基于Plant Simulation的机车驱动装置组装线仿真及优化研究

机车的驱动装置的组装是机车制造和大修生产的关键工序,通常是制约产量的瓶颈环节。在既有厂房空间限制之下,利用离散事件系统仿真方法,借助于Plant Simulation软件工具,对组装线进行数据分析、系统建模和优化,找到符合绩效期望的工装台位设置改进措施,可以为企业开展工艺布局的改进调整提供有效的决策依据。本文基于一个实例对上述过程进行了完整的介绍。

Development and Installation of High Pressure Boilers for Co-Generation Plant in Sugar Industries

The sugar cane containing minimum 30% fiber was referred as bagasse and used the generation of power required for the operation of sugar mill. The bagasse is fired in the boiler for producing steam at high pressure, which is extracted through various single high capacity turbines and used in the process. The installation of high pressure boilers and high pressure turbo-generators has provision for the operation of co-generation plant during the off-season also that enhances the power generation from 9MW to 23MW. The annual monetary benefits achieved are Rs. 204.13 million and this was based on cost of power sold to the grid @ Rs 2.548 per unit, sugar season of 219 days and off season of 52 days. This required an investment of Rs 820.6 million. The investment had an attractive simple payback period of 48 months.

基于电机驱动的玉米精量排种控制系统开发与试验

玉米单产提升是确保粮食产量稳定的有效措施,玉米精量排种器电机驱动控制技术是改善玉米播种质量,提高玉米产量的有效方式。本研究设计了一款驱控一体式永磁同步电机,提出了基于磁场定向控制(FOC)的电机转速精准控制方法,采用MATAB验证FOC驱动控制方法的正确性,研制了玉米电驱精量排种控制系统,开展了田间实验,结果表明:作业速度≤15 km/h时,播种合格指数≥91.79%,漏播指数≤2.42%,重播指数≤5.80%,变异系数≤20.65%,播种质量明显优于国标,满足高速播种需求。

可调节间距式育苗类穴播种植机械设计

针对需要育苗栽种的农业穴播种植机械存在的体积大、不稳定等问题,研究并设计了一款可调节间距式穴播种植机械,以较好地避免现有育苗类穴播农作物种类较多时自动化程度低的局限性,为农户提供一种小型方便的种植机械设备。首先,介绍了该机械的原理和结构,其主要包括驱动模块、钻孔模块和种苗储藏运输模块,满足动力和种植需要;其次,明确了该种植机械电机的参数,控制系统可以实现正常行进、种植行间距调节、轮胎间距调节、远程控制等功能;最后,根据以上设计要求制作了可调节间距式育苗类穴播种植机械实验样机,并对样机的功能和性能进行了测试,对实验样机的种植参数进行了验证。研究结果表明:该穴播种植机械设计有育苗杯储存盘及运输机构,可种植需要使用育苗杯进行移栽的种苗作物;该机械种植间距可调节,解决了苗类适应性问题;其最大种植深度为110 mm,最大行距为1 000 mm,满载速度为39 km/h,双钻头最大种植数量为1 500株/h。该种植机械降低了种植成本,提高了种植效率,为现代农业机械化发展提供了借鉴与参考。

中国城镇污水处理厂温室气体排放趋势及驱动因子识别

为实现我国城镇污水处理厂绿色发展,助力实现“双碳”目标,通过测算2014−2020年我国各省(自治区、直辖市)城镇污水处理厂温室气体排放量(不包括西藏自治区和港澳台地区数据,下同),分析各省份污水处理厂水-能关系及空间格局变化趋势,并基于随机森林模型识别影响城镇污水处理厂温室气体排放的驱动因子,探究各因子对碳排放总量的影响程度.结果表明:①我国2020年城镇污水处理厂温室气体排放总量(以CO_(2)当量计)为33.26 Mt,较2014年增长了45%.全国人均排放量为22.9 kg/a,单位GDP排放强度为3.19 kg/(104元),吨水排放强度为0.589 kg/m^(3),均存在北高南低的特征.②华北地区城镇污水处理厂温室气体间接排放占比最高,天津市水-能关系最为合理,GWFRE(灰水足迹削减率)与eGWFR(单位能耗下的灰水足迹削减效率)分别为4.57、9.14.③全国城镇污水处理厂温室气体排放的空间自相关性逐年加强,热点区域面积逐年减小,冷点区域面积逐年增加,局部格局呈显著的南北分异.④驱动因子中人口数量、第三产业GDP和GDP的特征重要性最高,并均对城镇污水处理厂温室气体的排放产生阶段性正向驱动力,污水行业投资与单位GDP污水处理量对排放总量的影响呈先下降后上升的趋势,人均电耗与再生水利用量形成的驱动力使排放总量快速上升后趋于平缓.研究显示,城镇人口增长和经济发展的驱动下,我国城镇污水处理厂温室气体排放总量将继续增长,且其间接排放占比逐年提升,部分地区城镇污水处理厂水-能关系亟需改善,单位能耗下的污染物削减效率有待提升.

