新型波纹翅片金属氢化物反应器的放氢性能有限元分析

旨在开发一种新型波纹换热翅片金属氢化物反应器,以期满足清洁能源技术领域对高效氢气释放性能的迫切需求。通过可靠的有限元数值模拟,得到了换热翅片结构参数、换热流体流动速度对反应器放氢时间的影响。结果表明:基于有限元数值模型可以准确得到反应器内部温度以及存储容量变化;翅片高度5 mm、翅片长度2.0 mm、翅片数目13为最优的反应器结构,其氢气释放时间比传统圆盘翅片反应器缩短了24%;换热流体流速对放氢速率有明显改善,当Reynolds数从1780增加到11860时,放氢饱和时间从930 s缩短到700 s。此外波纹翅片易于制造的特性,有利于其在工业领域进行大规模的制造和使用。

抽水蓄能电站建设形式与工程地质勘察

在构建新型能源体系的背景下,抽水蓄能电站作为一种技术最成熟、投资最经济的储能形式被广泛采用。在此背景下,我国抽水蓄能电站的建设正在如火如荼地进行着,当前除新建上、下水库建设抽水蓄能电站以外,一些大型混合式抽水蓄能电站、露天矿坑综合利用、采矿巷道综合利用等建设形式也逐渐被重视起来。针对不同建设形式,结合现行规程规范的要求,在总结已有工程建设经验的基础上,论述了工程地质勘察的重难点,以期在爆发式抽水蓄能电站建设过程中引起各参建主体的重视。

灵孢多糖对过氧化氢致SH-SY5Y细胞凋亡及线粒体功能障碍的调控

背景:目前研究证实,灵孢多糖可促进神经退行性相关疾病的神经再生。神经退行性疾病的发生与线粒体功能失调密切相关,但灵孢多糖对神经退行性疾病的细胞凋亡及线粒体功能的调控作用尚不明确。目的:探索灵孢多糖对过氧化氢诱导的SH-SY5Y细胞凋亡及线粒体功能障碍的调控作用及机制。方法:SH-SY5Y细胞分为3组:对照组,过氧化氢组,灵孢多糖组。对照组细胞正常培养,过氧化氢组细胞用300μmol/L过氧化氢处理24 h,灵孢多糖组先用300μg/μL灵孢多糖干预一两个小时,然后加入300μmol/L过氧化氢干预24 h,干预结束后用JC-1试剂盒检测线粒体膜电位,TUNEL染色试剂盒检测细胞凋亡情况,丙二醛试剂盒和超氧化物歧化酶试剂盒检测丙二醛和超氧化物歧化酶活性,免疫荧光染色法和Western blot法检测凋亡、线粒体动力学相关蛋白的表达。结果与结论:①与对照组相比,过氧化氢组线粒体膜电位和超氧化歧化酶活性显著降低,细胞凋亡率、丙二醇水平显著增高,差异均有显著性意义(P<0.05);与过氧化氢组相比,灵孢多糖组线粒体膜电位和超氧化歧化酶活性显著增高,细胞凋亡率、丙二醛水平显著下降,差异均有显著性意义(P<0.05);②与对照组相比,过氧化氢组促凋亡蛋白Bax和Caspase-3的表达显著增加,抗凋亡蛋白Bcl-2的表达显著下降,差异均有显著性意义(P<0.05);与过氧化氢组相比,灵孢多糖组促凋亡蛋白Bax、Caspase-3的表达显著降低,抗凋亡蛋白Bcl-2的表达显著增加,差异均有显著性意义(P<0.05);③与对照组相比,过氧化氢组线粒体分裂蛋白Fis1与线粒体动力学蛋白p-Drp1的表达均显著增高,线粒体融合蛋白OPA1、Mfn1、Mfn2的表达均显著降低,差异均有显著性意义(P<0.05);与过氧化氢组相比,灵孢多糖组线粒体分裂蛋白Fis1与线粒体动力学蛋白p-Drp1的表达显著降低,线粒体融合蛋白OPA1、Mfn1、Mfn2的表达显著增高,差异均有显著性意义(P<0.05);④以上结果证实,灵孢多糖可通过改善线粒体功能障碍以减轻过氧化氢诱导的SH-SY5Y细胞氧化应激损伤和细胞凋亡。

