分置式斯特林制冷机耦合间隙对探测器性能的影响

分置式斯特林制冷机作为红外探测器组件的重要组成部分,在实际应用中对红外探测器组件的性能影响较大。其中,分置式斯特林制冷机与杜瓦耦合时的耦合间隙是对红外探测器组件的性能影响最大的因素之一。因此针对二者的耦合间隙对探测器性能的影响进行了实验研究。当芯片温度为75 K且制冷机的冷头温度为70 K时,模拟仿真冷指与杜瓦的变形量,耦合间隙变形为0.0096 mm。低温环境对制冷机冷指与杜瓦变形的影响较小,可以忽略冷指与杜瓦变形对耦合间隙的影响。实验结果表明,红外探测器组件的降温时间随耦合间隙的增大而逐渐增大。随着时间的逐渐增大,不同耦合间隙对应的直流电流也各不相同。同一时刻下,耦合间隙越小,直流电流就越小。二极管电压随时间的增加呈现出逐渐增大并逐渐平稳的状态。在达到控温状态前,同一时刻下,耦合间隙越小,二极管电压越大。

砂岩破裂状态声发射梅尔倒谱系数判识方法

岩体结构破裂是严重制约矿山、地铁、隧道等地下空间工程建设及其安全运行的重要因素。实现对岩体结构破裂状态的识别是当下研究的热点与重点之一。为此,开展了不同条件的砂岩加载破坏实验,提取了加载全程的声发射梅尔倒谱系数及其波动差,研究了系数及其波动差在砂岩受载破坏全程的变化规律,分析了1号系数(一组声发射梅尔倒谱系数包括12个,1号系数指第1个声发射梅尔倒谱系数)及其波动差与砂岩破裂状态的相关性特征,基于此提出了砂岩破裂状态声发射梅尔倒谱系数判识方法,构建了判识准则并进行判识效果检验。结果表明:随载荷增加,1号系数整体上增大,系数及其离散性在破坏阶段显著增大并表现出显著的规律波动性特征;1号系数波动差具有阶段性变化特征,波动差的大小及其起伏变化可表征砂岩的破裂,波动差整体增大及突增的变化可反映砂岩非稳定变形和峰后破坏阶段的宏观破裂,波动差的突增幅度可反映砂岩破裂程度;声发射梅尔倒谱系数及其波动差对砂岩破裂表现出良好的响应特征,该特征受不同加载条件的影响较小,说明声发射梅尔倒谱系数在反映砂岩破裂上具有适用性;1号系数及其波动差与砂岩破裂状态具有较好相关性,该相关性可分为3个阶段,即1号系数及其波动差在砂岩微破裂阶段分布集中,在临近失稳破坏阶段分布范围急剧增大、整体值升高且出现高异常值,在峰后破坏阶段分布范围进一步增大、整体值更高、高异常值更多;利用1号系数的75%位点值和异常值、1号系数波动差的75%位点值和异常值构建了砂岩破裂状态判识准则,采用三分类模型混淆矩阵对判识准则的效果进行了检验,判识准确度和精准度分别为90.43%、94.45%。该成果可为其他种类煤岩的破裂状态识别提供借鉴,为煤岩失稳监测预警提供参考。

大埋深厚表土坚硬覆岩条件采动应力分布规律及其影响因素研究

新庄煤矿为新建矿井,受大埋深、厚表土、坚硬覆岩等复杂地质条件影响,具有冲击地压危险,为了能够给区域性防冲开采设计提供支撑,综合采用现场勘探、数值模拟和理论分析等手段研究了一盘区煤8工作面回采过程中采动应力分布规律及其影响因素。结果表明:向斜构造、埋深、表土层厚度是煤层原岩应力分布的主要影响因素,高原岩应力区埋深大,沿向斜轴部延伸并向两翼部展开;工作面回采过程煤层上覆厚硬顶板是采动应力的主要影响因素,煤层距离厚硬顶板越近则采动应力越集中,高采动应力集中区主要分布在煤层与厚硬顶板间距小于25 m的区域;随着工作面开采数量增多,超前支承应力和侧向支承应力的集中程度和集中范围快速增大,中央大巷的稳定性显著降低。

