基于YOLOv8-ABW的黄花成熟度检测方法

为实现黄花成熟度的快速、高精度识别,针对其相似特征识别精确度低以及相互遮挡检测困难的问题,提出一种基于YOLOv8-ABW的黄花成熟度检测方法。该研究在特征提取网络中加入结合注意力机制的尺度特征交互机制(attention based intra-scale feature interaction, AIFI),更好地提取黄花特征信息,提高检测的精确度。在特征融合网络中,进一步采用加权的双向特征金字塔特征融合网络(bidirectional feature pyramid network, Bi FPN),实现更高层次的跨通道特征融合,有效减少通道中的特征冗余。此外使用WIoUv3作为损失函数,聚焦普通质量的锚框,提高模型的定位性能。试验结果表明:YOLOv8-ABW模型检测精确度为82.32%,召回率为83.71%,平均精度均值mAP@0.5和m AP@0.5:0.95分别为88.44%和74.84%,调和均值提升至0.86,实时检测速度为214.5帧/s。与YOLOv8相比,YOLOv8-ABW的精确度提高1.41个百分点,召回率提高0.75个百分点,mAP@0.5和m AP@0.5:0.95分别提升1.54个百分点和1.42个百分点。对比RT-DETR、YOLOv3、YOLOv5、YOLOv7模型,YOLOv8-ABW参数量最少,仅为3.65×10~6,且模型浮点运算量比YOLOv7少96.3 G。体现出YOLOv8-ABW模型能够在黄花成熟度检测中平衡检测精确度和检测速度,综合性能最佳,为黄花智能化实时采摘研究提供技术支持。

基于模糊PID控制的矿井控温系统研究

由于矿井温度控制过程具有非线性、振幅大等特性,传统PID控制难以达到理想的控制效果,为了提高温度控制的精度、响应速度以及稳定性,在传统PID控制的基础上,提出了一种参数自适应的模糊PID控制。利用MATLAB软件中的Simulink模块对这两种控制方式进行仿真模拟。结果表明:模糊PID控制解决了传统PID控制对非线性系统的控制效果不理想、振幅或偏差较大等问题,并且具有较强的适应性和鲁棒性。最后将模糊PID控制的矿井智能控温系统实际应用在通风系统较为复杂的山西某矿井内,解决了矿井通风量不足,自然风无法对矿井内温度进行稳定控制的问题,在有效提高温度控制的精度、响应速度、矿井的生产效率和安全性的同时,减少人力、物力资源的消耗。

基于温湿度独立控制的养老院空调系统的设计

目的解决当前养老院的热湿环境问题。方法通过参考文献、现场勘查以及结合老年人对居住环境的舒适性和安全性要求,在普通空调系统基础上,提出了一种采用太阳能电池板提供电能的温湿度独立控制空调系统,并利用FLUENT软件对所设计出的系统进行模拟仿真。结果温湿度独立控制空调系统能够有效解决养老院热湿环境、空调冷凝水易滋养病菌以及能源消耗过大等问题。结论将所设计的温湿度独立控制空调系统应用在山西大同市某养老院中,解决了老年人对养老院室内温湿度进行独立调节的要求,为老人提供更舒适的生活环境。

黄花菜烘干工艺能耗及碳排放研究

随着能源的消耗和资源的短缺,在“双碳”目标背景下,中国各行各业面临着减碳的压力。食品工业碳排放占到总碳排放的20%左右,仅次于电力能源和交通运输行业,食品生产加工还有巨大的减排空间。以黄花菜加工为例,重点研究了在空气源热泵烘干工艺、空气源热泵加红外线烘干工艺、恒温干燥箱烘干工艺等不同的黄花菜烘干工艺的能源消耗,基于每种烘干工艺的能耗数据分析黄花菜加工过程中的碳排放。结果表明,空气源热泵加红外线烘干工艺的烘干效率最高,恒温干燥箱烘干工艺CO_(2)排放量最少。综合比较整个烘干过程,恒温干燥箱烘干工艺最优。

地下水电站主厂房母线层端部火灾烟气流动与机械排烟模拟

对地下水电站主厂房母线层端部火灾进行了模拟研究,结果表明:母线层端部发生火灾时,烟气通过吊物孔和楼梯间很容易到达水轮机层;母线层空间较狭小,易形成高温、高烟气浓度和低可见度;水轮机层空间也易形成高烟气浓度和低可见度,但温度较低;发电机层空间大,烟气浓度小,温度较低,但由于空气的卷吸,火灾发生一段时间后可见度很低。机械排烟能有效降低发电机层的烟气浓度和温度。

