分体式自清洗工业废气余热回收装置设计

为解决化纤生产废气余热回收装置运行一段时间后因污垢层积而换热效率下降的问题,提出一种分体式自清洗工业废气余热回收装置。设计了分体式换热器,采用PLC控制刷洗机构、拉板小车和高压喷头,实现了换热翅片管排的自动分合和清洗功能。测试结果显示,分体式自清洗工业废气余热回收装置能维持较高的换热效率,较原有整体式装置效率提升大约5%,清洗时间由10h缩短为2.5h。该余热回收装置可提高能源利用效率,降低生产成本,减少维护时间,为低品位热能回收利用提供了参考。

堆石混凝土劈裂抗拉破坏过程中声发射特征分析

【目的】通过研究堆石混凝土(RFC)和自密实混凝土(SCC)在劈裂抗拉破坏过程中产生的声发射信号,并进一步确定最终的裂缝形态,有助于深入了解RFC和SCC的劈裂破坏特征,从而确保结构的可靠性和安全性。【方法】制作了边长为600 mm的RFC和SCC立方体试件,研究了RFC和SCC在劈裂抗拉破坏过程中声发射参数(振铃计数和累计振铃计数)与位移荷载曲线的关系;利用声发射信号的统计方法(RA和AF)分析确定了RFC和SCC裂纹演化特征;基于RA-AF值的混合高斯模型(GMM)辨识了劈裂抗拉破坏过程中RFC和SCC的开裂模式(拉伸型开裂或剪切型开裂)。【结果】结果显示:在劈裂破坏过程中,RFC声发射振铃计数分布不均,呈现分段式变化特点,累计振铃计数呈现明显阶梯状上升,SCC声发射振铃计数分布均匀,累计振铃计数平缓上升;RFC和SCC的拉伸型裂纹区域对应RA-AF数据点向AF轴靠拢,剪切型裂纹区域对应RA-AF数据点向RA轴靠拢,均表现出明显的原点集中现象。【结论】结果表明:(1)RFC和SCC劈裂抗拉破坏强度分别为其立方体抗压强度的0.065、0.067;(2)在劈裂抗拉破坏过程中,RFC的破坏模式以拉伸型开裂为主,占89.4%,SCC以剪切型开裂主,占53.6%;(3)利用GMM方法,通过概率密度估计能对裂纹的分类特点进行更精确的捕捉。

波长可调的量子点纠缠光源(特邀)

可按需产生纠缠光子对的量子光源是光量子网络中的重要组成部分。半导体量子点可确定性地产生高纠缠保真度的光子对。基于量子点构建量子网络所需的量子中继单元时,需要多个发光波长一致的高质量纠缠光源。然而量子点形貌、组分和应力的不均一性严重限制了基于量子点的量子中继器的可扩展性。国内外研究团队发展了多种量子点生长后调节技术,成功调节量子点精细结构劈裂并通过联合多个调节自由度实现多维度的调节。本文综述了目前联合多个调节自由度实现发光波长和精细结构劈裂均能调控的实验方案,总结了不同方案的调节方法和研究现状,并介绍了将量子点与光学微腔相结合通过Purcell效应能进一步提升纠缠光源的性能。最后,对该领域的未来发展进行展望。