弱化浅层岩体防治急倾斜特厚煤层冲击地压研究

急倾斜特厚煤层受其特殊的地质、应力和开采技术条件影响,冲击地压防治方法与一般煤层存在较大差异。将理论推导、数值模拟、现场监测等方法相结合,研究了急倾斜特厚煤层的岩层弯曲和煤层能量积聚特征,提出了弱化浅层岩体防治急倾斜特厚煤层冲击地压的方法,得到了防冲关键参数,并进行了工程应用。研究结果表明,急倾斜特厚煤层岩层弯曲时内部岩体破裂释放能量是动载的主要来源,采空区两侧围岩转移、传递至煤层的水平集中应力是静载和能量积聚的主要来源;防治急倾斜特厚煤层冲击地压应弱化工作面浅层岩体的应力传递能力,来降低传递至工作面的动载扰动强度以及转移、传递至煤层的水平集中应力。基于此提出了通过浅孔爆破措施弱化急倾斜特厚煤层浅层岩体的防冲方法。现场工程应用表明,矿井补强浅孔爆破后,工作面微震事件总能量降低了42.38%、总数量增大了471.74%,说明工作面的能量释放由大能量剧烈释放逐渐转为小能量平缓释放,且未再发生过冲击显现,冲击地压危险得到有效控制。研究成果可为类似条件矿井防治冲击地压提供参考。

深部厚煤层断层煤柱型冲击矿压机制研究

针对断层区采掘时冲击矿压频频发生的严峻现状,运用理论分析、实验室试验、数值模拟以及工程实践等方法,研究断层区的冲击机制。主要研究内容及结论如下:(1)建立断层闭锁与解锁滑移的力学模型,理论推导得出上行解锁和下行解锁的判定公式,公式表明断层解锁与断层摩擦强度、断层倾角以及水平应力和垂直应力之比有关。(2)提出断层区断层煤柱型冲击矿压的概念,认为断层煤柱型冲击分为断层活化型冲击、煤柱破坏型冲击和耦合失稳型冲击,并阐释各自的冲击作用机制。(3)分析跃进矿25110工作面20次冲击震源分布规律、冲击影响因素和冲击作用机制,认为大部分冲击为断层滑移、老顶断裂和煤柱破坏诱发的断层煤柱型冲击。(4)从弱化断层滑移和减弱煤柱冲击破坏两方面提出针对25110工作面断层煤柱型冲击矿压的治理措施,现场实践表明,控制工作面推进速度可减少断层活化型冲击,提高巷道支护强度和爆破卸压、大直径钻孔卸压可有效降低冲击矿压灾害。

锚杆锚固机理及深部复杂困难条件的巷道支护

文章在研究岩体自身性质的基础上,分析了岩体变形及破坏规律,得出锚杆锚固的机理;并通过对深部及复杂困难条件巷道的分析研究,提出两种有效的巷道支护体系。

基于声发射特征提取和机器学习的煤破坏状态预测

同步采集了煤样单轴压缩破坏过程的声发射全波形数据和应力数据,提取了声发射梅尔倒谱系数作为样本特征,定义煤样当前受力与其峰值载荷的比值为煤样的应力状态并将其作为样本标签,利用机器学习方法构建了煤样破坏状态的预测模型.结果表明:梅尔倒谱系数可以很好地表征煤样的破坏状态,该参量在煤样达到受力峰值80%后表现出明显突增或突降或先增加然后突降的规律,机器学习能够利用该样本特征建立煤样破坏状态预测模型进而预测煤样的危险状态,利用五折交叉验证方法评价模型的预测准确度达到88.61%,模型预测效果和稳定性良好;进一步讨论了不同重要度的梅尔倒谱系数组合作为样本特征对于模型预测效果的影响,发现样本特征中含有重要度高的特征和关键特征是模型预测准确度高的关键.这可为进一步完善煤岩动力灾害预测预警提供借鉴.