高性能宽谱上转换成像发光二极管性能优化

高性能宽谱上转换成像器件在医疗、食品安全、无损检测和国家安全等领域中发挥着重要作用,但现有半导体上转换器件因探测范围窄、上转换效率低而受到限制。为实现更宽谱和高效的上转换,本文通过优化LED结构,显著提升了棘轮上转换器件的性能。改进后的LED发光效率提升了2个数量级,μA量级的驱动电流下即可开启发光,发光光谱更接近规则洛伦兹线型,器件整体面发光均匀性也显著提升。研究明确了性能优化原则,并为未来上转换器件的改进提供了参考方向。

晶种辅助预晶化法合成纳米ZSM-5分子筛及其在丙烷芳构化反应中的应用

在丙烷芳构化反应中,常规分子筛催化剂易积炭失活,导致催化性能及使用寿命均不理想。采用全硅分子筛Silicalite-1(S-1)作为晶种,结合晶种法和预晶化法合成了纳米ZSM-5分子筛(ZSM-5-Nano)。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和N2物理吸/脱附表征了ZSM-5-Nano的结构。结果表明,ZSM-5-Nano是由粒径为50 nm左右的小颗粒堆积而成的,其比表面积高达395 m^(2)/g,同时富含晶间介孔。将ZSM-5-Nano负载Zn后得到催化剂Zn-ZSM-5-Nano,然后在固定床反应器中评价了该催化剂在丙烷芳构化反应(n(N_(2)):n(C_(3)H_(8))=7:3、空速为3000 h^(-1)、反应温度为550℃)中的催化性能。结果表明,Zn/ZSM-5-Nano拥有相对温和的酸性质,在丙烷芳构化反应中表现出了良好的催化性能,5 h内的丙烷转化率和轻芳烃(苯、甲苯和二甲苯)选择性分别高达88.4%和86.7%,且在5 h内基本不失活,催化性能优于微米ZSM-5分子筛(水热法)负载Zn催化剂和纳米ZSM-5分子筛(预晶化法)负载Zn催化剂。构效分析结果表明,Zn/ZSM-5-Nano的形貌和酸性共同作用提升了其催化性能,更短的扩散距离和更温和的酸性有效延缓了积炭的生成。

深冷挤出切削6061-T6铝合金切屑成形有限元分析

将深冷挤出式切削技术引入6061-T6铝合金的车削加工,结合有限元仿真技术探究深冷挤出式切削对6061-T6铝合金车削加工效果的影响。建立深冷挤出式切削(CT-EM)和常温挤出式切削(RT-EM)的有限元仿真模型并进行模拟仿真,对比分析不同刀具前角、压缩比对等效应变、等效应变率、等效应力、切削温度和切屑形态的影响规律。结果表明:随着刀具前角和压缩比的增大,CT-EM和RT-EM的等效应变率、最大等效应力分布区域和最高切削温度呈下降趋势;最大等效应变值和分布区域随前角的增大而减小,随压缩比的增大而增大;CT-EM的等效应变率、最大等效应变值和分布区域、等效应力分布范围都要大于RT-EM,切削温度更低,切屑形态更为平整,填充率更高,成形效果更好。

基于西门子PLC与WINCC的轮毂打磨系统设计

随着智能制造的快速发展,汽车行业迅猛发展,为满足汽车轮毂零件的生产需求,结合传统打磨工艺,提高轮毂零件打磨效率,设计了一种基于西门子PLC与WINCC的轮毂打磨系统。硬件设计上使用西门子S7-1200 PLC为主要控制系统,执行装置采用ABB工业机器人,视觉检测装置采用欧姆龙工业相机。软件方面设计了PLC主控程序、仓储块程序、打磨块程序、ABB工业机器人的运行程序和视觉程序。系统使用了西门子WinCC软件作为生产状态监控系统,负责实时监控零件打磨的全过程。完成各个子系统的调试后,进行了整个系统的实际应用测试。测试结果表明:自动化轮毂打磨系统运行良好、工作状态稳定,轮毂零件完成度高、完成速度快。系统具有广阔的应用前景。

