卸压速度对构造煤突出过程中瓦斯膨胀能的控制作用

煤与瓦斯突出(简称“突出”)多发生在构造煤层。瓦斯膨胀能是参与突出的重要能量之一。构造煤体在突出连续发展阶段中将经历连续复杂的卸压过程,为了明确卸压速度在突出连续发展过程中对瓦斯膨胀能的控制作用机理,选取地质构造复杂、突出灾害治理难度较大的平煤十三矿突出煤层煤样为研究对象,开展了不同卸压速度条件下的构造煤型煤三轴加载试验、筛分试验和煤粒瓦斯解吸扩散动力学试验。基于试验结果揭示了不同卸压速度条件下构造煤体的粉化特征和瓦斯解吸规律,反算了不同卸压速度条件下破碎煤体的瓦斯解吸量和瓦斯膨胀能,提出了一种突出连续发展过程中的正反馈模型。结果表明:卸压对煤样强度和抵抗变形的能力具有一定的弱化作用,卸压速度越大,弱化作用越强,越容易发生破坏。随着卸压速度的提高,煤样破碎后的粉化程度增强,瓦斯解吸量亦随之增高,导致瓦斯膨胀能增大。卸压速度从0.01 MPa/s增大至0.1 MPa/s时,破碎煤样的瓦斯膨胀能增加了21.05%~40.00%。卸压速度的增大,使得构造煤样的破碎程度、气体流动通道和煤体内能增加,初始瓦斯解吸量也随之增加,最终导致瓦斯膨胀能的增加。研究表明卸压速度对诱导突出连续发展有着关键作用,其控制瓦斯膨胀能的正反馈过程不断循环是影响构造煤层突出连续发展的重要因素。

预测性维护任务计算卸载与资源分配联合优化

针对预测性维护(predictive maintenance,PdM)人工参与资源调配的问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)的计算卸载和资源分配方案。该方法利用遗传算法的进化思想,改进了侦察蜂的搜寻步骤,解决了传统人工蜂群算法容易陷入局部最优解、多样性不足等缺点,能够根据设备故障率生成维护成本最低的资源分配方案。仿真实验结果表明,该算法较其他算法收敛速度更快、收敛质量更高、减少维护成本更明显,能够有效解决PdM场景的计算卸载和资源分配问题。

福建长乐海域水沙环境及海岸演变研究

依托实测水下地形和水文泥沙资料,研究了福建长乐海域水沙环境及海床冲淤演变特征。研究结果表明:福建长乐海域为基岩岬角控制的沙质海岸,波浪较强、潮流流速小、水体含沙量低、海岸线及海床地形长期保持基本稳定状态;研究海域的常风向和常浪向均为NNE向,强风和强浪主要受台风及寒潮大风影响;研究海域属强潮海区,最大潮差为6.92 m,平均潮差为4.45 m;研究海域潮流属正规半日潮流,往复流特征明显;研究海域底质分布在横向上呈现近岸粗、深水区细的分布特点,近岸存在南北连续的砂质沉积带,波浪作用下自北向南输移的泥沙对海岸演变有一定影响。

半封闭自由表面式静电纺丝喷头设计与优化

针对静电纺丝技术中毛细针头纺丝产量低、自由表面式静电纺丝溶液体系不稳定等问题,提出一种多叶片半封闭自由表面式静电纺丝喷头。利用MatLab软件对叶片截面曲线进行拟合,基于溶液分配均匀性建立喷头基本结构;借助Fluent流体压力仿真以及神经网络(BP)和模拟退火算法相结合的方法,计算出叶片内外层与中线的合适夹角,分别定为27°和50°;基于张力系数的计算推导出喷头内层和外层对液滴持握时间的理论公式,喷头内外层液滴持握时间分别为21.89 s和17.80 s;最后进行静电纺丝实验,验证该喷头叶片尖端可稳定形成12股射流,纤维薄膜面积可达1140~1440 cm^(2),纤维平均直径为275 nm,变异系数(CV值)为17.49%。研究结果对于开发稳定、高效、可控的静电纺丝纳米纤维制备方法具有一定的参考意义。

