溶液中六溴环十二烷的光解动力学研究

该研究开展了工业级六溴环十二烷(HBCD)在6种溶剂体系(乙腈、甲醇、水或其混合溶液)中的光降解,以紫外灯为光源(光强0.8 mW/cm^(2)),照射1 h后,溶液中的HBCD都发生了显著的降解,其中T31(甲醇∶乙腈=3∶7)溶液中,HBCD降解最快。T51(甲醇∶水=7∶3)降解了66%,其他5个体系中降解率达到80%以上。线性拟合后,6种溶剂体系样品浓度和反应时间的相关性R^(2)均>0.9,表明HBCD的光降解为一级动力学过程。随着溶剂体系中乙腈含量的减少,HBCD光降解的半衰期从15 min延长到38 min。而在同样的溶液体系中,以太阳光作为光源,模拟自然环境中的光降解,HBCD降解均不明显。实验所使用的光源和太阳光能量分布差别较大,造成实验模拟和实际情况的差异。HBCD在自然界的光降解可能不占其降解转化过程的主导地位。

基于PINNs的单旋翼植保无人机下洗流场预测模型

植保无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)进行喷施作业时,旋翼高速旋转所产生的下洗流场是影响雾滴飘移的重要因素。为了快速准确地预测单旋翼植保无人机下洗流场的速度等流场参数,提升无人机精准施药效果,该研究基于物理信息神经网络(physics-informed neural networks,PINNs)构建了单旋翼植保无人机下洗流场的预测模型。在全连接神经网络结构的基础上,嵌入纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程作为物理学损失项来参与训练,减轻网络模型对数据依赖性的同时增强了模型的可解释性。通过最小化损失函数,使得该模型学习到流场中流体的运动规律,得到时空坐标与速度信息等物理量之间的映射关系,从而实现对单旋翼无人机下洗流场的速度等参数的快速预测。最后通过风洞试验验证该预测模型的可行性和准确性。结果表明:没有侧风的情况下,预测模型在旋翼下方0.3、0.7、1.1以及1.5 m共4个不同高度处各向速度的预测值和试验值的误差均小于0.6 m/s,具有较小的差异性;不同侧风风速情况下,水平和竖直方向速度的预测值与试验值的总体拟合优度R2分别为0.941和0.936,表明所提出的模型在单旋翼植保无人机下洗流场预测方面具有良好的应用效果,能够快速准确地预测下洗流场的速度信息。研究结果可为进一步研究旋翼风场对雾滴沉积分布特性的影响机理提供数据支撑。

农用无人机超低容量旋流喷嘴的雾化特性分析与试验

针对农用植保无人机超低容量喷施作业时,使用液力喷嘴产生的雾滴粒径较大,离心喷嘴结构复杂、价格较高等不足,基于旋流雾化的原理并采用模块化方法,提出了一种超低容量旋流喷嘴结构。通过对旋流喷嘴内流场的流体动力学行为和雾化特性进行数值分析与试验,明确了流体的物理特性和旋流喷嘴的结构参数等对雾化性能的影响规律。研究结果表明,液膜表面的正弦波失稳是导致锥形液膜碎化为雾滴的主要原因,在旋流喷嘴的结构参数中,喷嘴出口直径是喷嘴雾化性能的主要影响因素。当喷嘴出口直径从1增大至1.5 mm,喷雾流量平均增大了46.23%,喷雾角平均增大了29.77%,产生雾滴的索特平均直径平均增大了15%。此外,喷雾流量还与旋流槽数量成比例,旋流槽的螺旋角主要影响喷雾角。喷嘴入口处的流体相对压强则对喷雾角及雾滴粒径有较大的影响,其中喷雾角随着相对压强的增大而增大,而雾滴的索特平均直径随压强的增大呈非线性递减,当流体的相对压强从70增大至160 k Pa时,系列化旋流喷嘴的索特平均直径降低了约25%~35%。此外对于旋流喷嘴而言,流体黏度的增大会导致喷雾角的减小,但适当增加流体的黏度（不超过纯水黏度的200%）可显著降低雾滴的平均粒径,提高喷嘴的雾化质量。该研究可为农用无人机超低容量变量喷洒系统的研发提供参考。

菲在TiO_2催化下的光降解研究

以汞灯为光源 ,TiO2 为催化剂 ,对菲的光催化降解途径进行了研究 .将水溶性极小的菲预先吸附到TiO2 上之后 ,菲可以在紫外线的照射下发生快速、完全的矿化 .通过GC MS手段检测到一些中间产物 ,给出了菲光催化降解的详细途径 .另外 ,研究了菲在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (HTAB)的助溶下TiO2 催化的光降解过程 ,探讨了表面活性剂的浓度和溶液 pH值对反应速率的影响 .

