气流场驱动喷射3D打印熔融聚乳酸微细纤维及表面浸润性调控

提出了一种高速气流场驱动喷射高效三维(3D)打印熔融聚乳酸微细纤维的方法,分析了高速气流致熔融材料剪切破碎原理,研究了打印工艺中供料气压、气流流速、打印高度等关键参数对微细纤维直径分布及结构孔隙率、截面尺寸的影响规律。并对所获得的聚乳酸微细纤维进行了表面浸润性测试。结果表明,该工艺相对于静电纺丝等微细纤维制造方法,加工效率提高10倍以上。通过控制不同的打印参数,可以有效实现纤维直径在6~18μm、孔隙率在55%~96%范围内的有效调控。通过3D打印工艺,可实现具有宏观路径可控、微观具有高孔隙率微纤维结构的制作。表面浸润性结果显示,打印微细纤维由于材料分子基团及高孔隙率综合作用,具有疏水性及粘附性特征,通过对微观局部进行亲水处理,实现了同一材料局部疏水和亲水共存结构的制作,证明了该方法表面浸润性调控的有效性。

甘蔗生物质炭在界面太阳能海水淡化中的应用

太阳能驱动的界面水蒸发作为环保、高效、可持续的海水淡化技术,在近年来受到广泛关注。快速的水运输、高效的光热转换是实现持续、稳定蒸发的关键。多级孔道的生物质衍生蒸发器在太阳能水蒸发应用中展示出高效、环保、可持续的应用潜力。以废弃的甘蔗节为原料,利用冷冻干燥和高温碳化工艺制备了具有天然多级孔道结构的生物质基蒸发器,并研究了材料的光吸收、水运输和蒸发性能以及不同风速下对流空气对蒸发器的蒸发性能和热损失的改善作用。结果表明:具有发达的多级孔道结构的生物质基蒸发器展示出了高达92.8%的太阳光吸收率。在一倍太阳光强下展示出1.55 kg/(m^(2)·h)的蒸发速率和77.6%的光热转换效率。此外,在风速2 m/s的条件下,蒸发器的蒸发速率展示出了高达2.27 kg/(m^(2)·h)的蒸发速率和91.6%的光热转换效率,显示了对流效应对淡水产出速率的增强和对热损失的抑制作用。

空调温控负荷集群参与光伏消纳的潜力评估与互动框架

空调温控负荷集群作为当下最具调节潜力的需求侧响应资源之一,在削峰、填谷、分布式光伏消纳和电网调控中将发挥重要作用。因此,提出一种电力市场环境下,基于数据驱动和深度置信网络的空调温控负荷集群参与分布式光伏消纳的可调节潜力评估与互动框架。首先,利用数据驱动构建了基于深度置信网络的可调节潜力评估模型,实时输出温控负荷集群的可调节潜力;其次,考虑功率调整量在一定范围内变化的前提下,构建基于深度置信网络的需求互动模型,对温控负荷集群进行实时温度调控。最后,以冀北地区某10kV馈线作为实际算例进行分析,结果表明:所提框架能够充分利用空调温控负荷集群的可调节潜力,参与分布式光伏的消纳。

光伏能源驱动冰蓄冷空调能量转换过程自适应控制技术

为降低电高峰时段的用电负担,提升光伏能源利用效率,对光伏能源驱动冰蓄冷空调能量转换过程的自适应控制技术进行研究。以光伏能源驱动冰蓄冷空调运行原理为基础,分析空调运行过程中光-电能量转换传递特性以及[火用]流情况,计算光伏组件[火用]损结果;计算[火用]损结果的误差和误差变化率,并将结果作为改进的模糊RBF神经网络PID控制器的输入参数,通过参数自适应调整实现能量转换过程自适应控制。测试结果显示:空调能量转换效率均在55%以上、[火用]效率均在73%以上、空调制冰过程中能量的利用率46%以上,可显著提升能量转换效率以及能量利用水平;空调运行消耗的电能均在3.22 kW/h以下;负荷功率明显下降,均在0.2~1.0 p.u的范围内变化。