花瓣状多尖端静电纺丝喷头的电场模拟及优化

针对目前多针头静电纺丝易堵塞、针头之间存在边缘效应和无针头静电纺丝供液易挥发、泰勒锥位置不可控等问题,提出一种花瓣状多尖端喷头静电纺丝方法。喷头为半封闭式结构,上半部分为圆柱直管多流道结构,下半部分为花瓣状流道扩张结构,每层的花瓣之间的间距为4 mm,能够在花瓣尖端高电场诱导作用下激发多股射流;利用COMSOL有限元分析软件对下半部分花瓣状流道扩张结构的各个参数电场强度进行模拟,研究喷头下端花瓣数量、花瓣长度和花瓣排布方式对电场均匀性的影响。结果表明:当静电纺丝喷头花瓣数量为4对(8个)、花瓣内层长度为21 mm、外层长度为20 mm、接收距离为200 mm、电压为30 kV时,电场强度平均值为5.441×10^(6) V/m,变异系数(CV)值为5.58%,表明该静电纺丝喷头可激发较高的电场强度且分布均匀;最后采用静电纺丝设备进行纺丝实验,验证了该新型花瓣状多尖端静电纺丝喷头在静电纺丝过程中能够降低边缘效应,减小能耗,射流多且稳定可控,可进行规模化静电纺丝。

半封闭自由表面式静电纺喷头尖端参数对电场强度及其均匀性的影响

在实验过程中设计的半封闭自由表面式静电纺丝喷头,由于内外2层尖端电场不均匀,导致在纺丝初期外层开始形成泰勒锥时内层依旧是液滴,针对该问题,对此喷头的尖端进行电场分析和优化。利用COMSOL对喷头初始模型进行电场模拟,其尖端平均电场强度为2710 kV/m,CV值为18%。将初始模型的叶片排布优化为对齐镊合和错位镊合并改变其尖端角度,根据实际模型测得外层尖端角度的变化范围为63.90°~160.78°,内层尖端角度变化范围为43.66°~170.22°,利用COMSOL对2种排列从内外层均为70°到内外层均为160°的模型进行电场模拟,将得到的仿真数据拟合成方程,当对喷头施加30 kV电压且接收极接地时,得到对齐镊合且外层为71°、内层为45°时尖端电场强度平均值为5643 kV/m,CV值为11%;错位镊合且外层为117°、内层为45°时尖端电场强度平均值为4773 kV/m,CV值为10%。再经过均匀电场的理论计算得出对齐镊合时喷头中轴线上2个点受到的电场力比错位镊合时分别小8.65%和14.96%,根据仿真模拟和理论计算结果得出,喷头采用对齐镊合且外层为71°、内层为45°时为最优,其尖端电场强度相对于优化前的模型提高了108%,,CV值降低了38.89%,故在同等条件下该模型不会因为内外电场不均匀而导致多射流不同步。实验过程中,改进的2种喷头在30 kV电压下均无液滴。对齐镊合喷头在20 kV电压下可以实现稳定纺丝,错位镊合喷头在24 kV下可以实现稳定纺丝。

基于改进DeepLabv3+算法的起重机锈迹检测

室外工作的起重机金属结构易产生锈蚀现象,严重的锈蚀会导致结构承载能力显著降低,从而引发灾难性事故。文中针对当前起重机人工锈迹巡检中存在的漏检、误检和费时等问题,提出一种基于改进DeepLabv3+算法的自动化锈迹检测方法。该方法依托于机器视觉,将原始DeepLabv3+的骨干网络替换为幽灵网络(GhostNet)以提升网络的轻量化程度;使用特征金字塔网络(FPN)进行特征提取,用于抑制噪声和背景对锈迹提取的不良干扰;引入空间感知独立自注意机制(SSA)来提高网络区域感知性能;最后使用特征融合(Add)代替原始网络的特征堆叠来降低算法参数量。将所提方法应用于室外起重机锈迹检测,结果表明所提算法的检测性能优于原始算法和其他经典语义分割算法,具有重要的工程应用价值。

多馈入高压直流输电系统换相失败防御技术研究综述

高压直流输电技术具有输送容量大、输电距离远、综合成本低的优势,在解决我国能源中心与负荷中心逆向分布问题上起到关键性作用,是中国实施“西电东送”重要战略支撑技术,占“西电东送”总容量50%以上。经过20余年的应用和发展,中国逐步建成了多回直流线路接入同一地区的电网结构,形成了多馈入高压直流输电系统。多馈入直流系统虽然提高了系统运行方式的灵活性、扩大了输送容量,但是增加了系统结构的复杂性、导致系统安全稳定问题愈加突出。多馈入直流系统中,单一交流故障就有可能在大范围内引发多回直流换相失败,对系统造成千万千瓦的功率冲击,严重威胁电网安全稳定运行。换相失败造成的危害随着直流馈入数量和容量的增加越来越严重。该文围绕未来高比例新能源场景下多馈入直流换相失败难题,首先论述了多馈入高压直流输电系统的概念,分析了直流输电系统换相失败机理,然后从换流站级、换流器级及系统级3个层面对现有的换相失败防御技术进行综述,最后对未来换相失败防御技术的重点方向进行了展望,并给出相关建议。