基于压电效应的振动能量回收装置的研究进展

近十年来,随着无线技术及微机电系统的快速发展,能量回收领域的研究得到了极大重视,压电材料因具有压电效应及逆压电效应,能将外界振动能量直接转变为电能,成为能量回收装置的主体材料。笔者探讨了目前国内外压电式能量回收领域的研究现状,对如何提高装置的能量转换效率进行了总结,并对今后能量回收装置的应用前景进行了预测。

涡致振动型风力压电俘能器流场数值模拟与试验

基于涡致振动原理设计了一种风力型压电俘能器,通过串列配置的双绕流圆柱增加进气道内流场的压强波动,以Helmholtz共振腔作为尾流区域的风压谐振放大装置,利用PVDF压电薄膜直接将湍流引起的持续性压强波动转换为电能。采用计算流体力学数值方法,分析了在不同风速下压电俘能器内部流场的流体动力学行为。数值分析及试验结果表明:在相同风速下,当耦合因子L/D=2.2时,双绕流圆柱引起的压强波动最大,可达到单绕流圆柱的2倍;Helmholtz共振腔内气体在振荡流的作用下产生谐振后,腔内气体压强的幅值随风速的增加而增大,但振动频率均相同且为共振腔的固有频率。

基于卡门涡街原理的谐振型风力压电俘能器研究

针对大田环境中无线传感器网络节点需要持续稳定电能的要求,发展一种基于卡门涡街原理的谐振型风力压电俘能技术。基于计算流体力学数值方法,分析在不同风速下进气道内流场的流体动力学行为,实现对进气道及绕流体的结构设计。采用亥姆赫兹谐振腔作为风压谐振放大及涡脱频率的调节装置,并使谐振腔底部压电复合薄圆板与亥姆霍兹谐振腔的频率一致,从而在气流的冲击振荡作用下产生共振并输出最大的电能。实验表明,谐振型压电俘能器在风速14 m/s,外部负载电阻400 kΩ时最大可输出13.6 mW的电能。

Cymbal型压电堆叠阵列的振动分析

基于Kirchhoff薄板理论,推导了Cymbal型压电堆叠阵列在周期性均布载荷作用下的等效刚度,利用试验测定了堆叠阵列的阻尼因子,通过模态分析推导了系统的振型频率方程并获得在外部简谐激励下振动位移的一般解。由频率方程计算得到的各阶振型频率与采用有限元方法计算及试验测试的结果基本一致。

钹型阵列式压电俘能器的参数优化设计与实验

基于参数优化理论,对钹型阵列式压电俘能器进行结构参数的优化设计。首先确定钹型堆叠阵列的结构形式并建立其参数化有限元模型,选择结构参数作为设计变量,并以压电陶瓷电极面上产生的电压作为目标函数。然后采用ANSYS优化设计模块中的子问题近似法,利用ANSYS的参数化语言APDL编程以实现对模型的结构优化。最后根据优化结果制作了钹型阵列式压电俘能器。实验结果表明:在外部激励不变的情况下,优化后压电俘能器产生的电压幅值提高了87%。

在ObjectARX中嵌入CLIPS的技术实现

探讨了运用专家系统工具CLIPS与ObjectARX混合编程开发工程制图专家系统的方法。利用ARX开发应用程序并通过调用CLIPS动态链接库,实现了如何在ARX应用程序中启动CLIPS以完成推理,并把结果返回给ARX应用程序的过程。

复合型压电俘能器的力电特性研究

研究了由金属及压电陶瓷构成的复合型压电俘能器的动力学及力电转换特性。基于薄板小挠度理论,对复合型压电俘能器进行振动分析。确定了在周期性均布载荷作用下该结构所产生电压、功率与其几何参数之间的关系。同时结合实验,研究了不同负载电阻情况下压电俘能器的输出功率并讨论了能量转换效率问题。并分析了压电俘能器的几何参数、不同金属材料对力电转换特性的影响。