晋北地区村镇住宅建筑供暖系统优化及经济性研究

以晋北地区某村镇住宅建筑为例,对太阳能与电锅炉供暖系统进行设计方案优化及经济性研究。根据晋北地区气候特征,分析村镇住宅建筑负荷特性;采用模拟研究方法,分别对太阳能系统供暖、电锅炉系统供暖以及太阳能与电锅炉耦合系统供暖进行建筑能耗模拟;针对面积为60 m^(2)、100 m^(2)、200 m^(2)村镇住宅建筑,考虑不同热源承担的建筑负荷比例、供热系统初投资及运行费用,优化不同面积村镇建筑的供暖模式以及不同热源承担的负荷占比。结果显示:太阳能系统初期投资高,电锅炉系统运行费用高。长期运行时,太阳能供暖系统的经济性优于电锅炉供暖系统。太阳能供暖系统与电锅炉供暖系统单独运行时,太阳能供暖系统不能很好地满足供暖条件,而电锅炉供暖系统运行费用较高;太阳能+电锅炉供暖系统的太阳能和电锅炉的供暖占比分别为50%时,前期投资和系统运行费用比较经济。

基于Fluent的新型空气净化窗设计仿真分析

目前我国现有建筑安装的窗户大多为几年前甚至几十年前的产品,雾霾天气时PM2.5颗粒可轻易通过窗户缝隙进入室内从而影响居民的身体健康。从健康环保角度对现有窗户进行更新设计,提出一种有效阻止PM2.5颗粒从室外进入室内的新型空气净化窗的经济型装置设计方法,通过对比选用高效滤材,使得新型空气净化窗具有优质的过滤效果,应用Fluent软件将新型空气净化窗对PM2.5颗粒的过滤效果进行模拟验证。结果表明:涤纶、丙纶可满足过滤效率高、使用寿命长、容尘量大的使用需求;仿真图像显示PM2.5颗粒从室外向室内流动时被大量阻隔在新型空气净化窗外;颗粒入口速度的设定对净化窗的过滤效率有一定影响,在输入相同PM2.5颗粒数条件下,穿透过滤媒介的颗粒比例在不同空气质量等级时均不超过万分之三。

小型太阳能新风机在晋北高校宿舍中的应用

为了改善高校宿舍室内空气状况,在高校宿舍安装节能低碳的小型太阳能新风机,通过数值模拟法研究宿舍室内气流组织状况。结果显示:与自然通风相比,在适宜的环境气候、合理设计下,安装小型太阳能新风机可以提高室内风速及宿舍室内温度;与自然通风相比,安装小型太阳能新风机时,人体呼吸区舒适度提高,更加稳定。安装小型太阳能新风机能够很好地改善高校宿舍环境,提高室内空气质量。

基于PMF模型的大同市城区公园地表灰尘中重金属污染评价及来源解析

为了解大同市城区公园地表灰尘中重金属污染特征、风险评估及污染来源,于2021年4月采集大同市8个城区公园60个地表灰尘样品,利用内梅罗综合污染指数、地累积指数和健康风险评价模型评估重金属污染,并采用正定矩阵分析模型辨识重金属污染来源及其贡献率.结果表明,大同市城区公园地表灰尘中Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的平均含量分别为141.83、936.34、14.75、35.93、41.53、198.37、24.45、1.95、63.39 mg·kg^(-1).其中,Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb污染严重,超标率为100%;内梅罗综合污染指数和地累积污染指数结果显示,大同市城墙公园污染最为严重,主要污染因子是Cd;Mn对成人和儿童造成的非致癌健康风险最大,其次是As和Cr;经呼吸吸入途径造成的非致癌健康风险高于其它2种途径;大同市各公园对成人造成的非致癌健康风险均在可接受范围内,而对儿童造成的非致癌健康风险均远大于安全阀值.As、Ni、Cr、Co和Cd对成人和儿童造成的致癌健康风险均不高于安全阈值.该研究区域公园地表灰尘中重金属的主要来源依次是:土壤母质(37.8%)>燃煤污染源(26.3%)>交通污染源(21.9%)>工业源(13.9%).