实现稳定光电化学水分解的自修复机制

随着全球经济的持续增长,人类社会对能源的需求也在不断攀升.然而,传统的化石燃料无法再生,并且由于其过度消耗而引发的环境问题日益凸显,这使得寻找清洁、可持续的能源替代品成为当务之急.其中,通过人工光合作用对太阳能进行转化和储存是一个理想的能源替代方案.光电化学(PEC)水分解技术可以将太阳能直接转化为氢能,并且在氢燃料的生产和燃烧过程中水是唯一的原料和产物,实现了“零碳”排放的紧密氢循环,整个过程被认为是绿色、可持续的.在过去几十年里,大量关于PEC水分解的研究被报道,尤其是在提高太阳能到氢气(STH)转换效率方面取得了较大的进展.然而,光电极在工况下的长期稳定性问题仍然是制约PEC水分解商业化的主要障碍.为了应对这一挑战,催化领域引入了自修复的概念,并将其扩展应用于提高光电极的稳定性,这为解决其稳定性问题提供了新的策略.因此,有必要对实现稳定PEC水分解的自修复机制进行综述.本文系统综述了不同半导体光吸收体、保护层和助催化剂在工况下的衰减机制.首先,重点探讨了窄带隙半导体材料,如硅基(n-Si或p-Si)或III-V族半导体(GaAs,InP等)在工况下的衰减机制.这些材料受到电解液化学腐蚀的影响,导致其理化性质不稳定.特别是在光照或外加偏压的作用下,腐蚀作用会进一步加剧,严重影响其性能.然后,分析了具有合适带隙的半导体材料的衰减机制.受热力学因素影响,非氧化物半导体,如金属硫化物/硒化物、氮化物、氧氮化物、磷化物等,容易被光生空穴氧化;而金属氧化物半导体,如Cu_(2)O,则容易被光生电子还原.此外,热力学上相对稳定的金属氧化物半导体,如BiVO_(4),受动力学因素影响易发生光腐蚀,导致光吸收物种的溶解和晶格结构的破坏.除了半导体材料本身,表面保护层受到寄生光吸收和针孔现象的限制,导致其保护效果降低.助催化剂同样面临着活性衰减和寄生光吸收带来的挑战,这些因素影响了光电极的整体效率和稳定性.为了应对这些挑战,本文总结了一系列具有自修复机制的损伤修复策略,包括光吸收材料和助催化剂中活性组分的内在自修复、半导体中缺陷位点的内在自修复、保护层中的外在自修复以及表面改性层中自修复薄膜的厚度自限性特征.实现这些自修复机制通常需要结合PEC水分解工况下提供的偏压或光电压,并在电解液中添加失活物种的离子源或额外的修复剂.工况下提供的偏压大小以及添加到电解质中的物种数量和浓度将直接决定PEC水分解的自修复能力.综上,自修复作为维持易腐蚀光电极稳定性的理想方式,具有极大的应用潜力.通过利用更先进的原位分析技术能够更深入地揭示光电极/电解质界面在工况下的动态演变规律,从而更好地从本质上了解PEC水分解系统的损伤机制.针对运行状态下损伤部位的针对性修复,可以建立动态稳定的损伤-修复机制,为实现人工光合作用系统的高效和长期稳定运行提供有力保障.展望未来,需要进一步深入剖析并完善自修复机制,使其成为催化系统开发的一般性设计原则,此外,还应积极探索将自修复机制扩展至更广泛的应用平台和场景中,为推动清洁能源领域的进一步发展贡献更多的解决方案.

放电等离子烧结制备MoS_(2)@Ni电极及其析氢反应性能

为了解决水分解制氢电极制备步骤复杂和周期长的问题,以镍粉和不同类型硫化钼粉末作为原始材料,采用一步放电等离子烧结工艺制备出MoS_(2)@Ni电极。当使用细小均匀的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时,0.03HS@C-Ni电极在50 mA cm^(-2)、100 mA cm^(-2)和150 mA cm^(-2)电流密度下过电位仅为251 mV、322 mV和379 mV。而当使用商用大块的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时,0.03C@C-Ni电极在50 mA cm^(-2)、100 mA cm^(-2)和150 mA·cm^(-2)的电流密度下过电位分别为425 mV、488 mV和542 mV,说明使用细小均匀的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时电极的催化性能好。对0.03HS@C-Ni电极进行循环稳定性和持久性测试可知,5000循环前后,电极的极化曲线几乎没有任何变化,电极能在约130 mA·cm^(-2)的电流密度下稳定运行超过130 h。

水位自记台装配化设计与施工技术

基于传统现浇水位自记台的相关功能和装配式设计理念,结合水位自记台的结构和功能特点,从脱模、吊装、拆分、预埋件、专项设计等方面,提出了装配式水位自记台结构设计和施工安装两方面的标准化设计要点,对类似水文装置的安装应用具有一定的参考意义。

基于图像识别的输电线路轨道运输装备安全检测系统

为了提高林区山地输电线路轨道运输装备运行安全性,搭建基于图像识别的轨道运输装备安全检测系统.首先给出整个林区山地输电线路轨道运输装备电控系统;其次介绍了感知模块系统所用到的各类传感器;然后基于拆分注意力网络和自校准卷积的融合,采用Faster-RCNN算法得到更好的特征提取,并采用此改进的Faster-RCNN算法进行装备周围人员识别试验;最后基于QT开发输电线路轨道运输装备远程控制软件,并实现对装备的远程操控.结果表明:改进的Faster-RCNN算法在林区山地强光照和复杂环境下能够大幅度提高识别装备周围人员的准确性,图像识别平均精度均值mAP可达87.13%,高于常规Faster-RCNN的74.35%和级联Faster-RCNN的76.28%,充分证明改进的Faster-RCNN算法具备优良识别能力,保障林区山地输电线路轨道运输装备安全运行.

基于DIC技术的自密实混凝土界面裂缝扩展规律研究

采用自密实混凝土作为堆石混凝土坝的抗冲磨层并与坝体进行一体化浇筑成型是一种新构造,其中抗冲磨层与坝体的界面性能至关重要。通过制作600 mm×600 mm×600 mm自密实混凝土(SCC)试件(C40SCC、C25SCC)及C40、C25SCC分层浇注试件(C40-C25SCC),结合数字图像技术(DIC)开展劈裂抗拉试验,分析了自密实混凝土界面裂缝扩展规律。结果表明:SCC断面破坏形态表现为骨料劈裂和剥落2种破坏形式;C40SCC、C25SCC及C40-C25SCC劈裂抗拉强度分别为1.861、1.416和1.362 MPa;基于DIC技术获取了裂缝相关参数,其中C40-C25SCC裂缝最大开口宽度、扩展时间均为最大,分别为0.125 mm、10.667 ms,C25SCC裂缝最大扩展速度最快,为10.12 m/s。研究表明:骨料的存在及粒径大小改变了试件破坏形态,影响了裂缝开口宽度及扩展速度变化。

