题,基于3点Savitzky-Golay卷积平滑(S-G)、一阶导数(FD)、二阶导数(SD)、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)进行了预处理组合优化研究,以竞争性自适应重加权算法(CARS)进行特征波长提取,并运用支持向量机算法(SVM)建立模型。结果显示:所有预处理方法中,预处理组合S-G+FD+SNV获得的结果最优,S-G+FD+SNV+SVM模型的平均准确率高达96.67%,其训练集和验证集的平均准确率均为100%。上述预处理组合优化方法可为4类常见塑料的鉴别研究提供参考。

1400F轧机工作辊与冷却液之间的换热特性

在分析轧制过程中热量转移的基础上 ,应用ANSYS有限元软件分析了 14 0 0F铝带轧机工作辊与冷却液之间的换热特性 ,得到了工作辊表面与冷却液之间的对流换热系数 ,以及对流换热中的冷却液喷射速度和温度的影响。模拟结果表明 ,对流换热系数值和热流密度值均随工作辊表面温度降低而减小 ,冷却液喷射速度的增大和温度的降低都会导致对流换热系数的增大。仿真结果得到了实验的验证 。

印刷线路板的超临界流体分离实验

目前印刷线路板(Printed Circuit Board,PCB)的资源化循环利用方法存在材料回收率低和环境污染的不足,采用一种新的超临界流体技术对PCB中的金属及其它成分进行分离处理,在采用丙酮、CO2及Lewis-酸的混合介质及优化的温度和压力反应条件下,获得了90%的金属回收率,高于目前的机械破碎分选实验结果.该方法为线路板的资源化循环再利用提供了一个新的有效选择.

废旧显示器的环保处理技术

分析电视机、计算机CRT显示器对环境的危害及处理现状,讨论加热丝法、热变形法、熔融法、激光处理法、金刚石切割等物理分离CRT显示器方法,以及热酸喷射和热酸浴的化学分离方法。结合中国的具体情况分析处理后的材料再利用状况,指出了CRT显示器处理在发达国家和发展中国家不同的技术发展趋势。

绿色包装及其设计

绿色包装是包装业适应环境保护发展的必然趋势。本文论述了绿色包装方面的国际法规及设计原则,这些原则包括选择合理的包装结构设计和形式,减少不必要的包装材料,避免包装物的随意丢弃,标识出材料的种类及回收标志,考虑材料的重新利用和再循环利用。

家电中的六种有害成分及其替代

国内外对家电产品中使用的一些有害物质提出了更高的要求，欧盟RoHS指令规定在2006年7月1日后生产的家电中不得含有六种有害物质，即铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚和聚溴联苯。论述了欧盟RoHS指令中限制使用的六种有害物质对环境和人体健康的危害、在家电中的存在形式及对这些有害物质的初步替代方案。

便携式金属磨粒分析仪的研制

在对直读式铁谱仪进行改进的基础上，研制了一种新型便携式金属磨粒分析仪。介绍了磨粒分析仪监测原理及各部分的结构，并利用该仪器探讨了铁磁性颗粒和弱磁性颗粒在沉积管内的沉积规律。结果表明，金属磨粒分析仪能同时监测这两类性质不同的颗粒。文中还提出了一种新的可用于监测弱磁性颗粒的定量指标，并重新定义总磨损量参数。

铝箔轧机中生成热分配的实验及分析

系统分析了铝箔轧机轧制过程中热量转移及热量平衡的过程,提出了一种热量转移的观点。实际测量了三种不同喷嘴开放状态下分段冷却的轧件表面温度,采用理论分析与实验相结合的方法,求出了对应工况下轧件和工作辊所吸收热量的热功率,得到了生成热在轧件与轧辊间的分配系数,轧件分配系数大致为0.11～0.33,轧辊分配系数为0.67～0.89。随冷却能力的增强,轧辊分配系数增大,轧件分配系数减少。

废旧橡胶裂解机理的研究

通过对天然橡胶(NR)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、溴化丁基橡胶(BIIR)及NR/BR/SBR/BIIR并用胶进行热重-微分热重分析和热重-差示扫描量热分析,探讨废旧橡胶的裂解机理。结果表明:NR和BIIR裂解反应过程相似,均只有1个明显的质量损失过程,1个质量损失速率峰值;BR与SBR裂解反应过程相似,均分为2个阶段,第1阶段质量损失较小,第2阶段质量损失比第1阶段明显增大;NR/BR/SBR/BIIR并用胶的裂解反应过程与BR相似,裂解反应特征温度相近。

