乙烷-丙烷混合裂解不同维度的数值模拟

随着乙烯原料向着轻质化发展,乙烷、丙烷成为重要的裂解原料,乙烷-丙烷混合裂解自由基反应机理的研究对乙烯原料优化具有重要意义。利用FLUENT模拟软件对乙烷-丙烷混合裂解自由基反应机理进行一维和二维模拟,根据一维、二维模型轴向和径向的流速、温度、原料及产物浓度分布,分析其混合裂解规律。径向的传递过程会降低裂解温度,所需供热量减少,同时径向自由基的返混促进了管中心原料的裂解,因此二维模型中乙烯和甲烷的浓度高于一维模型。乙烷-丙烷混合裂解的链引发阶段只有丙烷参与,乙烷参与了链传递过程,反应体系内自由基需要一定量的积累后才生成乙烯和丙烯。

崂山湾岸线时空变化分析及生态修复探讨

崂山湾是山东省青岛市建设海洋强国的重要基地。选取崂山湾自2005年至2020年间的4期高分辨率遥感影像,运用数字岸线分析系统(DSAS)研究崂山湾的岸线时空变迁,结合当地社会和经济发展,对岸线演变的驱动力进行分析,且对进一步的海岸带生态修复做出一定的探讨。结果表明:①2005—2020年,崂山湾海岸线长度整体增长6.75 km,湾内面积减少18.01 km^(2),自然岸线减少3.41 km,人工岸线则增长10.16 km,人工岸线比例呈增长趋势。②2005—2010年,崂山湾海岸处于缓慢侵蚀状态;2010年以后,崂山湾海岸处于淤进状态,其淤进主要来源于鳌山头以北的填海造陆和滨海工程建设;2015年以后,随着海岸工程建设的逐渐完善以及城市蓝色海湾战略的实施,海岸线淤进速率相对放缓。其中,用于渔业发展的围垦养殖和城市建设进行的填海造陆和滨海工程建设等人为活动是驱动崂山湾海岸线变迁的主要因素。③针对崂山湾目前海岸线变化现状,建议通过工程措施和植被生态修复手段相结合进行综合施治,以有效推进崂山湾海岸带的生态防护和可持续发展。

金属激光粉末床熔融成形缺陷及其原位表征研究进展

金属激光增材制造过程中熔池处于超高温度梯度、超快凝固速率、循环热载荷的极端非平衡凝固环境中,复杂的材料冶金、热力耦合行为容易导致孔隙、裂纹等缺陷的产生,影响构件的内部质量与力学性能。受限于材料的不透明性,传统的材料表征方法难以实现金属激光增材制造过程中的实时信息捕捉。相比之下,同步辐射X射线成像具有高时空分辨率,可以实现金属激光增材制造过程中熔池动力学及缺陷衍化的原位表征。论文综述了同步辐射X射线成像在金属激光粉末床熔融增材制造领域的研究进展,总结了增材构件中常见的缺陷类型及其表征手段,详细介绍了增材制造过程中熔池动力学行为及缺陷衍化机制,最后对同步辐射X射线成像在增材制造领域的未来发展方向进行了展望。

基于机器学习的激光粉末床熔融工艺参数优化、过程监测和服役寿命预测的方法论

激光粉末床熔融工艺(LPBF)因成形精度较高、制造周期短,成为增材制造的主流方法之一,但其制造工艺的可重复性、生产过程的可解释性和成形构件的可靠性仍面临重大挑战。LPBF成形过程涉及的参数众多,不同工艺参数的选择会导致构件内部产生不同类型的微观/宏观缺陷,进而影响构件的服役性能。因此明确工艺参数、缺陷和性能三者之间的联系是当前激光粉末床熔融制造的热点与难点。作为大数据与人工智能发展到一定阶段的必然产物,机器学习方法为有效处理高维物理量之间的复杂非线性关系提供了契机,在增材制造过程中工艺参数优化、缺陷监测和性能预测等方面得到持续关注。本文介绍了常用的机器学习(ML)模型,总结了LPBF中ML的输入信息,重点分析了数据驱动和物理驱动ML模型在LPBF各领域的应用,最后指出当前ML的局限性,并探讨了其发展趋势和技术前景。

输电线路零序阻抗测试研究

输电线路零序阻抗的突降会直接影响线路接地距离保护和零序方向保护的工作可靠性。针对线路参数测试过程中发现的零序阻抗偏大问题,从架空地线的接地方式以及变电站的地网接地电阻分析了零序阻抗的测试,并对线路进行了排查以及参数的复测,最后给出了线路参数零序阻抗测试方法步骤以及测试建议。