声发射梅尔倒谱系数在砂岩破裂分析的应用

声发射技术在煤岩破裂分析领域进行了大量应用,取得了诸多有益成果,对煤岩动力灾害监测预警提供了重要指导,然而煤岩声发射分析仍存在进一步研究和完善的空间,亟待提出新的声发射分析方法。为此,开展了预制裂纹砂岩试样单轴加载破坏实验,同步采集了加载全程的应力应变数据和全波形声发射数据,并对试样进行全程高清摄像;利用声波分析手段提取了砂岩的声发射梅尔倒谱系数,探讨了该系数在砂岩破裂分析的优势及其原因,分析了该系数对砂岩破坏过程的响应,由此进一步研究揭示了预制裂纹砂岩试样的破裂破坏演化特征及声发射梅尔倒谱系数前兆信息。结果表明:对同种砂岩的不同试样,由不同通道采集的声发射信号提取的同号梅尔倒谱系数的变化特征相似、变化量相近、偏差程度小(5%~15%),并且在砂岩加载全程具有阶段性和敏感性的变化特征,说明声发射梅尔倒谱系数具有稳定性优势,可作为反映砂岩破裂状态的特征参数;梅尔倒谱系数可对声发射波形进行很好表征,系数提取过程不对波形设置门槛值,系数值由一段时间内声发射波形幅度和密集程度等整体形态决定,而不同通道采集的声发射波形整体形态在一段时间内趋向于相似,是该系数具有稳定性优势的原因;在砂岩破坏阶段,梅尔倒谱系数呈现周期性升降波动,对应应力曲线的周期性降升和高幅度声发射波形的间断性产生,3者的变化量之间具有显著的正相关关系,说明该系数的波动性及其强弱可反映砂岩的破裂过程及破裂的剧烈程度,是砂岩破裂的响应,由此揭示了砂岩的间歇性破裂破坏演化特征,该特征随着临近砂岩失稳破坏而变得愈发剧烈;以此为指导,利用梅尔倒谱系数周期性波动的波峰与波谷之差(即波动差)来表征系数的波动性强弱并描述砂岩间歇性破裂的剧烈程度,得到了梅尔倒谱系数周期性波动差逐渐增大且突增的砂岩破坏前兆。

2011年新课标高考试题分类评析——统计与概率

统计是研究数据的收集、整理、分析的科学,概率是研究随机现象的科学.概率论为统计学提供了理论支持,概率统计学的基本知识和思想方法是现代公民必备的数学素养.

微震多维信息识别与冲击矿压时空预测——以河南义马跃进煤矿为例

随着煤炭开采深度和强度的增大,冲击矿压已成为煤矿普遍的安全问题.具体针对煤矿冲击矿压的时空预测难题,进一步发展了微震多维信息的时空预测方法:首先,构建微震多维信息识别指标体系,包括优选的频次指标和新提出的震源集中程度、最大应力和总应力当量指标;其次,基于归一化方法、异常分级判别准则和时空统计滑移模型,分别获得各指标的时序曲线和空间云图;然后,采用R值评分法评估和检验各指标的预测效能,并依此赋予各指标权重;最后,应用综合异常指数方法,实时定量分析监测区域的冲击险状态、具体危险区域及等级.预测实例表明,该方法综合考虑了微震时、空、强要素,预测效能较高,并能从时序上定量描述监测区域的冲击危险状态,空间上定量反映监测时段内的冲击危险区域及等级,现场中指导实施防冲措施,在一定程度上解决了现场防冲措施实施的盲目性,从而进一步发展了煤矿冲击矿压的时空监测预报方法.

薄煤层动静组合诱发冲击地压的机制

理论分析了动静组合诱发冲击地压的应力条件和能量转化过程,揭示了动静组合诱发冲击地压机制,数值计算分析了工作面应力分布特征与煤厚之间的关系,采用微震监测数据分析了卸压爆破产生的应力波传播规律,并分析研究了薄煤层动静载特征及诱发冲击地压过程。结果表明:薄煤层工作面应力集中程度较厚煤层高,峰值应力区距离煤壁较近,应力梯度较大;采动动载直接与高应力叠加,且开采导致的应力降以及单位体积煤体释放的弹性变形能远高于厚煤层,在动静组合作用下,薄煤层工作面易于达到动静组合诱发冲击地压的应力和能量条件,显著符合动静组合诱冲机制。最后基于动静载组合诱发薄煤层冲击地压的机制,探讨了薄煤层冲击地压防治原则和技术方法。