基于粒子图像测速(PIV)技术的圆盘桨搅拌槽湍流动能耗散率研究

在边长L为220 mm的方形搅拌槽内,采用高解析率的二维粒子图像测速(PIV)技术在搅拌雷诺数Re=1300下对圆盘桨形成的流场进行研究,得到Kolmogorov尺度下的高解析流场。基于流场数据和各向同性假设得到湍流动能分布,并比较了直接定义法和大涡PIV法计算的湍流动能耗散率。结果表明:当离底高度C=0.15L时,圆盘桨的流型呈现出独特的单循环流型,流体主要旋涡为单旋涡结构;搅拌槽内湍流动能的最大值出现在桨叶排出流的末端;在Kolmogorov空间解析尺度下直接定义法计算得到的湍流动能耗散率大于大涡PIV法,并且湍流动能耗散率的峰值位于桨叶端和排出流区域。直接数值模拟的验证结果表明,这两种计算方法中使用的各向同性假设是合理的。

多尺度皮革胶原纤维/丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究

利用巯丙基三乙氧基硅烷改性皮革胶原纤维(MCF),并将其作为丁苯橡胶(SBR)的补强剂,以提高丁苯橡胶复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。结果表明,基于MCF多尺度结构在增韧中的作用及其与橡胶的界面相互作用,提高了MCF在橡胶中的分散,促进了界面应力传递,从而增强了复合材料的机械性能。与纯SBR相比,填充3%(质量分数)MCF的弹性体复合材料拉伸强度从1.6MPa提高到2.1MPa,断裂伸长率从184%提高到247%。

灵孢多糖在神经炎性变性疾病中的保护作用及其机制研究进展

神经炎性变性疾病(NIDs)以神经元进行性变性和坏死为特征,包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、运动神经元疾病等。目前的疗法只能缓解症状,还没有方法来阻止这些疾病的进行性加重。NIDs具有神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍、自噬、凋亡等共同病理机制。灵孢多糖(GLPS)是灵芝的主要活性成分,由于其抗炎、抗氧化和神经保护活性,已被广泛用于NIDs的研究。通过系统综述GLPS在体外和体内NIDs模型中的作用,探讨其在抗神经炎症、氧化应激等方面的作用机制,为NIDs的治疗和GLPS的研究应用提供新的方案。

三维多站点云拼接新技术在文物保护中的应用

三维激光扫描技术是一项新型的立体测绘技术,具有高效率、高分辨率、高精度、高穿透性等优点,在变形监测、灾害监测、三维重建、文物保护、数字城市等方面应用前景广泛。本文对三维激光扫描中的三维点云拼接技术的难点进行了方法性的研究,提出了新的点云拼接方法,通过实例应用天宝Surphaser对扫描的数据进行拼接处理,比较各种拼接技术精度的高低,得出相应结论,该方法可以很好地应用于文物保护等领域,具有十分重要的参考意义。