基于偏振光传感器的仿鼠脑导航方法

面对长距离复杂场景下的自主移动机器人导航问题,仿生鼠脑的RatSLAM相较传统SLAM更加高效。但完全依赖视觉信息,导致其精度不高、可靠性不足。通过引入天空偏振光定向,高效地提供精准的绝对航向角,可以弥补RatSLAM的不足。设计并搭建了一种偏振光仿鼠脑导航系统及导航实验平台,经过室外道路实验验证了系统的性能,并与RatSLAM进行了比较。实验结果表明,偏振光仿鼠脑导航系统和RatSLAM的平均位置误差分别为3.65 m和26.29 m,平均角度误差分别为0.36°和2.39°。该系统减少了累积误差,实现了高效、强鲁棒性、轻量化的自主导航。

双环戊二烯高值化利用现状与发展前景

随着乙烯工业的发展,DCPD(双环戊二烯)的高值化利用对炼化业务转型升级和可持续发展具有十分重要的意义。从供给端、需求端和生产端介绍了中国DCPD的发展现状,对DCPD在石油树脂、改性不饱和聚酯、聚双环戊二烯树脂、合成戊二醛、二氧化双环戊二烯环氧树脂、降冰片烯、自修复材料等方面的应用进行了综述,认为随着双环戊二烯含量越来越多,基于DCPD的结构特点和其在有机合成中的反应特性,以及DCPD高分子材料终端产品应用领域的不断扩展,加快DCPD单体、聚合工艺与工程、加工特性与推广应用等全产业链的核心技术攻关和产业化步伐十分迫切。最后提出了DCPD高价值利用的初步建议。

熔铸法制备纳米碳增强铝基复合材料研究进展

纳米碳增强体具备优异的力学、热学、电学等性能,是金属基复合材料中理想的增强体之一。将纳米碳增强体与铝基体复合,可以获得具有优异力学性能及导热导电性能良好的复合材料,在新一代飞行器零部件材料展现出巨大潜力。目前急需低成本大规模化制备方法的推广应用,熔铸法是其大规模制备的首选。基于此,本文综述了近年来国内外采用熔铸法制备纳米碳增强铝基复合材料的研究进展,通过纳米碳增强体加入铝熔体方式的不同进行分类,详细介绍了搅拌铸造法、压力铸造法、半固态铸造法、压力浸渗法等纳米碳增强铝基复合材料中主要的铸造方法。分析总结了不同铸造方法的特点及铸件的力学性能,最后指出熔铸法制备纳米碳增强铝基复合材料过程中存在的关键科学问题,并且展望了未来的发展方向。

“站城融合”背景下大型铁路枢纽交通设计要点

目的:“站城融合”背景下,铁路客运枢纽交通系统需要兼顾“枢纽交通高效集散”与“一体化物业高品质出行”的双重需求,因此需针对铁路客运枢纽交通设计开展研究。方法:提出了基于“站城融合”的铁路客运枢纽核心区交通设计的总体思路;以北京城市副中心站为案例,分析了配套交通设施规模、交通设施布局要点和区域交通组织优化要点。结果及结论:基于“站城融合”的铁路客运枢纽核心区交通设计技术要点为:基于单位旅客发送量指标,研判枢纽配套交通设施规模;在对枢纽核心区用户交通特征进行交叉分类基础上,通过设置“共享交通核”实现枢纽核心区交通组织“多进多出”;避免既有枢纽运营阶段的交通问题,提升核心区交通系统能力的冗余度与运营组织的灵活性。

新型高强亚稳β钛合金电子束焊接接头组织与力学性能

以新型高强亚稳β钛合金Ti-4Al-5Mo-5Cr-5V-1Nb(Ti-45551)为研究对象,分别对20 mm厚锻态、固溶态和固溶时效态钛合金板材进行电子束焊接,研究了不同母材状态下电子束焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,3种焊件熔合区均为粗大β柱状晶,固溶态+焊接(SW)条件下焊接接头各区域均无α相,而锻态+焊接(FW)和固溶时效态+焊接(AW)条件下随着距离焊缝中心越远,热输入能量越低,在热影响区有残余α相(ghostαphase)存在,并随着距离焊缝中心越远,“ghostαphase”含量增多。3种焊接接头抗拉强度和塑性相近,分别约为760 MPa和7.5%,归因于熔合区均形成粗大柱状β晶组织,应变在该区域集中,导致焊件强度下降,最终在熔合区断裂。