矿震震动波速度层析成像评估冲击危险的验证

矿震震动波速度层析成像,作为一种新的地球物理方法在冲击矿压危险评估领域具有广阔的应用前景,但截至目前,采用该技术评估冲击危险的现场应用研究还比较少,尤其是与传统监测手段的对比验证研究,还未见有相关文献报道.本文将层析成像技术和微震实时监测相结合,对河南义马跃进煤矿25110工作面回采过程中的P波速度进行了反演,并对比分析了该技术与传统监测手段之间的对应关系.研究结果表明,强矿震主要发生在高波速区或高波速变化梯度区;波速与数值模拟结果、钻屑量、钻孔应力值以及电磁辐射值之间存在正相关关系,且对应一致性较好,进而验证了矿震震动波速度层析成像技术评估冲击危险的可行性,同时也为进一步研究波速与应力或冲击危险的直接及定量关系提供参考.

凝固浴条件对聚醚砜膜结构与渗透性能的影响

采用双凝固浴法制备聚醚砜(PES)平板膜,通过改变第一凝固浴的组成,调控膜表面及内部的结构,研究了凝固浴条件对膜结构与渗透性能的影响.实验表明,当第一凝固浴中溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)质量分数为0～70%时,随着DMAc质量分数的增加膜内部由指状孔向海绵状孔过渡,当DMAc质量分数达到70%时指状孔结构几乎完全消失,同时膜的表面在DMAc质量分数超过50%时出现开孔结构,且随浓度增加而增多.膜的性能也受到第一凝固浴DMAc质量分数的影响,当DMAc质量分数为0～50%时,膜的纯水通量随浓度上升而下降,牛血清白蛋白(BSA)截留率则变化不大,当DMAc质量分数超过50%时,膜表面出现开孔,纯水通量又开始上升,而截留率则显著下降.

煤矿冲击地压灾害监测预警技术研究

为合理选用监测预警方法以便进行高效的冲击地压防治,通过工程与文献调研、理论分析、现场实践等方法,分析总结了我国煤矿冲击地压发生特征、影响因素、发生机理、监测预警手段等。结果表明：冲击地压大多发生在巷道,破坏范围一般为90～150 m,且矿震能量越大、距离巷道及采场越近,其诱冲可能性越高;冲击地压发生机理一般为静载应力集中和矿震动载扰动叠加作用的结果;冲击地压的监测预警主要从静载应力场和震动场两方面,单一监测方法难以实现对冲击地压的精确预测,而联合多种方法涉及震动场和应力场的多参量综合监测预警技术较为科学。

旋风分离器两相三维流场仿真

使用商业CFD软件STAR-CD,建立了排气管插入深度不同的三种切向进口式旋风分离器内部流场k-ε双方程湍流模型,对切向进口式旋风分离器内部流场进行了模拟。通过分析排气管插入深度对旋风分离器流场的影响,得出了旋风分离器中的压力和速度分布,以及粒径为20μm和2μm的SiO_2尘粒运动轨迹,为旋风分离器的设计和优化提供了重要的理论依据。

桉木浆纳/微米和脱脂棉纳米纤维素的形貌分析

用环境扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了桉木浆纳/微米和脱脂棉纳米纤维素的形貌。环境扫描电子显微镜观察桉木浆纳/微米和脱脂棉纳米纤维素表面形貌不同,桉木浆纳/微米纤维素主要呈棒状,长度小于20μm,直径可达0.377μm;脱脂棉纳米纤维素主要呈球状,长度小于0.5μm。利用环境扫描电子显微镜,脱脂棉纳米纤维素超声波破碎后直接观察和再经冷冻干燥后观察表面形貌有一定的差异。透射电子显微镜观察桉木浆纳/微米纤维素和脱脂棉纳米纤维素的长度可达到纳米级。

变式与反思是提高解题能力的有效途径——一道圆锥曲线问题的变式研究

解析几何综合试题是考查考生分析问题、解决问题能力的重要载体，因此背景新颖、方法灵活的高考试题不断涌现．面对大量解析几何综合试题，高三复习如何破解困境，本文通过一道圆锥曲线综合问题的多解、多变的研究，希望为学生的复习提供一种可借鉴的方式．