太子神悦胶囊给药大鼠180天长期毒性实验研究

目的研究太子神悦胶囊灌胃给药180天对大鼠长期毒性的反应和性质。方法采用非近交系封闭群的Wistar大鼠88只,雌雄各半,随机分为阴性(溶媒)对照组、太子神悦胶囊小、中、大剂量共4个试验组,每组22只且雌雄各半。给药组分别经口灌胃给药太子神悦胶囊0.400g/kg、0.828g/kg、1.714g/kg(各相当于临床用量的23、48、100倍),共180天(26周,6个月)。停药后可逆性观察14天(2周)。第180天各组大鼠腹主动脉采血测定血常规、凝血时间及生化指标,给药完毕,每组处死12只大鼠,做尸解和组织学检查,余10只做可逆性观察。取心、肝、脾、肺、肾、胸腺、前列腺、睾丸、附睾、卵巢、子宫、脑称重并计算脏器系数。取心、肝、脾、肺、肾、脑、肾上腺、甲状腺、胸腺、前列腺、睾丸、附睾、卵巢、子宫、胃、十二指肠、胰、主动脉等进行组织学检查。恢复期结束后(第196天)进行相应处理及检测。结果于给药第2周时大剂量组的雄性大鼠相较于对照组,体质量增长值出现了显著下降,差异有统计学意义(P<0.05),并一直持续到给药结束,同时进食量也明显下降(P<0.05)。血液生化结果表明,给药后180天,大、中剂量组尿素(UREA)及肌酐(CRE)低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),但均在正常范围内,无病理学意义。恢复期大、中剂量组大鼠的谷丙转氨酶(ALT)低于对照组,但均在正常范围之内,无病理学意义。对其他血常规指标、血液生化及脏器系数均无明显变化。各剂量组大鼠未见药物中毒所致的病理形态学变化。停药后2周未见药物引起的延迟性毒性反应。结论本次长期毒性实验结果表明太子神悦胶囊1.714g/kg(相当于临床用量的100倍)有一定的非特异性毒性反应,为相对安全剂量范围,0.400g/kg(相当于临床用量的23倍)为绝对安全剂量范围。

中物院太赫兹自由电子激光装置现状及升级计划

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置(CAEP THz FEL,CTFEL)是国内唯一运行的基于超导加速器的高平均功率自由电子激光太赫兹源,具有频率连续在线可调(0.1~4.2 THz)、高峰值功率(>0.5 MW)、高平均功率(>10 W)、高重频(54.17 MHz)、短脉冲(~ps)、窄线宽(~2%)、全相干和线性偏振等特点。自2017年出光以来,已稳定运行了四年多,并开展了诸多应用实验研究。为进一步满足用户需求,CTFEL计划升级为一台红外太赫兹自由电子激光装置,电子束能量提升至最大50 MeV,频谱范围拓展至0.1~125 THz,同时,建设材料光谱和生物医学两个实验站。

压缩空气储能技术与发展

作为重要的新型储能形式之一,压缩空气储能较电化学储能具有安全性相对较高、放电时间较长、使用寿命较长等优点,较抽水蓄能电站具有受地形、水源条件限制少等优势。从压缩空气储能项目特点、关键设备、储气库建设、应用场景及成本分析等方面进行分析总结,梳理压缩空气储能关键技术重点和难点,提出压缩空气储能技术发展趋势及研判未来路径。

10 MeV、>80 Gy/s@1 m的光子FLASH放疗射线源

报道了基于常温射频直线加速器建成的10 MeV光子FLASH放疗射线源样机,采用高平均电流电子束轰击高速旋转辐射转化靶,在距离靶点1 m远处的固体水模内,X射线剂量率达到80.5 Gy/s,达到未来临床实验与推广所需剂量率阈值。

10 lp/mm空间分辨率高能CT系统

报道了基于光阴极S波段电子直线加速器建成的9 MeV高能微焦点射线成像系统“精卫”,X射线束横向尺寸小于100μm,7 h剂量波动低至1.6%。初步开展成像实验结果表明:双丝像质计清晰分辨13D号丝,丝直径0.05 mm,CT测试卡测得空间分辨率优于10 lp/mm,装置同时兼容电子束能量6~18 MeV可调。