基于冰冻装卡的镁锂合金零件铣削工艺参数对切削温度的影响与仿真验证

本文以镁锂合金材料的卫星机箱壳体零件为对象,研究不同铣削工艺参数加工镁锂合金壳体时冰冻装卡方式降低壳体温度效果。借助冰冻盘和红外测温仪进行镁锂合金壳体铣削加工实验,探索冰冻装卡工艺方法对镁锂合金壳体零件及切削区域的温度影响效果。结果表明,主轴转速n在1500~3500r/min、背吃刀量ap在0.3~0.7mm、进给量F在300~550mm/min的工艺参数范围内,冰冻装卡方法能有效控制镁锂合金壳体零件的加工部位和切削区域的温度,使镁锂合金壳体零件的切削加工过程零件温度和切削区域平均温度,远远低于镁锂合金材料燃点温度,显著避免加工过程中切屑燃烧的安全隐患,极大提高加工效率。该工艺方法在某卫星的陀螺仪控制壳体加工中成功应用。

以酒体设计大赛为抓手 培养大学生创新思维与实践能力

学科竞赛是培养大学生创新思维及实践能力的有效途径,有利于实现高等教育培养创新应用型人才的目标。以湖北省大学生酒体设计大赛为例,介绍了竞赛的组织、筹备、内容及方式,结合湖北师范大学学生的参赛实例,从酿酒理论知识、味觉识别及酒类品评、酒体设计等环节探讨了竞赛对培养学生创新思维与实践能力的积极作用。实践表明,酒体设计大赛有助于激发学生的学习热情和动力,引导学生利用所学理论知识解决实际问题,进而促进学生创新实践能力的提升。

化石原料制氢技术发展现状与经济性分析

对煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢以及工业副产回收氢气等化石原料制氢技术发展现状进行了详细分析,研究对比了几种化石原料制氢技术的生产成本与经济性,并对化石原料制氢产业发展前景进行了深入思考,总体认为:煤制氢具有资源成本优势,是实现大规模制氢的首选技术;天然气制氢发展潜力大,但目前存在资源约束和成本较高的问题;工业副产回收氢气是未来颇具发展潜力的制氢方式;甲醇制氢规模灵活,但存在设备成本高、稳定性较差等不足。在当前太阳能等新能源制氢技术尚未成熟的现实条件下,化石原料制氢必将担当主要角色,未来氢能产业必将是化石原料制氢与电解水制氢、新能源制氢多种方式共存、多元化发展的供给格局。

金属有机框架/聚酰亚胺混合基质膜的研究进展

聚酰亚胺是一种具有高热稳定性和良好成膜性的高分子材料,但聚酰亚胺膜在气体分离方面的应用效果较差。金属有机框架材料在气体分离中有较好的应用前景。用两者制备的混合基质膜,可以综合其各自的优点,提高对气体的选择渗透性。本文综述了采用金属有机框架材料、金属有机框架材料改性以及添加其他聚合物基底制备混合基质膜,对气体分离效果的影响,并对这种混合基质膜在气体分离领域的使用效果进行了分析,对这种混合基质膜面临的挑战进行了讨论与展望。

我国煤制烯烃技术发展现状与趋势分析

煤制烯烃是近几年来盈利状况最好的现代煤化工产品,其发展动向引发石化行业关注。本文介绍了煤制烯烃尤其是经甲醇制烯烃技术的发展现状,探讨了煤制烯烃技术的发展趋势,并对煤制烯烃和外购甲醇制烯烃技术的经济性进行了分析,认为:目前煤制烯烃技术总体上成熟,已在我国得到大规模工业推广,但仍需加强技术创新,早日拥有具有自主知识产权的煤制烯烃全流程一体化成套技术。随着我国煤制烯烃产能快速增长,未来石油烯烃与煤制烯烃的竞争不断加剧,为此应立足行业实际,充分发挥石油化工与煤化工自身优势,加快技术研发与产品结构调整,实现产品结构差异化、高端化,促进石油化工与煤化工优势互补,推动我国化工行业高质量发展。