基于子项集时间序列的模式挖掘及其在Web安全上的应用

针对子项集时间序列提出一种模式挖掘的数学模型.此模型计算并更新子项的平均频率,并以模式考察时间阈值为周期,计算当前实时频率矢量和模式集中现有实时频率矢量的皮尔松相关性.如果相关系数大,则说明当前模式已经存在于模式集中;如果相关系数小,则说明当前模式是一个新模式,继而加入模式集.此过程持续运行,直至当模式集趋于稳定.另外,本文考察了模式之间的顺序关系,即模式之间的模式.通过设置一个窗口寄存器,并在模式序列矩阵中的对应位置计数加1,模型可以计算出任两个模式之间顺序的支持度和信任度.此模型关注的是提取出子项集的模式、子项集模式之间的模式.此外,通过调节考察时间的阈值,此模型也能提取出子项集模式之中的模式.在实验中,通过模拟子项集序列,我们证明了理论模型的有效性和普适性.结合实践,运用此模型到Web安全上,通过对新浪门户网站的考察和检验,此模型对于防御Web异常问题非常高效.

在工程制图专家系统中智能跟踪技术的实现

介绍了反应器的概念、作用及实现方法 ,详细阐述了如何在AutoCAD数据库中使用反应器跟踪用户输入 ,并通过结果缓冲区链表获取所需数据 。

超声光催化降解苯胺及其衍生物研究

以苯胺及其衍生物为研究对象 ,探讨了不同有机化合物结构对超声光催化降解的影响 ,进一步开拓了基于超声波与TiO2 光催化联合催化降解有机废水的新型深度氧化处理新技术 超声光催化技术 .实验结果表明 ,尽管超声光催化反应对苯胺及其衍生物的降解协同效应并不是很显著 ,但是超声光催化反应对苯胺及其衍生物却具有较好的降解率 。

静电喷嘴雾化特性与沉积效果试验分析

为了探究电极材料对静电喷嘴雾化效果和荷电性能的影响,确定设计的静电喷嘴的最佳作业参数,并明确静电作用对雾滴沉积效果的影响,以电极材料、电极电压、喷施压力和喷孔直径为喷施变量,针对设计的静电喷嘴进行室内雾化和沉积试验。研究结果表明:设计的静电喷嘴最佳电极电压为8 k V,最佳电极材料为紫铜,最佳喷施压力为170 k Pa;相比于非静电喷雾,静电作用开启后,静电喷嘴的有效喷幅增加约50 cm;在3个采样层的雾滴沉积密度依次增加了23、19、10个/cm2;在喷嘴雾化的所有雾滴中,粒径在50~120μm区间的雾滴受静电作用影响最大,静电作用开启后,此区间段内的雾滴沉积数量增加了约2倍,当雾滴粒径大于120μm时,雾滴沉积密度随雾滴粒径的增大呈下降趋势;沉积的雾滴主要是粒径在180μm以下的雾滴,因此适合最佳生物粒径为180μm及180μm以下的作物。

