综掘工作面双叶旋流湿式除尘器设计

针对目前用于煤矿综掘工作面环境的除尘器除尘效率低的问题,设计了一种双叶旋流湿式除尘器。根据功能树法确定了该除尘器主要由环状喷雾装置、双旋流叶片、折流除雾板等组成,设计了双旋流叶片以提供更大的离心力,从而提高除尘效率。采用数值模拟方法分析了喷嘴口径、喷雾压力、叶片安装角、叶片转速对除尘器除尘效率的影响规律,基于响应曲面法建立了除尘效率与4种影响因素之间的多元回归方程,得出了令除尘器除尘效率最高的最佳参数:叶片安装角37°,转速1550 r/min,喷雾压力1.9 MPa,喷雾口径2 mm。基于该参数建立了双叶旋流湿式除尘器虚拟样机,通过仿真得出除尘器的除尘效率为97.21%,安装除尘器后巷道回风侧行人呼吸带粉尘浓度大幅降低。在除尘实验平台及模拟巷道对除尘器模拟机进行测试,结果表明:除尘器的除尘效率平均值为94.80%;应用除尘器后,巷道回风侧行人呼吸带高度平均粉尘浓度由应用前的441.29 mg/m^(3)降低至为269.14 mg/m^(3),降幅达39.0%。

响应面法优化花生水酶法制油水相体系中残油工艺

水酶法可以实现花生油脂和蛋白的同步提取,但得到的水相体系中部分油脂稳定存在,不利于油脂得率的提升。通过湿法粉碎花生,利用激光共聚焦显微镜(CLSM)和生物显微镜对花生水酶法制油水相体系的微观形态进行观察,分析不同粉碎时间下水相残油率和油滴分布之间的联系。在单因素试验基础上,采用响应面法优化影响水相残油率的工艺条件。结果表明:花生水酶法制油得到的水相是一个高蛋白低油脂的体系,当粉碎时间为120 s时,水相残油率最低(10.78%),水相体系油滴分布最少;最佳工艺条件为酶解时间1.37 h、酶解温度47.92℃、加酶量1.25%、液料比4.89∶1 mL/g,在此条件下得到的水相残油率为8.79%±0.03%,与响应面预测值8.82%无显著性差异。研究结果为间接提高水酶法制油提升油脂得率提供理论依据。

考虑混凝土面板裂缝的堆石坝三维渗流敏感性分析

为研究面板有裂缝时堆石坝渗透系数对其渗流特性的影响,以青海省某混凝土面板堆石坝为例,结合等效区块连续介质模型和Van Genuchten模型,提出考虑混凝土面板裂缝的饱和-非饱和渗流计算方法。通过设计正交试验开展堆石坝渗透系数敏感性分析,利用响应面法研究各部位渗透系数之间的交互作用对大坝总渗流量Q和下游坡脚渗透坡降J的影响。结果表明:坝体各分区渗透系数对Q、J的敏感程度不同,对大坝渗流特性影响显著的3个渗透系数为垫层渗透系数(K_(a))、主堆石区渗透系数(K_(c))、覆盖层Q_(3)^(a1)渗透系数(K_(e))。对于Q来说,各分区渗透系数的交互作用均不显著,而对于J来说,K_(a)与K_(c)、K_(a)与K_(e)的交互作用呈现出显著性。

响应曲面法在表面粗糙度预测模型及参数优化中的应用

分析了切削速度、进给量和切削深度对表面粗糙度的影响规律,提出了一种车削难加工材料钛合金TC11表面粗糙度的建模方法.采用中心组合设计方法,建立了用于表面粗糙度预测的多元回归模型,运用方差分析检验了该预测模型的拟合度,利用响应曲面法对表面粗糙度建立等值响应曲面,从而可以通过切削参数的优化在保证加工质量的前提下获得更高的材料去除率,实现难加工材料钛合金高效切削.