低压地下与地表滴灌滴灌带水力性能对比试验

为研究低压条件下地下毛管的水力性能与灌水均匀度的变化规律,以新疆大田地下滴灌系统作为研究对象,支管入口压力在1.4~6.55 m之间,在支管的首部、中部和尾部分别对地下和地表毛管进行测试,比较流量、工作压力和总水头损失等参数间的关系。结果表明:1)可以通过压力与流量判断毛管工作是否正常。2)地下毛管在土壤基质势驱动滴头出流时,大于地表毛管流量,相对地表毛管流量增加0.12~0.9,并且增加比例随压力降低而增大。3)90%的正常地下毛管的工作压力要小于地表毛管,压力折减系数在(-10%,0)的概率是70%。4)用总水头损失、勃拉休斯公式及多口系数推求毛管考虑局部水头损失的加大系数,地表毛管平均值在1.32~5.94之间,地下毛管平均值在1.37~2.18之间,二者均随压力降低而增大;土壤基质势作用使地下毛管流量增大,导致地下毛管的加大系数比地表毛管小。5)地表管网的灌水均匀度随压力降低而降低;土壤基质势的作用提高了地下管网的均匀度,压力偏差率比地表管网低0.62%~3.44%,流量偏差率比地表管网低8.15%~22.4%。该研究可为低压地下滴灌系统的设计与管理提供科学依据。

微细浸染型金矿酸性热压氧化预处理动力学研究

以氧气消耗速率表征氧化速率,研究了微细浸染型硫化物金矿热压氧化预处理过程动力学的影响因素,考察了矿浆pH值、温度、矿样粒度、氧分压、气液界面面积和矿浆浓度对氧化速率的影响,以及氧化率和氧化速率的关系。结果表明,矿浆pH<2.5时,保持较高的氧化速率;氧化速率随温度升高、氧分压增加和矿浆浓度降低而增大;增加气液接触面积可提高氧化速率,当矿浆浓度为33%、氧分压1.6 MPa,在优化条件下,气液接触比表面积达到25 m2/m3,40 min可完成氧化预处理。

宝山农场地下水动态分析

【目的】探求宝山农场地下水动态规律,为宝山农场引江灌溉水资源平衡利用提供理论依据。【方法】调查宝山农场11 a地下水位资料,分析了宝山农场地下水位年内变化规律,利用双向回归结合降水指数(SPI)分析了地下水位年际变化规律,并通过R/S分析法分析了地下水位变化趋势。【结果】水稻生育期内抽取地下水灌溉,致使地下水位下降0~2 m,在非生育期内可以恢复正常水平,宝山农场特征时间点的地下水位在年际间变化有明显的突变趋势;地下水位与SPI具有较强的线性相关关系,R=0.824 9;R/S分析结果表明,提水灌溉不会导致地下水位持续下降。【结论】降水和灌溉是影响宝山农地地下水位动态变化的主要因子;宝山农场目前的地下水资源采补相对平衡;引江灌溉过程中要密切观测地下水位变化。

川中须家河组致密气运移地球化学示踪

致密气成藏研究近年来备受关注,天然气在致密储集层中能否大规模运移是所关注的焦点之一。从天然气地球化学角度,以川中须家河组典型致密气藏为研究对象,用天然气组分参数对川中须家河组致密气进行地球化学示踪研究,来回答天然气能否在致密储集层中发生大规模运移的问题。川中须家河组气藏平面上大面积断续分布,纵向多个独立气藏互相叠加。研究表明,在横向上,川中须家河组相邻气田之间,相同层系的天然气组分参数有明显差异,天然气没有发生横向运移现象。在纵向上,须家河组内上、下气藏之间天然气地球化学特征具有明显差异,这种差异不符合天然气运移分馏规律,说明天然气也未发生明显的垂向运移。换言之,须家河组致密气是原地或近距离聚集成藏,天然气没有经过大规模运移。

一种基于FPGA的彩色图像自适应形态学实现方法

传统形态学处理算法受制于结构元素单一等问题,处理效果并不理想,往往会忽略原图重要的特征信息,而且基于软件平台的形态学处理算法在处理速度上较为缓慢。针对上述问题,提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列(fi eld programmable gate array,FPGA)的彩色图像自适应形态学实现方法。首先在软件平台上实现了彩色图像自适应形态学算法和传统形态学处理算法,经过对比分析后得出结论为彩色图像自适应形态学算法对图像的处理效果更好,然后在FPGA上设计实现了彩色图像自适应形态学处理系统,该系统按照以面积换速度的形式进行FPGA结构设计,其中包括了控制模块、结构元素生成模块、形态学运算模块、整合输出模块等。试验结果表明,本文提出的方法不但可以极大提升彩色图像的形态学处理的准确率,而且保留了原图重要的特征信息,与此同时,基于FPGA实现该算法后,在保证处理效果的前提下极大地提升了处理效率,为图像处理的实际应用提供了有效的支撑。