植保无人机水稻田间农药喷施的作业效果

【目的】测试和对比电动单旋翼与电动多旋翼植保无人机在水稻田间的作业效果。【方法】测试的植保无人机为HY-B-15L型单旋翼植保无人机(单旋翼机)和MG-1S型多旋翼植保无人机(多旋翼机)。以一定比例的罗丹明B与善思纳米农药的混合溶液作为喷施溶液,通过改变无人机作业高度和农药喷洒量进行田间喷施试验,采用荧光示踪剂法和水敏纸图像分析法获得2种无人机在不同喷施条件下喷施的雾滴在靶标上的沉积效果。按田间药效调查准则,调查不同处理下的纳米农药对水稻病虫害的防治效果。【结果】2种无人机喷施的雾滴在各采样点上的沉积量随农药喷洒量的增加而增加,当农药喷洒量为66.67和100.00 mL·hm^(–2)时,单旋翼机在各采样点上的沉积量比喷洒量为46.67 mL·hm^(–2)时的分别增加了48.50%和137.73%,多旋翼机分别增加了66.60%和111.88%。作业高度影响了无人机喷施雾滴在采样点上的沉积量和沉积均匀性,当作业高度由1.5 m增加至2.5 m时,单旋翼机喷施的雾滴在采样点上的沉积量和沉积均匀性分别降低了19.3%和53.6%、多旋翼机分别降低了48.7%和22.9%。在4种喷施条件下,单旋翼机在采样点上的沉积量比多旋翼机同条件下分别高出85.8%、26.5%、59.4%和123.4%。单旋翼机在1.5 m和46.67 mL·hm^(–2)作业条件下,农药对稻飞虱Nilaparvata lugens、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis、稻秆潜蝇Chlorops oryzae、细菌性条纹病及稻瘟病5种水稻病虫害的防治效果最好,防效分别为87.63%、76.67%、84.08%、59.26%和82.33%;多旋翼机在1.5 m和66.67 mL·hm^(–2)作业条件下,农药对上述水稻病虫害的防治效果最好,防效分别为86.54%、78.62%、89.47%、66.67%和83.33%。【结论】2种植保无人机由于旋翼风场不同,导致雾滴沉积效果不同,单旋翼植保无人机喷施效果更好;2种无人机喷施的农药最终对水稻病虫害的防治效果无明显差异,且防治效果均达到国家防效标准。

广州市医院空气中苯系物的污染状况与来源解析

采用预浓缩色质联用系统对广州市4家医院室内外空气中5种苯系物(BTEX,即苯、甲苯、乙基苯、间/对-二甲苯、邻-二甲苯)进行了检测.结果表明,4家医院的5种BTEX的总浓度平均值为10.61～253.35μg/m3.5种BTEX中,以甲苯的浓度最高,但均低于国家室内空气质量标准的阈值,也低于国外医院室内空气BTEX的浓度.室内BTEX浓度稍高于室外,多数采样点的室内浓度与室外浓度比值(I/O)大于1.0.除苯外,其他4种BTEX之间的相关性比较好,表明它们有共同的来源.主成分分析结果表明,医院室内空气中BTEX的来源包括室内装修材料及汽车尾气.

餐馆排放油烟气中羰基化合物浓度及分布特征

通过对餐馆排放的油烟烟气中羰基化合物的研究,发现在20种目标化合物中检测到18种,其中乙醛的浓度最高,其次是甲醛和丙酮。从分布上来看,直链的羰基化合物的浓度远远高于支链和环状的羰基化合物的浓度。因为无论是烹调油或者食物加热时都可以产生大量的羰基化合物。

广州森林大气中VOCs昼夜变化特征及对O3的影响

挥发性有机物化合物(VOCs)是大气光化学过程的重要前驱物,对大气中的臭氧(O)3有重要影响。文章对广州市花都区王子山森林公园大气中VOCs的昼夜变化特征进行了分析,并且评估了其对大气中O3的相对贡献。共定性和定量了21种VOCs,其中1,2,4-三甲基苯(21.50±32.90)μg/m3、甲基环戊烷(20.40±23.30)μg/m3和异戊二烯(14.90±39.20)μg/m3浓度最高。对于大多数VOCs来说,活性VOCs与相对惰性的VOCs表现出相反的昼夜变化特征,这反映了大气光化学反应对于VOCs的影响。采用Propy-Equiv浓度对大气VOCs对O3的影响评估结果表明,该地区大气VOCs对O3贡献的大小为:烯烃>苯系物>烷烃。

农用超声雾化换能器参数优化设计与试验

为解决超声雾化换能器用于超低量喷雾时雾化量少、换能器结构复杂等问题,根据超声雾化换能器的工作原理和农药喷施对换能器提出的雾化要求,设计了一种农用超声雾化换能器。首先利用ANSYS参数化设计语言建立换能器超声振子的参数化模型;然后对其进行尺寸参数优化,在设定的雾滴体积中径3~5μm范围内,使雾化量达到最大;最后根据优化结果制作样机,进行相关试验测试。试验结果表明,当施加峰-峰值为100 V的交流正弦电压时,超声雾化换能器最大雾化量从1.20提高到1.29 g/min,相比优化前提高了7.5%,93%的雾滴颗粒直径分布在设定的3~5μm范围内,并且实测的换能器谐振频率与仿真结果的误差为5.9%。研究结果为农用超声雾化换能器结构优化设计和雾化量的提高提供参考。