树脂基防隔热一体化热防护复合材料高温性能演变分析

采用溶胶-凝胶-常压干燥的方法,以耐热杂化酚醛树脂(PF)为基体,复合碳纤维编织物(CF)制备树脂基防隔热一体化热防护复合材料(PF/CF-HT01)。利用热分析(TG)、电子万能试验机研究材料热稳定性和高温力学性能,利用氧乙炔装置研究材料耐烧蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)研究材料微观结构演变过程。结果表明:空气中树脂基体的初始分解温度为387.3℃,最大分解温度为644.7℃,800℃时残炭率为13.8%;复合材料初始分解温度为405.3℃,800℃时残炭率为42.8%;复合材料常温压缩强度最大为542.6 MPa,经1 000℃原位热处理30和60 s后的最大压缩强度分别为166.2和149.9 MPa。复合材料具有良好的防隔热一体化性能,其线烧蚀率可达0.039 mm/s,单次热考核结束时背温低于100℃、继续热传导后最高背温低于200℃。高温作用下材料快速陶瓷化形成致密的SiO2和BN瓷化层,赋予材料突出的耐烧蚀抗冲刷性能,而底层仍然保留着多孔结构使得材料保持较好的隔热性能。

可控换相换流器耗能模式工作原理及电气建模

可控换相换流器(controllableline-commutedconverter,CLCC)具备可控关断能力,能够消除交流系统单相接地引起的换相失败故障,但是故障期间,直流传输功率仍会下降;为此,提出了CLCC主避雷器和V13子阀避雷器充当耗能电阻的耗能模式工作原理,建立了阀避雷器非线性时变电压源模型,求解了耗能模式下CLCC工作电路电气方程,确定了V13子阀避雷器残压值和阀提前关断时间对耗能功率的影响规律,搭建了包含维持系统传输功率为恒定值的闭环控制策略直流系统仿真模型,证明了CLCC在发挥换流作用的同时充当直流耗能装置,逆变站交流系统无法消纳的功率可由CLCC消耗掉,系统的直流功率将不会发生波动,可以把逆变站交流系统单相接地故障对直流系统的冲击降至最小。

超声弹性成像联合US-FNAB诊断TI-RADS 4类甲状腺结节的价值探讨

目的:探讨超声弹性成像(UE)联合超声引导下细针穿刺活检(US-FNAB)对甲状腺影像报告与数据系统(TI-RADS)4类甲状腺结节的诊断价值。方法:回顾性分析2021年1月至2023年3月于我院手术切除的96例术前超声分类为TI-RADS 4类甲状腺结节患者的临床资料,患者术前均接受UE和US-FNAB检查;以术后病理结果为金标准,使用Kappa一致性检验评价UE、US-FNAB联合诊断TI-RADS 4类甲状腺结节良、恶性的价值。结果:经术后病理证实共有恶性结节68例(70.83%),良性结节28例(29.17%);恶性结节和良性结节的弹性评分分布有统计学差异(P<0.05);术前UE诊断恶性结节59例,良性结节37例;术前US-FNAB诊断恶性结节66例,良性结节30例;UE、US-FNAB、UE联合US-FNAB串联试验诊断结节良、恶性与病理结果一致性一般(Kappa=0.608、0.704、0.492),UE联合US-FNAB并联试验诊断结节良、恶性与病理结果一致性较好(Kappa=0.761)。结论:术前UE联合US-FNAB(并联试验)对TI-RADS 4类甲状腺结节的诊断具有高度敏感性,有助于减少甲状腺癌的漏诊。

电动机脂润滑密封深沟球轴承的密封性能

以电动机用脂润滑密封深沟球轴承为研究对象,基于滚动轴承动力学以及流体力学理论建立脂润滑密封深沟球轴承动力学微分方程组,求解多相流模型并分析了轴承结构参数对其密封性能的影响,试验结果表明:润滑脂泄漏速率随着外沟曲率半径增大先减小后增大,随着径向游隙增大而增大,随着保持架兜孔直径、引导间隙增大而减小;密封寿命随着外沟曲率半径、保持架兜孔直径、引导间隙增大而增大,随着径向游隙增大而减小;润滑脂填脂率对润滑脂泄漏速率影响显著,填脂率过大使泄漏加快,填脂率过小易导致球接触区域润滑不良,最佳填脂率为30%,此时密封寿命最长。