基于响应面法的带喷流激波针参数优化研究

对基于响应面法的带喷流激波针参数优化方法进行了研究,优化目标是最佳减阻效果和最小喷流流量,优化参数是激波针长度、喷流出口总压和喷流出口直径,利用响应面模型对设计参数与响应目标的关系进行建模,样本点设计采用了Ⅳ-最优方法,样本点的气动响应通过数值计算得到,最后用期望函数法进行多目标寻优。研究表明:激波针长度、喷流总压和喷流出口直径与阻力呈现2阶或3阶非线性关系,且激波针长度和喷流出口直径耦合效应较强;响应面模型给出了阻力与各设计参数关系的数学表达式,仅用较少的样本点就获得了设计空间内任意参数组合的阻力预测值和置信区间,效率较高;通过响应面法获得了最优参数组合,其阻力预测值与校验结果相比精度较高;响应面法应用于带喷流激波针这类多参数、多目标优化设计问题中,有计算量小、结果可信、实用性强的特点。

超声辅助酶解鹰嘴豆蛋白制备抗氧化肽的研究

本文利用超声波辅助酶解鹰嘴豆蛋白粉制备抗氧化多肽,采用响应面分析法考察了超声功率、超声温度和超声时间对酶解产物的超氧阴离子清除率、羟基自由基清除率和还原能力的影响。结果表明,最优的超声酶解条件为:超声功率200 W、超声温度40℃、超声时间28 min,在此条件下,酶解产物对超氧阴离子的清除率、对羟基自由基的清除率和还原能力分别为80.4%、9.2%和71.8%,实际的清除率分别为81.6%、9.4%和72.9%。在相同的浓度下,鹰嘴豆多肽对超氧阴离子的清除率、对羟基自由基清除率和还原能力占维生素C百分比较未经超声波处理的分别提高了4.0%、1.2%和7.8%。

雀嘴茶中咖啡酰熊果苷提取工艺的响应面法优化

【目的】确定雀嘴茶中6′-O-咖啡酰熊果苷(CA)超声辅助提取的最佳工艺。【方法】采用超声辅助法提取雀嘴茶中的CA,通过单因素试验考察甲醇体积分数(50%,60%,70%,80%,90%)、液(mL)料(g)比(8∶1,10∶1,12∶1,14∶1,16∶1)、超声时间(10,15,20,25,30min)、提取次数(1,2,3,4,5次)对CA提取率的影响,并利用响应面法优化CA的超声辅助提取工艺。【结果】超声辅助法提取CA的理论最佳工艺条件为:甲醇体积分数72.87%、液料比15.87∶1、超声时间18.96min、提取次数3.63次,CA提取率的理论预测值可达到23.12%。根据实际操作的需要,将提取工艺条件修正为甲醇体积分数73%、液料比16∶1、超声时间19min、提取次数4次,在此条件下CA实际提取率为23.03%,与理论值较为接近。【结论】采用响应面法优化雀嘴茶中CA超声辅助提取的最佳工艺完全可行。

响应面优化水酶法提取裂壶藻油的工艺

以裂壶藻干藻粉为原料,以清油得率为评价指标,采用两步酶解法提取油脂。在单因素实验的基础上,对清油得率影响较大的碱性蛋白酶的作用条件应用响应面法进行优化,依据回归分析确定碱性蛋白酶的最适作用条件。结果表明,水酶法提取裂壶藻油的最适工艺条件为:料液比1∶7,中性蛋白酶添加量7%,酶解温度45℃,酶解时间3 h,酶解p H 6.5;碱性蛋白酶添加量10%,酶解温度68℃,酶解时间6 h,酶解p H 9.4。在最适工艺条件下,裂壶藻清油得率可以达到(91.37±0.14)%。气相色谱-质谱分析裂壶藻油中不饱和脂肪酸含量为47.43%,其中DHA含量为35.09%。