不同干燥方式对黄花菜干燥效果的影响

将新鲜黄花菜采用自然晾干、干燥箱烘干(60、70、75、80℃)和真空冷冻干燥(75℃)进行干燥处理,分析干燥过程中黄花菜质量的变化,计算含水量、干基含水率和干燥速率,绘制相应的曲线图,对比干燥结果。结果表明:晾干工艺依赖天气情况,晴天时室内外高温低湿环境会加速黄花菜的干燥速率,雨天时室内外低温高湿环境会降低黄花菜的干燥速率,但干黄花菜的品质最佳;真空冷冻干燥技术效率最高、干黄花菜颜色较好,但能耗大,投资成本高;干燥箱烘干效率随温度的升高而提高,烘干效率由低到高依次是60、70、75、80℃,但80℃高温烘干会导致黄花菜褐色加深。综合考虑在保障黄花菜的品质、降低预算的情况下,推荐75℃干燥箱烘干为黄花菜的适宜烘干工艺。

集成电路厂房动力站系统设计

针对集成电路厂房生产工艺特点,介绍了其动力站冷冻水系统、压缩空气系统、空分制氮系统、热水系统、纯水系统及事故通风系统设计及设备选择。

煤矸石对水体中磷的去除效果分析

大同为产煤盛地,分析大同煤矸石对水体中磷的去除效果可以提高煤的纯度和清洁效能。通过将煤矸石加入到水体中实现磷反应,通过温热解反应,研究气体携带焦油的含量,采用复合流化床热解分析,构建煤矸石对水体中磷的效果,有效抑制热解技术中焦油含尘量过高的问题。在不同温区实现多阶热解反应,改变产煤中焦油产率低的问题,从而提高煤产出的品质,结合合成气一体化(CCSI)技术,提高油气产率与品质控制能力。测试得出,该方法进行煤矸石对水体中磷的去除效果分析的可靠性较好,品质较高,将作为新的煤热解技术的发展方向。

基于改进麻雀搜索算法优化模糊PID控制主通风机的节能降耗研究

为解决模糊PID控制主通风机转速的超调量大导致输出功率低,从而影响电动机工作效率,增加能源消耗等问题,以北辛窑矿为研究背景,根据矿井主通风机特性,对其进行理论分析并建立数学模型。结合主通风机系统数学模型,利用粒子群优化算法、鲸鱼优化算法以及麻雀搜索算法对模糊PID控制策略进行优化,并在Simulink仿真环境中构建相应模型,进行对比试验,通过分析比对得出麻雀搜索算法优化模糊PID控制的电动机效率相对较高,能源消耗相对较低,但该算法对转速的控制存在波动较大、响应速度较慢等问题。因此,提出一种利用透镜成像反向学习改进麻雀搜索算法优化模糊PID控制,研究结果表明:改进麻雀搜索算法优化模糊PID控制的转速超调量小,可以更加有效地控制电机转速,比北辛窑矿目前电能消耗降低约15%。研究结果可为煤矿行业节能降耗提供一定的参考依据。

大同市城区公园表层土壤重金属污染特征和健康风险及来源解析

【目的】为了解大同市城区公园表层土壤中重金属污染特征、健康风险和污染来源。【方法】于2021年4月在大同市7个公园共采集54个0~10 cm表层土壤样品,测定铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)含量,利用地累积污染指数法、潜在生态风险指数法和健康风险评价模型评价土壤重金属污染程度,并采用绝对主成分-多元线性回归模型解析重金属污染来源及其贡献率。【结果】大同市公园表层土壤中9种重金属含量均高于山西省A层土壤背景值。其中,所调查的公园土壤中As、Cd和Pb含量分别是土壤背景值的2.27、18.93和2.77倍。文瀛湖公园表层土壤重金属污染最严重,其次是御河公园,Cd是主要污染因子。Mn对成人和儿童造成的非致癌健康风险最大,其次是As和Cr;经呼吸吸入途径造成的非致癌健康风险高于经口摄入途径和皮肤接触途径。【结论】大同市各公园表层土壤中重金属对成人造成的非致癌健康风险指数均在可接受范围内,而对儿童造成的非致癌健康风险指数均远大于1.0,存在非致癌风险。Co对成人和儿童造成的致癌健康风险指数均大于1×10-4,存在致癌风险。大同市城区公园表层土壤中重金属的主要来源为土壤母质、交通和燃煤,其贡献率分别为48.93%、30.79%和20.28%。本研究结果可为大同市城区公园表层土壤污染控制和城市规划提供重要理论依据。