桂花精酿啤酒工艺研究与品质分析

精酿啤酒因具有高麦汁浓度、高酒精度、高酒花苦味等特有风味及口感,成为近些年来啤酒企业关注的焦点。桂花香气舒适浓郁,香氛中富含大量的活性健康成分。因此,探究不同桂花添加量对精酿啤酒产生的品质差异具有重要的实际意义。通过理化指标检测、挥发性成分分析及感官评价结果确定桂花精酿啤酒的工艺配方。实验结果表明桂花添加量影响精酿啤酒的挥发性成分,其与精酿啤酒的酒精度、浓度、酸度等理化指标成正比,和发酵度成反比。桂花精酿啤酒挥发性成分主要以醇类和酯类为主,具有醇厚浓郁香气。桂花添加量为0.6%时所制得的桂花精酿啤酒泡沫丰富细腻、持久,酒体爽口、入口纯正,酒体协调,无异香、异味,具有桂花的典型性香气。

城市生活垃圾中纤维素与木质素随龄期变化的规律

在填埋过程中,生活垃圾中的纤维素与木质素含量会随着填埋龄期的增加而发生变化。为了研究垃圾中纤维素与木质素随龄期变化的规律,采用美国国家可再生能源实验室方法,分别测定了杭州天子岭垃圾填埋场的不同龄期城市生活垃圾(Municipal solid waste,MSW)及机械生物处理(Mechanical biological treatment,MBT)垃圾中纤维素与木质素含量,分析了MSW中纤维素与木质素含量随龄期的变化规律以及MBT垃圾和MSW在纤维素与木质素含量上的差异。结果表明:MSW中纤维素、木质素的降解速率均随龄期的增加由快变慢,但纤维素降解速率远大于木质素;纤维素与木质素比值随着龄期的增加而减小,其减小的幅度逐渐变小并趋于平缓。MBT垃圾中纤维素含量相较于新鲜垃圾出现了显著下降,同时木质素在剩余垃圾中所占比例明显增大。天子岭垃圾填埋场的MBT技术手段处理效果较好,可以作为新建垃圾填埋场处理垃圾的技术参考,也可作为已建垃圾场技术升级的参考。该研究采用定量试验验证了MBT技术的优势,为MBT技术推广提供了有力支撑。

可控换相换流阀单阀关断试验方法研究

可控换相换流阀(controllable line-commutated converter,CLCC)既保持着常规直流换流阀容量大、损耗低、过负荷能力强的优势,又能实现桥臂可控关断,可根本解决换相失败问题,适用于多馈入直流系统。2023年6月,CLCC已成功在±500 kV/1 200 A葛南直流改造工程中示范应用,投运以来运行性能良好。CLCC关断大电流的能力决定了其是否能够在交流故障时成功抵御换相失败,因此,需开展单阀大电流关断试验,验证换流阀实际交流故障下内部百余支可控器件同步开通、关断一致性及暂态电气应力耐受水平。该文基于CLCC交流故障时的强迫换相原理,首先分析了主辅支路换流及桥臂换流过程中IGBT子阀关键应力,提取了故障工况各阶段的关键应力参数。其次,提出百kV补能交流电压源和LC谐振电流源百毫秒投退及隔离控制试验方法,建立了关键应力参数与试验电路参数的解析关系,完成了试验电路参数设计。搭建了±500 kV/1 200 ACLCC单阀大电流关断试验平台,考核了换流阀的工作能力,又通过试验和仿真对比分析验证了试验方法的等效性和正确性,为后续不同电压等级CLCC单阀关断试验的提供理论指导。

多元嵌段有机硅防热涂层制备及性能研究

面向未来高速飞行器的热防护需求,为解决有机硅防热涂层在气动热条件下易粉化剥蚀的问题,开展了多元嵌段有机硅防热涂层制备及性能研究。基于树脂分子结构创新的思路,设计并合成了具有嵌段结构的有机硅树脂,制备出了适用于高热流环境的有机硅防热涂层,并采用FT-IR、TG、SEM-EDS、电弧风洞试验等微观和宏观手段分别对树脂基体和涂层材料进行了表征分析;此外,通过对多元嵌段有机硅涂层高温下的烧蚀产物研究,分析了高温下涂层材料微结构演化规律。结果表明,目标产物多元嵌段有机硅树脂纯度较高、热稳定性较好,在1000℃氮气环境下的质量保留率为55.97%;以此为基体的防热涂层具有优异的综合性能,密度、伸长率、热导率三项关键指标分别为0.70~0.72 g/cm^(3)、16%~25%、0.05~0.06 W/(m·K)(20℃);在最高1044℃、310 s的风洞烧蚀条件下,涂层表面陶瓷化效果显著,无烧蚀后退,验证了由表及里分别为瓷化层、热解层、原始层的有机硅防热涂层烧蚀模型。