浙江省种植业碳排放时空演变规律及驱动因素分析

【目的】探讨浙江省种植业碳排放时空演变规律及影响因素,以期制定种植业固碳减排方案,促进浙江省种植业低碳绿色转型。【方法】基于浙江省种植业的能源投入数据,使用碳排放系数法评估2006—2021年浙江省种植业碳排放的时空演变规律,结合对数平均权重迪氏指数模型(LMDI)对种植业碳排放变化进行驱动因素分析,并采用灰色预测模型预测2022—2040年的种植业碳排放量。【结果】①2006—2021年,浙江省种植业碳排放量总体呈现先上升后下降的趋势,年际变化率为-1.80%,累计碳排放总量为1.29亿t;2006—2012年,碳排放量缓慢上升,2012年达到峰值后急剧下降,平均每年下降2.94%。②浙江省种植业的碳排放量呈现中部高南北两侧低的分布格局,中部地区的杭州、金华与台州是浙江省的主要碳排放地区,碳排放量占全省的39.86%。③种植业生产效率提高与地区产业结构优化对碳减排起到促进作用;经济发展水平提高、人口数量增加及农业生产结构上升是引起碳排放量增加的驱动因素,其中经济发展水平是影响碳排放量变化的主要驱动因素,引起的碳排放变化量占比为41.58%。④灰色预测模型预测结果表明:2022—2040年浙江省种植业碳排放量呈持续下降趋势,2040年的碳排放量下降至2021年的37.20%,其中杭州、嘉兴、绍兴及金华下降幅度最大。【结论】浙江省种植业已实现碳达峰。为保证未来碳排放持续下降,应重点关注农业生产技术的优化和产业结构的调整,种植过程中合理施用化肥,提高种植效率,减少能源消耗,加快推进农业绿色化现代化,加速实现碳中和目标。图4表2参37.

昆明市植烟土壤有效锌时空变异特性及驱动因子分析

探明昆明市植烟土壤有效锌含量时空变化规律,为优质烟区土壤锌污染阻控和耕地质量提升提供依据。2018—2020年用GPS定位采集昆明市8个县(区)烟田耕层(0~20 cm)土壤样品共3347个,分析土壤有效锌时空变化特征,并利用回归拟合及提升回归树模型探究影响土壤有效锌变化的主控驱动因素。结果表明:2020年昆明市植烟土壤有效锌平均值为2.53 mg/kg,变异系数89.55%,变异程度较高,且丰富和极丰富等级占比较大(75.83%),属于偏高和丰富水平。2020年土壤有效锌含量与2019年相比相对稳定,但其均值较2018年下降0.85 mg/kg,变异增大,处于丰富和极丰富等级分布频率降低15.01%,而适宜水平的样点比例增加8.34%。2020年8个县土壤有效锌均值变幅1.84~4.19 mg/kg,变异系数55.22%~93.37%,富民变异最大,各烟区均值高低为:寻甸>安宁>嵩明>富民>禄劝、晋宁>宜良>石林。与2019年相比,2020年富民、禄劝、嵩明、寻甸土壤有效锌含量下降0.11~0.69 mg/kg,安宁、晋宁、宜良和石林土壤有效锌含量相对稳定;2020年土壤有效锌较2018年平均降低0.23~1.65 mg/kg,其中富民、嵩明、寻甸降幅最大。2020年各县土壤有效锌属于丰富、极丰富级别合计占比较2019年和2018年分别下降0.16%~15.03%、5.88%~23.20%,以宜良降幅最高,嵩明降幅最小。利用Pearson、回归拟合和提升回归树分析,发现造成土壤Zn空间尺度上差异的主导因子是年均降雨,其次是年均温、年蒸发量、土壤类型、土壤质地,以及土壤pH、水解性氮、有机质、速效钾、有效磷含量等指标;最后是氮、钾、磷肥投入。昆明植烟土壤有效锌含量总体偏高,但近2 a呈持续逐渐下降趋势。今后应继续减氮控磷钾,控制施用含锌有机肥和化肥,降低锌素投入;调节部分烟区土壤酸度或阻控土壤酸化,改善锌形态,进而降低土壤高浓度有效锌对烤烟、土壤潜在的污染风险。