基于掺氢燃气轮机的综合能源系统热经济学性能研究

为实现燃驱天然气场站的低碳高效运行,构建了一种新型综合能源系统架构,采用蒸汽循环回收燃气轮机的余热,电能用于驱动固体氧化物电解制氢技术产生氢气,进而将氢气通入燃气轮机中实现掺氢燃烧,同时利用压缩空气储能技术将可再生能源转化成稳定的电能输出。计算结果表明,系统在设计工况下的能量效率、(火用)效率和平准化单位能量成本分别为85.66%、41.37%和294.70元/(MW·h)。敏感性分析表明,燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环低压锅炉压力和抽汽系数、压缩空气储能技术释能功率对系统热力学性能影响显著,而燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环抽汽系数对系统经济学性能影响显著。多目标优化结果表明,系统的最优(火用)效率和平准化单位能量成本分别为42.31%和284.33元/(MW·h)。

基于空气源热泵能效提升的物理和数据混合驱动模型研究进展

由于在实际运行中受环境条件和用户行为等多种因素的影响,空气源热泵系统的实际运行能效与理论能效存在较大差异,切实提升其实际运行能效水平是亟待解决的问题。本文首先对基于空气源热泵能效提升的混合驱动模型进行描述,然后从预测和控制以及故障诊断2个方面阐述现有的混合驱动模型,并总结物理信息可融入数据驱动模型的方式,最终提出能效提升应重点关注的混合驱动可解释性建模的研究方向,为进一步提升空气源热泵实际运行能效提供参考。

Dimensionless study on outlet flow characteristics of an air-driven booster

Air-driven boosters are widely used to obtain high-pressure gas. Through analysis of the boosting process of an air-driven booster, the basic mathematical model of working processes can be set up. By selecting the appropriate reference values, the basic mathematical model is transformed to a dimensionless expression. Using MATLAB/Simulink for simulation and studying the booster experimentally, the dimensionless outlet flow characteristics of the booster were obtained and the simulation results agree well with the experimental results. Through analysis, it can be seen that the dimensionless outlet flow of the booster is mainly determined by the dimensionless input pressure of the driving chamber, the dimensionless outlet condition pressure of the booster and the dimensionless area of the piston in the driving chamber. The dimensionless average outlet flow becomes larger with an increasing dimensionless input pressure of the driving chamber, but it becomes smaller with an increase in the dimen- sionless outlet condition pressure of the booster. Especially when the dimensionless outlet condition pressure is approximately 1.4, the dimensionless average outlet flow reaches zero. With an increase in the dimensionless area of the piston in the driving chamber, the dimensionless average outlet flow increases and peaks at approximately 1.89, and after this peak, it starts to decrease. This research can be referred to in the design of air-driven boosters.

氧气驱动雾化吸入在小儿哮喘治疗中的应用效果分析

目的分析小儿哮喘予以氧气驱动雾化吸入治疗的效果。方法62例小儿哮喘患儿,依据随机抽签法分为对照组与观察组,每组31例。两组患儿均开展镇静平喘及祛痰吸氧等基础治疗,在此基础上,对照组患儿实施空气压缩泵雾化吸入治疗,观察组患儿实施氧气驱动雾化吸入治疗。比较两组患儿的临床疗效、症状(呼吸困难、咳喘及肺部哮鸣音)改善时间及治疗前后24 h氧饱和度。结果治疗后,观察组患儿的24 h血氧饱和度(95.22±6.05)%高于对照组的(89.50±6.03)%,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组患儿的呼吸困难、咳喘及肺部哮鸣音改善时间分别为(3.48±1.11)、(2.05±0.23)、(3.08±0.15)d,短于对照组的(4.09±0.15)、(3.31±0.12)、(5.58±0.23)d,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组患儿的治疗总有效率96.77%高于对照组的80.65%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论选择氧气驱动雾化吸入作为小儿哮喘的临床治疗策略,能取得优良疗效,利于帮助患儿缓解症状,值得临床参考采纳。