可控换相换流器研制及其工程应用

可控换相换流器是针对常规直流输电换流阀换相失败问题而提出的一种新型直流换流装备,并于2023年6月在±500 kV/1200 MW葛洲坝—上海南桥高压直流输电系统改造工程(简称“葛南直流改造工程”)中投入使用。文中首先阐述了可控换相换流器的技术需求与技术原理,对其技术经济性进行了分析。然后,结合葛南直流改造工程的实施,介绍了可控换相换流器研制、试验及应用情况,提出了可控换相换流器电气参数、结构设计方案、型式试验方案,并结合现场录波介绍了工程调试过程中的低压加压、空载加压、人工短路等关键试验项目和试验结果,以及换流器投运后的运行情况,根据历次交流故障事件现场录波具体分析了换流器动作时序的正确性。最后,对可控换相换流器在特高压直流输电工程、省域交流联络线改造等场景下的应用前景进行了分析,为后续可控换相换流器的进一步推广应用提供参考。

一种采用激光修调的高精度带隙基准电压源

基于Brokaw带隙基准模型设计了一种高精度、低温漂的基准电压源。采用金属薄膜电阻的低温漂特性降低基准电压的温漂系数,并通过后期的激光修调实现基准电压的高精度输出;采用p型基区电阻的正温漂特性,引入一个正温度系数的二阶电压分量,实现带隙基准电压的二阶曲率补偿,进一步减小输出基准电压的温漂系数。采用双极型工艺完成设计,对电路进行测试。测试结果表明,5~36 V的电源电压范围内可稳定输出2.5 V、3 V的基准电压,输出电压温漂为2.17×10^(-6)/℃,输出电压误差绝对值为0.15 mV,线性调整率为2.85μV/V,输出短路电流为44.35 mA,静态电流为0.68 mA。

四维子宫输卵管超声造影技术(4D-HyCoSy)联合宫腔水造影(SIS)对不孕症患者的输卵管通畅及宫腔粘连的诊断价值

目的:分析不孕症患者应用四维子宫输卵管超声造影检查(4D-HyCoSy)和宫腔水造影检查(SIS)的临床意义,分析两种方法联合应用对输卵管通畅度、宫腔粘连的诊断准确率、灵敏度和特异度。方法:在宁国市人民医院于2021年4月至2024年1月间收治的不孕症患者中,选取106例进行研究。所有患者均接受4D-HyCoSy和SIS检查。对比分析这两种技术及其联合应用在诊断输卵管通畅度和宫腔粘连中的准确性。结果:4D-HyCoSy检查+SIS检查对输卵管通畅度的诊断准确率、灵敏度和特异度均高于单一4D-HyCoSy检查的诊断准确率、灵敏度和特异度(P<0.05);在宫腔粘连的诊断准确率、灵敏度、特异度方面,4D-HyCoSy检查的诊断效能最低,SIS检查居中,4D-HyCoSy检查+SIS检查的诊断效能最高(P<0.05);此外,患者的不良反应轻微,仅有4.55%的患者出现轻微不适,未经特殊处理即自行缓解。结论:4D-HyCoSy和SIS在不孕症的诊断中各具优势,联合应用这两种技术能显著提高对输卵管通畅度以及宫腔粘连状况的诊断准确率,为临床治疗提供有力的指导。建议未来的研究进一步探讨这两种技术在不孕症诊断中的优化应用及潜在的临床推广价值。

“双循环”新发展格局下体育产业高质量发展的动力诠释与实现路径

从双循环新发展格局下体育产业与其他产业融合发展的内在逻辑关联出发,结合产业融合理论、产业分工理论和产业关联理论,对体育产业融合发展的内外部动力机制进行了理论诠释,并以此为依据对照当前制约我国体育产业与其他产业融合的现实因素,构建了双循环背景下体育产业高质量发展的实现路径。研究认为,体育产业自身属性特征、产业价值链整合发展要求、外部政策发展环境、技术创新动力变革和消费需求转变共同构成了双循环背景下体育产业融合发展的内外部动力机制。在现有发展基础上,我国体育产业要进一步拓宽融合发展的广度和深度,破除产业融合的行业与行政壁垒,强化各类产业融合资源整合力度,注重人力资本开发和创新驱动对产业融合的提升作用,从而在双循环背景下实现体育产业融合的高质量发展。