基于全光谱多通道LED混光控制系统的设计

在设施农业生产中,为提高LED植物光源的混光调整精度和补光效率,该文设计了一种基于多元控制策略的LED植物光源智能控制系统。本系统采用一种基于红、蓝和白3种芯片集成LED灯珠,通过仿真设计获得了线性光源的灯珠阵列最优排列,提高受照面上光照度的均匀度。采用可调恒流和脉冲宽度调制结合的方式设计了一套多元控制的LED植物光源调控模组,实现光质的多通道驱动独立控制。通过实验结果表明,本套智能调控系统的调光精度达到98%以上,且当占空比达到80%时系统驱动效率达到90%。本研究结果可实现按植物生长所需精准调控光质配比、光量子通量密度的同时,也提高了光能利用效率,具有节能降耗的效果,为植物人工光源的精准调控提供了参考,具有广泛的应用价值。

“双碳”目标下污水处理厂电气设计的低碳化研究

以深圳市某新建污水处理厂为例,基于“双碳”目标对其电气系统低碳化设计进行研究。通过科学的负荷计算和合理的变压器容量选择,优化供配电系统配置,提升能效;采用变频调速控制技术降低关键设备能耗,通过动态无功补偿和有源滤波装置改善电能质量,减少电能损耗和谐波影响;引入光伏发电系统,实现“自发自用,余电上网”,进一步降低能耗和碳排放。效益评估结果显示,采用低碳化措施能够有效节约电费,减少碳排放,为污水处理厂低碳化发展提供了有力支持。

爱国主义融入课程思政建设——以植物营养与科学施肥课程为例

爱国主义是中华民族精神的核心。思政课是开展爱国主义教育的主阵地,是新时代爱国主义教育阵地建设的重中之重。该文以植物营养与科学施肥课程为例,提出将爱国主义融入课程思政建设以激发大学生学习内驱力,以此来充分调动学生的学习积极性。通过勉励学生增强“藏粮于地、藏粮于技”的本领,培养他们成为担当民族复兴重任的时代新人。在教学过程中,从教师要做爱国主义教育先行者、升华教学内容等方面解析教学思路,为资源环境科学专业课程思政教学改革提供参考。

采用螺杆膨胀机的汽电双驱技术在化工厂的应用研究

螺杆膨胀机是近年来受到广泛关注的低温余热回收技术,在化工厂余热利用中相比汽轮机具有良好的适应性。介绍了采用螺杆膨胀机实现汽电双驱的技术,及其在化工厂的应用研究。

基于模糊PID的玉豆带状复合适速排种控制系统设计与试验

为解决大豆玉米带状复合播种机多采用地轮驱动导致株距均匀性低和现有电驱播种机大多无法同时播种两种作物种子的问题,设计一种基于模糊PID的玉豆带状复合适速排种控制系统。该系统主要由STM32主控制器、GPS/BD测速模块、人机交互设备和驱动单体组成,采用CAN总线分布式控制各播种单体排种器转速,建立电机驱动信号与作业参数的数学模型,引入模糊PID算法并将转速差值作为反馈构建闭环控制系统,分别使大豆排种器和玉米排种器的转速快速准确地跟随播种机行进速度变化。台架试验表明,恒速作业状态下转速变异系数小于8.50%,株距变异系数均小于10.00%;动态调速过程中转速跟随性好,株距变异系数小于15.00%;引入模糊PID算法后,大豆株距合格指数大于92.00%,玉米株距合格指数大于94.00%,较无PID算法大豆株距合格指数提高2.03%,玉米株距合格指数提高1.59%。田间验证试验表明,电驱作业方式大豆株距合格指数均大于91.00%,较地轮驱动作业方式提高1.80%;玉米株距合格指数均大于93.00%,较地轮驱动作业方式提高1.68%。综上,本研究电驱排种控制系统解决了电驱无法同时播种两种作物种子的问题,并提高了排种性能。