一种新的磨损颗粒定量分析指标

通过改进传统的直读式铁谱仪研制了一种新型的金属磨粒分析仪，利用该仪器考察了不同条件下的铁磁性颗粒油液、弱磁性颗粒油液及其颗粒混合液在沉积管内的沉积特性，并重新定义了磨损颗粒定量分析指标——总磨损量指标Ｑａ。

废旧橡胶裂解物料运动和传热的模拟研究

分析裂解回转炉结构并建立废旧橡胶裂解物料颗粒(橡胶物料)运动的数学物理模型,得到回转炉体螺旋角、长度和转速对橡胶物料停留时间的影响公式及橡胶物料在回转炉中充分停留情况下处于滚落运动模式时炉体的理论转速范围;通过颗粒力学仿真软件(EDEM软件)对橡胶物料在回转炉中的运动进行模拟,得到橡胶物料混合程度最佳的炉体转速;对比加入循环介质二氧化锆小球前后的橡胶物料运动状态,分析二氧化锆小球对橡胶物料运动和传热的影响;通过橡胶物料在300℃时的传热情况推断出废旧轮胎裂解过程中回转炉内顺丁橡胶的传热效果较好,其次是溴化丁基橡胶,天然橡胶和丁苯橡胶较差。

线路板电子元器件热拆解装备的结构参数优化设计

废弃线路板元器件的资源化处理过程中,以空气作为加热介质,采用数值模拟的方式,对加热孔的直径和角度,以及线路板与加热孔之间的距离,两相邻加热孔之间的间距进行了优化。正交模拟实验结果表明,加热孔的入口高度为6mm,入口上底直径为16mm,入口α角为20°的条件下,可得到最优的加热效果,两相邻加热孔之间的中心间距为50~56mm的条件下,温度分布较合理。这些优化的参数可较好地满足元器件插脚的熔化温度,又不至于造成能源的浪费,这对于该领域技术装备的绿色制造起到了积极的推动作用。

直读铁谱仪读数误差的分析

本文分析了铁谱仪的几种读数误差,通过作者开展的一些实验,观察到了铁谱仪中的光电传感器由于其始点电压值不同而引起的系统误差,并提出了对应的解决方法。

1400F轧机工作辊与冷却液之间换热特性的最优值

为了提高分段冷却在板形控制中的作用,对1400F铝带箔轧机工作辊与冷却液之间对流换热特性进行了模拟研究,采用正交实验方法获得了一组最优的冷却参数,并进行了模拟验证.结果表明,影响冷却效率重要性的因素依次是冷却液粘度、喷射速度、冷却液温度和喷射角度.

家电产品的绿色设计

国内外对绿色家电产品及其设计已经提出了更高的要求,论述了家电产品的绿色设计原则,以及环保材料的选择、产品的可回收设计、易拆卸设计、产品的生命周期评价等绿色设计技术。总结了国内外企业取得的进步,指出了绿色家电产品是发展方向。

外卖塑料包装热解动力学研究——基于无模型和模型拟合法

在非等温条件下对外卖包装中的塑料组分进行热重实验,结果显示单组分聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚苯乙烯(PS)及其混合物(PP/HDPE/PS)的热解过程一步完成.针对混合塑料的复杂热解反应过程,提出了一种无模型方法和模型拟合法结合逐步获得完整动力学参数的方法,使结果更具可信度.采用无模型方法(K-A-S、F-W-O和Starink)研究了单组分及其混合物热解过程的动力学参数,得到PP、HDPE、PS和PP/HDPE/PS热解过程的平均活化能(E)分别为224.7,238.5,194.1和179.3kJ/mol.在升温速率为20K/min条件下,以无模型方法得到的活化能和模型拟合法(Malek和C-R)结果作为逻辑判定依据,总结了单组分及其混合物的热解机理均属于随机成核随后生长.分析了动力学参数间存在的补偿效应,并构建了补偿效应方程.本论文的研究可为外卖塑料垃圾热解工艺参数的优化和热解反应器的设计提供有力的支撑.

铝合金变形抗力的实验研究

采用恒应变速率凸轮式形变压缩试验机试验了 4种铝合金材料的变形抗力 ,分析了应变率和应变速率对变形抗力的影响 ,结果表明随着应变的增加 ,变形抗力以近似幂函数关系增加 ,在此基础上建立了简单、适用的变形抗力计算模型。