顶部注气油藏定量评价筛选方法

为筛选适宜采用顶部注气稳定重力驱提高采收率的高含水油藏，基于大量成功区块的统计样本，借鉴权重评价方法，综合运用灰色关联、试验设计、响应曲面法等数理统计理论，并引入无因次数群对因素进行组合，从而给出了顶部注气稳定重力驱筛选标准、适宜区域和敏感因素最优范围3个定量化判断依据，建立了考虑因素更全面、结果应用更直观、可信度更强的定量化高含水老油田顶部注气评价筛选方法。通过实际计算结果表明：顶部注气筛选标准为适宜度权重大于0．59；正韵律地层存在2个顶部注气适宜区域（第一适宜区域为变异系数小于0．75，无因次数群N。小于4802；第二适宜区域为变异系数小于0．75，无因次数群N。大于28215）；润湿指数范围为0．5～O．6、变异系数小于0．75、地层倾角大于13°的正韵律厚层油藏更适合采用顶部注气开发。该方法在冀东油田高5断块的应用表明，该断块在高含水后期采用顶部注气提高采收率是可行的。

基于响应面法的P20型多旋翼无人机施药参数优化与试验

为了找出多旋翼无人机喷洒农药时影响农药沉积的因素及其影响程度,提高雾滴在靶标上的沉积水平,并通过试验制定相应的试验方法和规范,在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论对施药机具的喷雾参数进行研究.以飞行高度、飞行速度、喷头流量等工作参数为影响因素,以雾滴在靶标上的沉积水平为目标函数,建立雾滴沉积水平的二次多项式数学模型,并分析模型的有效性与因子间的交互作用.利用Design-Expert 8.0.5软件的回归分析法和响应面分析法对模型进行优化分析,得到施药机最优喷洒参数组合.结果表明,对雾滴沉积水平影响大小依次为飞行高度、飞行速度、喷头流量;最优喷洒参数组合为飞行高度2.0 m,飞行速度3.7m·s^(-1),喷头流量430 m L·min^(-1),此条件下的雾滴在靶标上的最大沉积水平为68.69%,且与模型预测值相比相对误差为±5%以内.

响应面法优化水酶法提取火麻仁油的研究

采用Alcalase 2.4L碱性内切蛋白酶对火麻仁进行酶解提取火麻仁油。在单因素实验基础上,应用响应面法对火麻仁油水酶法提取条件进行了优化。结果表明,最佳提取条件为:加酶量7 100 U/g,酶解温度61℃,酶解时间3.7 h,料液比1∶3.8,酶解pH 8。在此条件下,火麻仁油提取率为93.82%。所得火麻仁油呈淡黄色,澄清透明,具有火麻仁特有的香味。

响应面法优化核桃ACE抑制肽的制备工艺研究

以核桃分离蛋白为原料,用Neutrase 0.8L酶解制备高活性的ACE抑制肽.采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法测定酶解多肽的ACE抑制率,同时以水解度和ACE抑制率为考查指标,通过单因素试验及响应面试验设计,优化了中性蛋白酶(Neutrase 0.8L)酶解核桃分离蛋白的酶解工艺.结果表明:各因素对水解度的影响顺序为pH>温度>E/S,对ACE抑制率的影响顺序为pH>E/S>温度;最佳酶解工艺条件为:pH 6.81、温度55℃、时间2h、底物质量浓度2%、酶与底物比3.43%,酶解产物的水解度达到8.52%,ACE抑制率达到67.94%.

微波膨化重组型紫薯白灵菇脆片的工艺优化

根据Box-Behnken的中心组合试验设计原理,在单因素试验的基础上,采用三因素三水平的响应曲面分析法,建立重组型紫薯白灵菇脆片加工的二次多项数学模型,以感官得分为响应值作响应面和等高线,分析膨化时间、紫薯白灵菇(质量比为1:1)添加量和水分平衡时间对重组型紫薯白灵菇脆片的影响。研究结果表明,重组型紫薯白灵菇脆片加工的最佳工艺参数为厚度0.6 mm、微波功率700 W、膨化时间121 s、紫薯白灵菇添加量16.9 g、特精粉50 g、水分平衡时间1.3 h,此时其感官得分为91.8。产品外观平整、颜色均匀,微孔大小适度、一致,香味浓郁且口感酥脆。