超声骨刀联合硫酸钙人工骨植入在腰椎管肿瘤手术中的应用

目的探讨在腰椎椎管内肿瘤切除术中,使用超声骨刀行棘突椎板复合体切除及回植并植入硫酸钙人工骨的应用价值。方法回顾分析了2018年1月至2021年1月79例腰椎椎管内肿瘤的患者,其中男46例,女33例;年龄21~78岁,平均(39.8±14.7)岁。在使用超声骨刀棘突椎板回植的基础上,行硫酸钙人工骨植入的方法,重建脊柱解剖结构,观察术中椎板棘突复合体切除及回植所用时间、手术时间、手术出血量,并随访观察患者的相关并发症、影像学变化及及骨质融合情况。结果79例患者使用超声骨刀平均切开(1.7±0.7)个椎体,除1例硬膜破损外,其余未见硬脊膜破损、脊髓和神经根损伤等并发症。手术时间平均(124.8±21.7)min,平均每个椎体切开所需用时(8.2±2.8)min,平均回植所用时间(6.7±2.9)min;术中平均失血(276.1±69.7)mL;术后患者平均(12.5±3.0)d可痊愈出院。随访时间6~18个月,平均(9.7±3.5)个月,CT及MRI见棘突椎板复合体愈合良好,未见移位、塌陷,钛板及钛钉松动、断裂等现象,硫酸钙人工骨降解吸收,53例(67.1%)可见骨质缺损区硬化带形成。结论采用超声骨刀的棘突椎板复合体切开回植并硫酸钙人工骨植入的手术方式,操作安全可靠,棘突椎板复合体回植率及骨性愈合率明显提高,值得临床进一步推广应用。

光纤激光光谱合束及光栅热效应研究进展

受热效应、光学损伤与非线性效应等因素的限制,单纤的功率提高困难。因此通过光学元件将多束激光进行合束的光束合成技术应运而生。光谱合束方案具有结构简单,合束光束质量好等优点,逐渐成为了合束技术发展的主流。简要介绍了光纤激光光谱合束的几种常见合束方案,对比分析了几种合束技术的优缺点。对光谱合束中存在的光栅热畸变问题,从理论研究和实验研究两个方面进行了针对性的分析与讨论,并对光谱合束未来的发展趋势进行了展望。

过渡流搅拌槽内单颗粒悬浮特性的实验研究

利用高速摄像技术对过渡流搅拌槽内单颗粒的运动特性进行捕捉,分析了搅拌雷诺数及桨叶离底高度对颗粒悬浮运动的影响规律,并使用二维粒子图像测速技术得到搅拌槽内的流场信息。研究结果表明:颗粒的临界悬浮转速随桨叶离底高度的降低而降低,桨叶离底高度对颗粒在槽底的运动影响较大,颗粒在垂直离底悬浮后,于桨盘下方附近螺旋上升或作持续的螺旋状圆周运动,搅拌雷诺数升高对颗粒垂直上升的最大高度和最大速度影响较小,但会减小垂直上升过程中桨盘的转动圈数,颗粒螺旋上升是由于轴向流场在颗粒停滞位置向两侧产生了分叉,颗粒的悬浮主要是由流体的主体流动引起的。

薄壁件铣削颤振特征提取的GA-PE-VMD和MSE方法

在高速铣削航空零件时,由于薄壁结构刚度较低,容易产生颤振,颤振导致表面质量差,尺寸误差,降低刀具和机器寿命,是性能的主要限制之一。因此,需要一种可靠的检测方法来识别颤振。针对薄壁结构铣削过程中的颤振检测问题,提出一种基于优化变分模态分解和多尺度样本熵的薄壁件颤振特征提取方法。首先,为了解决变分模态分解参数选择问题,提出一种基于遗传算法优化和最小排列熵的参数自适应方法。其次,计算分解信号的能量比作为挑选IMFs的原则,从而进行信号重构。为了解决单尺度样本熵不能很好地反映颤振发生时铣削力信号特征,引入多尺度样本熵对铣削颤振进行检测,并进行了实验验证。结果表明,采用优化变分模态分解算法对信号进行处理,可以避免因模态混叠而造成的颤振信号难以分离的问题。多尺度样本熵比单尺度样本熵更加有利于颤振检测,随着尺度因子的增大,铣削信号的MSE有减小的趋势,且尺度因子为10时的MSE更有利于颤振检测。