选煤厂空气重介机圆环链和驱动链轮非线性接触力学分析

为进一步探究选煤厂空气重介机在运行过程中圆环链与驱动链轮接触部分的磨损问题,以FQZ66型空气重介机为研究对象,基于该设备中的驱动链轮与圆环链接触部分进行建模与有限元分析,确定链窝平面上方靠近立环槽的边缘处存在较高应力是造成磨损的主要原因。对此,进一步通过响应面分析优化方法对该结构的主要参数进行优化,结果显示,优化后的驱动链轮在启动瞬间所受的最大应力为1 333.9 MPa,比优化前减少了17.3%;驱动链轮在启动瞬间产生的最大应变为0.007 3,比优化前减少了17%,取得了一定的优化效果。

中国荒漠植物生态化学计量学特征与驱动因素

化学计量学已成为生态学进行定量分析和研究的热点问题之一.通过对1995-2015年生态化学计量学研究成果的分析,对中国干旱半干旱荒漠生态区、高寒荒漠半荒漠生态区的荒漠植物生态化学计量学特征及其驱动因素已有的研究成果进行了系统研究.结果表明:(1)在荒漠生态系统中,N和P是主要的限制性营养元素,不同生活型植物的C、N、P含量均存在显著差异,C、N、P含量在3种生活型的大小顺序为草本>灌木>乔木;(2)荒漠区主要灌木植物叶片C:N:P化学计量比在整个生长季内的变化规律不同;单个荒漠植物物种叶片C、N含量及C:N的季节变异较小,叶片P含量及C:P和N:P季节变异较大;(3)荒漠植物叶片的生态化学计量学特征会随外界环境的变化而变化,同一生活型的植物也会表现出不同的生态化学计量学特征.该研究以期为维护荒漠生态系统平衡和生态脆弱区生物多样性保护提供理论指导与案例借鉴.

永磁驱动技术在选煤厂异步电机中的降耗性能研究

针对选煤厂传统异步电机存在传动效率较低、能耗较高、维护成本较高及占地面积较大等问题,对选煤厂异步电机降耗性能关键技术展开研究,研发永磁驱动异步电机,建立永磁驱动异步电机数学模型。采用有限元分析法建立永磁异步电机的仿真模型,设定参数进行降耗数值模拟。结果表明,与传统的电动机相比,永磁驱动技术能降低81.25%的能耗。将该技术应用于山西某选煤厂异步电机场合,单班节省90 kWh,且永磁异步电机具有机械效率高、维护成本较低的优点,取得了满意的应用效果,具有一定的推广价值和市场前景。

药用植物根际细菌群落多样性驱动因素分析

植物-土壤微生物相互作用是地上和地下群落动态的主要驱动力。随着人们对药用植物“道地性”的关注,明确药用植物与其生长环境的关系,阐明药用植物根际微生物群落结构和多样性的形成机制也备受关注。该研究利用Illumina MisSeq方法分析了道地药材柴胡(Bupleurum chinense)、党参(Codonopsis pilosula)和远志(Polygala tenuifolia)的根际土壤细菌群落特征,探讨药用植物根际土壤细菌群落结构和多样性的驱动因素。结果表明,3种植物根际间土壤酸碱度、总碳、总硫、脲酶和蔗糖酶活性差异显著;细菌群落的结构和多样性具有显著差异。Spearman相关性分析显示,土壤含水率、酸碱度、脲酶活性、蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性与细菌群落的多样性显著相关。进一步冗余分析(RDA)结果表明,土壤总氮、总碳、酸碱度、脲酶、过氧化氢酶等分别影响了硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)细菌类群的丰度。总之,土壤环境因子和植物种类共同影响根际土壤细菌群落结构和多样性,而植物种的影响更为重要,三者共同形成特定的植物-土壤-微生物系统,为药用植物的“道地性”提供特殊的生境。