基于响应面法游湖沉积物-水界面溶解性碳交换通量

湿地作为陆地生态系统最重要的碳汇,是减缓全球大气中二氧化碳含量上升和全球气候变暖的重要途径。目前研究多针对于自然湿地中储碳量和碳密度的研究,对于因煤炭开采形成的采煤塌陷湿地碳密度及其变化研究则相对较少。基于对采煤塌陷湿地水体和沉积物中碳含量和影响因子的调查,研究采煤沉陷湿地沉积物-水界面不同形态碳交换通量规律,评估沉积物对于上覆水中碳素的源/汇特征,探讨不同环境因子单一及交互作用下沉积物-水界面各形态碳的交换通量的变化规律。针对徐州九里湖采煤塌陷湿地沉积物和水体进行研究,分别于2020年12月、2021年4月和2021年8月采集沉积物和上覆水,分析沉积物和水体中碳素的赋存特征以及影响碳素含量的关键因子。通过室内模拟试验,进行沉积物-水界面溶解性碳交换通量研究,并探讨主要环境因子对溶解性碳交换通量的影响。最后基于响应面法构建沉积物-水界面溶解性碳交换通量回归模型,预测采煤沉陷湿地溶解性碳最小释放条件,估算采煤塌陷湿地溶解性碳释放总量。结果如下:温度升高会导致溶解性碳交换通量增大,而pH对其影响较小;在高氧(9.0 mg/L)和低氧(3.0 mg/L)条件下,溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)交换通量相对较高,在中氧(6.0 mg/L)条件下,相对较小。得出在环境因子交互作用下的最优化条件,当温度为5.69℃、pH为7.18、溶解氧DO为6.38 mg/L时,DOC和DIC交换通量区的最小值分别为2.32、3.54 mg/(m^(2)·h)。估算出湿地8月沉积物DOC和DIC释放总量最高,分别为1.75、5.76 t;12月沉积物DOC和DIC释放总量最低,分别为0.98、2.01 t。结果表明,环境因子对DOC和DIC交换通量均有不同程度影响,温度通过改变吸附能力和生物活性的方式使DOC和DIC交换通量随温度增加而增大;pH影响着沉积物中碳酸盐的溶解度使得DIC在碱性环境中增加不明显,但对DOC交换通量影响较小。DOC和DIC释放总量变化规律一致,夏季温度较高,沉积物微生物活性强,促进DOC和DIC向上覆水中大量释放,冬季温度低,释放作用显著下降。沉积物-水界面溶解性碳交换通量只考虑了温度、p H和DO三个条件,然而影响物质在沉积物-水界面的迁移转化还包括沉积物自身特性、生物扰动以及重金属等因素,对于因采煤形成的湿地,沉积物中金属离子对溶解性碳的释放更应引起注意,在后面的研究中可以微生物为切入点,探究沉积物碳“源”与“汇”转换的临界条件。

壳聚糖季铵盐改性亚麻织物的工艺优化

合成了低分子质量壳聚糖季铵盐HTCC,并用来改性亚麻织物,通过中心复合设计试验和响应面分析研究壳聚糖季铵盐用量、浸渍温度、浸渍时间和焙烘温度对改性亚麻织物活性染料染色的影响。2次方模型的方差分析数据表明,亚麻织物染色效果的影响程度排序:HTCC用量>浸渍温度>浸渍时间>焙烘温度。壳聚糖季铵盐改性亚麻织物活性染料染色体系要获得较好的上染率可以通过增加HTCC用量、升高浸渍温度、延长浸渍时间来实现。响应面分析得出较佳的改性工艺为:HTCC用量8 g/L,浸渍温度65℃,浸渍时间80 min,焙烘温度110℃。

磁力研磨精密抛光φ4×150 mm TC4管内表面的实验研究

目的提高磁力研磨法光整小直径TC4管内表面时的研磨效率。方法将多个径向充磁的磁极组成柔性磁极链放置在工件的内部,致使整个加工区域的磁感应强度得到大幅度增强,再配合多种运动,完成对小直径细长管内表面的高效精密抛光。利用响应面法分析了工件转速、磨粒粒径和研磨液用量的交互作用对研磨效率的影响规律。结果在磨粒的平均粒径保持不变时,转速在18 000~20 000 r/min范围内时,表面粗糙度值趋于稳定,研磨液用量为8 m L时,表面粗糙度值达到最低。研磨液用量保持不变、转速在18000~20 000 r/min范围内时,表面粗糙度趋于稳定。磨粒的平均粒径为250μm时,表面粗糙度值达到最低。工件转速不变、研磨液用量为8 m L、磨粒的平均粒径为250μm时,工件表面粗糙度值达到最低。经过40 min的研磨,工件各位置的表面粗糙度值Ra稳定至0.35~0.2μm。结论优化后的工艺参数组合为:工件转速20000 r/min、研磨液用量8 m L、磁性磨粒的平均粒径250μm。加工后工件内表面加工均匀性显著提升,原始缺陷被完全去除,达到最佳效果。