解答导数问题的几个基本策略

导数是研究函数的强大工具，以至于见到函数问题不问已知什么、要做什么就盲目求导，往往造成在解答过程中遇到很难逾越的鸿沟，解答不了了之．导数综合题目综合了函数、方程、不等式、逻辑等知识，综合了数形结合、等价转化、猜想论证等思想方法．

双功能催化剂Ru/(AC-SO_3H)催化转化菊芋根茎制备六元醇（英文）

甘露醇和山梨醇等六元醇是重要的多元醇,广泛用于食品、医药和化工等领域,尤其山梨醇被美国能源部定为一种重要的平台化合物.工业上,六元醇通常由果糖、葡萄糖和蔗糖加氢得到,此路线存在与人争粮争地的问题.菊芋是一种来源广泛、价格低廉的生物质资源,它富含果糖基多糖(菊糖),菊糖的含量占菊芋根茎干重的70%–90%,由生物质菊芋出发催化转化制备六元醇具有重要意义.由菊芋根茎催化转化制备六元醇是一个串联反应过程,菊芋根茎先经过水解得到糖类,然后经过加氢反应得到六元醇.我们用磺化活性炭AC-SO3H代替AC载体以促进菊芋根茎水解反应.AC经磺化后,比表面积由原来的768增至1020 m2/g,酸强度由原来的0.21增至0.68 mmol/g,表明磺化过程不仅除去了AC中的杂质,也在其表面固定了大量的?SO3H,?COOH,?OH等酸性基团.透射电镜结果表明,1%Ru/AC和1%Ru/(AC-SO3H)催化剂上Ru高度分散.CO化学吸附表明,上述两种催化剂Ru的分散度分别为30.9%和74.2%,表明AC经磺化后产生了更多的固定位点,使得Ru可以更好地分散在载体上.在温和条件下(100oC,6 MPa H2,5 h)将菊芋根茎转化为六元醇,1%Ru/AC催化剂上六元醇收率为52.7%,而1%Ru/(AC-SO3H)催化剂上可达84.1%.这归因于后者的酸强度和Ru分散度较大:其表面的酸性基团?SO3H,?COOH,?OH促进了菊芋根茎的水解,高分散度的Ru则促进了糖加氢反应的进行.将Ru的负载量提高至3%,六元醇产率高达92.6%.以1%Ru/AC和1%Ru/(AC-SO3H)为催化剂,分别以果糖和菊粉为原料制备六元醇.结果表明,以果糖为原料时两种催化剂性能相同;以菊粉为原料时,1%Ru/AC的催化性能远低于1%Ru/(AC-SO3H).这表明菊粉和菊芋根茎转化反应,速控步骤是水解反应,而磺化过程引入的酸性基团可以促进水解过程的进行.在N2气氛下反应,主要产物为果糖和葡萄糖,表明菊芋根茎水解反应是主要的反应路径.在H2气氛下反应,糖类产率在1 h内达到最大值,然后开始逐渐降低,同时加氢产物逐渐增加.因此,H2气氛下反应过程中生成的糖类是中间产物.以菊芋根茎为原料,1%Ru/(AC-SO3H)催化剂循环使用4次后六元醇产率由87%降至55%;而以菊粉为原料,循环4次后六元醇产率略有降低.ICP测试表明,Ru催化剂并未流失,3次循环后催化剂的CO化学吸附表明,Ru的分散度由74.2%降至17.8%.这表明催化剂失活是由菊芋根茎中的杂质毒化Ru活性位点导致的.

平面交叉口人行横道和停车线的设计研究

通过对徐州市一些平面交叉口的实地观测和分析,提出系统研究和正确设计交叉口人行横道和停车线位置的必要性。基于通行安全、车辆顺畅和通行能力约束,将交叉口人行横道和停车线的设计理论系统化、更优化,建立了平面十字形交叉口人行横道和停车线设计的基本模型,并通过对信号交叉口通行能力的计算分析,提供了进一步优化停车线位置的途径,实例验证了模型的正确性、有效性。最后,结合VISSIM软件仿真给出了不同等级道路相交时的一些设计值。