氧驱动雾化吸入与空气压缩泵雾化吸入在重症脑梗死气管切开术后患者中的临床效果对比

目的 比较氧驱动雾化吸入与空气压缩泵雾化吸入在重症脑梗死气管切开术后患者中的临床效果。方法 90例重症脑梗死气管切开术后患者,按照雾化吸入方式不同分为治疗组和对照组,每组45例。治疗组采用氧驱动雾化吸入治疗,对照组采用空气压缩泵雾化吸入治疗。比较两组患者气道湿化效果、痰液排出情况、气道并发症发生情况。结果 治疗后7 d,治疗组气道湿化满意42例(93.33%),不足2例(4.44%),过量1例(2.22%);对照组气道湿化满意31例(68.89%),不足7例(15.56%),过量7例(15.56%)。治疗组患者气道湿化满意率高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗组患者吸痰次数(7.21±2.12)次/d少于对照组的(14.35±3.23)次/d,吸痰量(89.23±6.31)ml/d多于对照组的(80.62±7.53)ml/d,差异均具有统计学意义(P<0.05)。治疗组刺激性咳嗽发生率17.78%、痰痂形成率11.11%、气道黏膜出血发生率8.89%均低于对照组的57.78%、33.33%、44.44%,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论 在重症脑梗死气管切开术后患者治疗中,氧驱动雾化吸入相较空气压缩泵雾化吸入临床效果更好、安全性更高。

荔枝果园风送式喷雾机喷药的思考

针对荔枝果园喷药效率低、费工、费药等问题,采用风送式喷雾机,分别在缓坡地、丘陵缓坡地和丘陵山地等不同地形荔枝果园进行喷药作业,探究风送式喷雾机与传统人工管道喷药效率及成本投入的差异。结果表明,风送式喷雾机喷药效率是管道喷药的4倍以上,节省药水量40%以上,该结论为荔枝果园机械化应用提供借鉴。

自主空战机动决策技术研究进展与展望

在强对抗、高动态的现代空战环境中,以空战决策为核心的自主空战在减轻飞行员决策压力、提高决策效率和准确性、提升无人机作战效能、实现有人/无人协同、探索新战术战法等方面发挥着重要作用.首先,本文分析了视距内空战和超视距空战在现代空战中的地位和关系,给出了自主空战机动决策的定义,并阐述了其在空战中的实际意义.其次,分析了自主空战机动决策在现代空战发展中的重要作用.然后,将现有自主空战机动决策建模与求解方法分为基于博弈论的方法、基于优化理论的方法和基于数据驱动的方法3大类,并系统地梳理总结了各类方法的研究分支、特点、优势及缺陷.进一步地,以1v1空战为对抗场景并选取代表算法,直观对比了3类方法的特点和性能差异.最后,针对当前自主空战机动决策技术的痛点问题提出了未来研究和发展的方向.

一种三维可调式气压驱动的水表自动对中系统设计

针对传统水表检定装置不易调节水表位置和安装低效的不足,提出了一种三维可调式气压驱动水表自动对中系统。系统由固定底板、前后导轨、左右导轨、第一V形槽托盘、第二V形槽托盘和气缸等组成。驱动V形槽托盘,实现水表在左右导轨上的左右滑动;驱动左右导轨,实现水表在前后导轨上的前后滑动;调节气缸分隔板上下两侧的气路气压,可驱动固定底板上下移动,从而调节水表的安装高度。该设计方案实现了水表检定前的左右、前后、上下的三维调节,以便水表快速到达安装位置并完成对中、夹紧、固定等工序;减少了人力输出,提高了检定效率,装表时间从原来的大于5 min降低至1 min以内。

基于场景驱动的雷达航迹模拟方法研究与影响因素分析

对空中目标环境进行多元化构建是雷达装备开展日常训练与试验的基础,但空中有效目标数量短缺、目标类型单一、训练效费比较高等依然是目前部队外场训练所面临的主要问题。通过分析新时期雷达装备军事训练的特点及需求,在外场实装训练场景下提出了一种可操作的、基于场景驱动的雷达航迹模拟方法,涵盖基础理论模型、航迹模拟方法等方面,并分析了航迹模拟误差的主要影响因素。最后结合实验对所提方法进行了验证,结果表明,该方法的航迹模拟效果良好,可为新型军事训练方法设计提供参考与建议。

大数据视域下新能源汽车全维度数据定位终端系统的研究

在大数据时代,传统的汽车数据采集和处理方式已无法满足新能源汽车行业的需求,新能源汽车全维度数据定位终端系统的研究已是大势所趋。本文搭建了一款全维度数据定位终端系统架构,其包含空天地一体化对地观测网络、社会感知网络、全维度空间3层。为了解决新能源汽车定位异常问题,本文提供了基于数据驱动和基于知识库两种技术路径。研究发现,基于数据驱动的方法和基于知识库的方法均能够有效解决系统问题,新能源汽车全维度数据定位终端系统为新能源汽车的发展和普及提供了一定的借鉴与参考。