多媒体技术在电站仿真机中的应用

介绍了多媒体技术在电站仿真技术中的意义和实现方法。实现诸如炉膛火焰监视、设备巡视场景、控制室环境声音、汽包水位监视、语音报警、操作指导等功能。基于事件驱动的多媒体同步处理方法的应用，方便实现多种媒体的协调处理，共同完成仿真机中的多媒体功能。

植物生理学研究性学习实践探索

植物生理学教学中,学习兴趣小组的同学在教师的指导下以"单盐毒害"机理和"种子引发"方法开展了"问题探究型"和"科研参与型"的研究性学习。把单纯的接受性学习部分转化为自主发现学习,使学生能自主参与知识的获得过程,培养探索未知世界的积极精神和研究自然所必需的探究能力。这种通过研究型学习方法获取知识和应用知识的学习方式,有利学生实践能力和创新能力的发展。

晋东南3种道地药材植物根际真菌群落特性

根际微生物与植物的生长、繁殖及代谢活动密切相关。区域气候和土壤因子决定了药用植物的道地性,而根际微生物群落的结构和功能与药用植物的关系有待研究。利用高通量测序方法分析了山西道地药材植物柴胡(Bupleurum chinese)、党参(Codonopsis piloula)和远志(Polygala tenuifolia)的根际土壤真菌群落,探讨道地药材植物根际土壤真菌群落构建的驱动机制。结果表明,土壤环境因子和植物种类(科水平)对根际土壤真菌群落结构和多样性具有显著影响。土壤pH、总氮、蔗糖酶、脲酶对根际土壤真菌群落结构的影响最大(RDA总解释率达65%),是3种植物根际土壤真菌群落构建的主要驱动因子。进一步的方差分解分析显示,植物种类对根际土壤真菌群落结构有较大的影响,解释率达27%。总之,植物种类和土壤环境是3种药用植物根际真菌群落结构和多样性的主要驱动因子,植物-土壤-微生物在土壤生态系统中协同作用,为道地中药材的生长提供了特定的生境。

川西北不同沙化程度草地植物功能性状及其驱动因子

以川西北不同沙化程度草地典型群落为研究对象,分析了不同沙化程度草地(未沙化草地、轻度沙化草地、中度沙化草地、重度沙化草地)植物功能性状之间的关系及其与地形和土壤因子的相关性,并对不同沙化程度草地植物功能性状进行了比较。结果发现:(1)从未沙化草地到重度沙化草地变化过程中,植物群落呈现出"湿生-中生-旱生"的演替格局,植物群落高度、盖度和物种丰富度随着沙化程度加剧而逐渐降低。(2)叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)、叶组织密度(LD)、比根长(SRL)、根组织密度(RD)、叶氮含量(LN)、叶磷含量(LP)、根氮含量(RN)、根磷含量(RP)随着草地沙化程度的增加而降低。(3)未沙化地草本植物的植物功能性状最大,对资源的利用效率很高,其中SLA极差值最大(250.53),LT极差值最小(9.56),RD、SLA、RN、RP和LD具有较高的变异性,LT具有较低的变异系数,其保守性最高。(4)RN与所有的叶性状均有不同程度的相关性;SLA与LD呈极显著负相关关系,与RN呈显著正相关关系;SRL与LN呈极显著负相关关系,与RN呈显著负相关关系;LN与RN呈显著正相关关系。(5)逐步回归分析表明,功能性状与土壤因子间具有一定明显的相关性,可以通过土壤因子的定量分析来确定地上植物功能性状的变化趋势及可变范围。(6)灰色关联度分析发现,SLA、SRL、RD、LN、RP受海拔的影响较大,LT、LD、RN受坡向的影响最大,坡位对LP影响最大。研究表明,地形因子中海拔对植物功能性状影响较大,土壤因子中pH值对植物功能性状影响较大。