半氧化锰矿的直接还原浸出工艺研究

为探究在硫酸存在下以废糖蜜为还原剂浸取半氧化锰矿中锰的工艺条件,通过单因素实验,考察了废糖蜜初始浓度、硫酸浓度、反应时间和反应温度对浸出过程的影响,并采用响应面法分析废糖蜜初始浓度、硫酸浓度和反应时间对Mn浸出率的影响。结果表明,Mn浸出的最佳条件为:硫酸浓度2.82 mol/L,废糖蜜初始浓度27 g/L,反应时间132 min,反应温度90℃。在此条件下Mn浸出率可达到92%以上。

龟裂链霉菌高产土霉素菌株的诱变筛选及其发酵条件

对出发菌株186-6冻存的孢子悬液进行了活化及复性,先后经过6轮筛选,获得1株高产菌株,命名为P-11.与186-6相比,高产菌株的发酵效价提高了20.75%.对高产菌株进行5次斜面传代,对其遗传特性进行考察,与原始效价相比,高产菌株的效价分别为99.8%,100.2%,98.5%,97.4%,96.6%,说明高产菌株的遗传稳定性良好.对高产菌株特性考察的结果表明:菌种纯度为98.4%,磷耐受性比原始菌株186#有很大提高.代谢参数研究表明,其前期代谢较186#菌株慢.对原发酵培养基进行优化,得到新配方:淀粉120g/L,黄豆饼粉15.5g/L,棉籽饼粉5g/L,CaCO315g/L,(NH4)2SO414.5g/L,NaCl 4.7g/L,玉米浆10g/L,KH2PO40.1g/L,消沫剂0.1g/L,CoCl 0.01g/L,淀粉酶0.12g/L.与原配方相比,土霉素发酵效价提高了25%左右.不同氨基酸对土霉素效价的影响结果表明:对提高土霉素效价起积极作用的3种氨基酸是Thr,Ser和Phe.

铁核桃油膜法脱胶工艺研究

研究了铁核桃油膜法脱胶工艺及其对铁核桃油品质的影响。分别采用Plackett-Burman实验和响应面实验对铁核桃油膜法脱胶工艺进行优化。结果表明:铁核桃油膜法脱胶的最佳工艺条件为膜孔径10 k Da、溶油比3∶1、操作压力0.25 MPa,在此条件下膜法脱胶后铁核桃油中磷脂含量从755.603 mg/kg降为16.25 mg/kg,脱胶率为97.85%。与水化脱胶相比,膜法脱胶后铁核桃油中V_E和植物甾醇的含量高,氧化诱导时间长。

红豆树叶总黄酮提取工艺优化及抗氧化性研究

目的:优化红豆树叶总黄酮提取工艺并研究其抗氧化性。方法:采用超声辅助法分别考察液料比、乙醇浓度和超声时间对红豆树叶总黄酮提取率的影响。以单因素试验为依据,进行响应面设计试验及数据分析,进而对其工艺进行优化设计,同时进行总黄酮的抗氧化性试验。结果:各因素对提取率的影响由大到小顺序为乙醇浓度、液料比和超声时间;且最佳提取工艺为乙醇浓度69.45%,液料比20.15∶1(mL/g),超声时间90.17 min。在此工艺下,总黄酮提取率为23.85%,通过验证试验发现,试验提取率为23.87%,与预测值相对标准偏差为0.06%;同时红豆树叶总黄酮对DPPH自由基和ABTS自由基表现出较好的清除效果。结论:优化后的红豆树叶总黄酮提取工艺稳定可行,并且其具有较强的抗氧化能力。