与电解水制氢和固体氧化物燃料电池耦合集成的新型压缩空气储能系统性能分析

为提高压缩空气储能系统的效率,提出了一种新型耦合系统:将压缩空气储能系统与电解水制氢系统和氢能固体燃料电池系统进行系统集成。在充电过程中,电解水制氢系统和压缩空气储能系统分别将电能存储。在放电过程中,采用氢能固体燃料电池和压缩空气储能系统进行发电。采用压缩空气储能系统排出的空气余热以及剩余的压缩热加热氢能固体燃料电池系统的给水,从而增加系统电能输出。通过以上系统集成,实现了能量梯级利用,有效提高了压缩空气储能系统的效率;同时与氢能系统集成,实现了整个过程碳零排放。对耦合系统进行了热力学分析和经济性分析,结果表明,压缩空气储能系统的往返效率、储能密度和效率可达70.05%、12.01 MJ/m^(3)和66.39%;同时,耦合系统的整体效率可提高1.19%。压缩空气储能系统的动态投资回收期为3.36 a,净现值可以达到1458.01万元,具有较好的经济收益。

基于自适应模型预测控制的地铁车站节能环控系统

针对地铁车站节能环控问题,提出一种自适应模型预测控制(adaptive model predictive control, A-MPC)方法。此方法采用深度神经网络(deep neural network, DNN)和线性差分方程组分别拟合空调系统模型和建筑模型,并利用运行数据进行持续的模型更新,其中对建筑模型采取实时更新以适应快速变化中的系统特性。基于该模型对系统状态的预测,通过多起点的梯度下降算法对空调系统控制动作进行优化。在仿真和试验验证中,本算法相比常规控制方法分别节约20.5%和29.2%的空调系统能耗,证明本算法具有有效性。

引信用MEMS气流谐振压电发电机

针对目前引信用气流谐振发电机结构复杂、体积大等缺点,结合压电式射流发电机原理和MEMS技术工艺,提出了一种MEMS气流谐振压电式发电机。通过流场和流固耦合分析及压电仿真等对发电机的性能进行的验证表明:MEMS压电式射流发电机可满足低功耗引信使用,且具有结构简单、体积小、能量密度高等特点。

燃烧加热器气动阀门阀后压力的模糊控制

燃烧加热器是超燃冲压发动机研究的主要试验设备。试验气体包括氢气、氧气、空气和氮气等,需要调节控制的参数为试验气体的压力、流量。根据燃烧加热器的控制需求,设计了一套以工业控制计算机为核心的实用并且兼顾可靠性要求的控制系统。采用自适应Fuzzy-PI的控制方法对试验气体压力进行压力控制,在常规PI控制器的基础上,对控制器的比例系数Kp和积分系数Ki进行在线调整,使控制器既满足响应快、超调小、稳定时间短的要求,又提高稳态控制精度,取得了较好的控制效果。

气动壳体结构中性浮力模拟失重动力学分析研究

目的为中性浮力模拟失重试验提供理论支持。方法将气动壳体结构看作质量恒定、体积可变的刚体结构,研究建立了气动球壳的刚体动力学数学模型和气动力学数学模型,在此基础上,通过计算机仿真研究了气动球壳结构在定质量流量供气条件下的运动规律和余压变化规律等。结果定质量流量供气的气动壳体结构的中性浮力平衡是不稳定的。结论气动壳体结构的中性浮力平衡控制是实现稳定可靠的中性浮力平衡的核心问题。

气动机械声波水域高分辨率浅层地震勘探连续冲击震源研制及应用

本文介绍了气动机械声波水域高分辨率浅层地震勘探连续冲击震源的研制技术背景,分析了新型气动机械声波水域震源的震源子波特性,通过与国内外常用的水域地震震源的分析对比,新型震源具有能量适中,震源子波余震小、衰减快、频带较宽、穿透深度较大的特性,工程实例说明了新型震源在水域岩土工程勘探中具有良好效果。