利用科赫分形解耦的四端口紧凑型QSC UWB MIMO天线

提出一种利用共面波导(Coplanar Waveguide,CPW)馈电的四端口紧凑型准自互补(Quasi-self-complementary,QSC)超宽带(Ultra-Wideband,UWB)多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)天线。此UWB MIMO天线的整体尺寸为40 mm×30 mm×0.8 mm,由4个六边形准自互补辐射单元对称排列而成,印刷在介质板的一侧。介质板另一侧印刷科赫分形解耦枝节和新型正六边形双开口谐振环(double-split ring resonator,DSRR)阵列,分别提升低频和高频处天线单元间的隔离度。实验与测试结果表明,此天线的工作带宽为3.1 GHz~15.5 GHz,在大部分工作频段内,隔离度达到20 dB以上。此外,天线在整个工作频带内具有良好的辐射特性和稳定的增益。包络相关系数小于0.04,表明该天线能够很好地满足极化分集特性,可用于便携式UWB MIMO无线通信系统。

基于分形心理学理论的研究生心理健康机制研究

研究生心理健康问题日渐突出,基于分形心理学理论框架的咨询技术将针对研究生心理教育的健康机制展开理论与实证研究。以分形心理学和复杂性系统科学作为理论背景,衍生出一种全新的分形心理学的咨询技术,其不但能够对现有的心理咨询技术进行理论的整合与技术的折中,解决已有咨询技术能够解决的问题,还能够对上述咨询技术无法有效解决的问题进行深入研究,比如对研究生的“隐形自我分裂”这一普遍性的心理问题提出更为全面和深入的理解。

基于潮汐AAPC功能提升分流比

基于潮汐AAPC功能分析,分潮汐时段聚焦用户分布,根据用户数波动情况与天线覆盖角度偏离,通过天线权值进行自优化,从而能够最大化地实现覆盖增益,最终快速提升分流比。以B2_JX同文学院ZRD_H站点为例,优化前后,5G分流比由27.69%提升到33.48%,提升5.49%,分流比提升幅度20.92%,RRC连接平均用户数增涨17.1%,PDCP层流量增涨33.56%。

自支撑催化剂在电催化水分解中的应用

能源和环境问题日益严重,氢气作为能源载体被寄予厚望。电催化水分解被认为是制氢气最有吸引力的技术。然而,制备高催化活性、高稳定性的电解水催化剂仍然具有挑战性。与传统的粉末涂层形式相比,由于高动力学活性和稳定性,自支撑电催化剂已被证明对电催化水分解反应非常有效。本文总结了自支撑电极的特性,概述了近年来自支撑电极的制备方法及其在电催化水分解中的研究进展,并展望了未来的发展方向。

长龄期自密实混凝土与普通混凝土强度及弹性模量对比试验研究

为了研究不同龄期下自密实混凝土(SCC)与普通混凝土(NC)试件抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量的发展规律和差异,设计并浇筑了8组不同龄期(3、7、14、28、56、120、200、400 d)下的SCC与NC试件(强度等级均为C40),测试不同龄期下SCC、NC立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量。根据试验结果对比分析不同龄期下两种混凝土力学参数的发展规律与差异。结果表明,长龄期下两种混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量发展规律近似,均为早期(28 d以前)增长较快,后期(200 d以后)增长缓慢且趋于稳定。同强度等级下的SCC抗压强度及劈裂抗拉强度大于NC,弹性模量小于NC。长龄期(400 d以后)下SCC抗压强度比NC高25%左右,劈裂抗拉强度比NC高9%左右,弹性模量比NC小8%左右。NC实测弹性模量与规范公式计算值较吻合,SCC实测弹性模量大约为规范公式计算值的85.9%,采用NC弹性模量规范计算公式预测SCC弹性模量时需乘0.859进行修正。

自支撑电极电解水制氢应用研究进展

氢能是一种清洁、环保的可再生资源,以其具有较高的燃烧热值和燃烧产物为水等特点而成为取代传统化石燃料的最佳选择,采用绿色清洁的电解水制取氢气成为科研人员关注热点。传统碱性电解水技术中催化剂层多以催化剂浆液滴涂并与粘合剂粘连在电极表面,对三相界面的扩散造成一定的影响,然而,自支撑导电基底可以避免上述问题,活性层与导电基底无缝接触实现了快速的电荷转移,从而提供了高活性电解水催化剂的集成式合成策略。从工业级大电流水电解三相反应界面构筑角度出发,归纳了近年来制备自支撑纳米催化材料的研究进展,并探讨了自支撑纳米催化剂在电解水领域的应用,并对未来制备自支撑电解水催化剂的集成化与工业化进行了展望。

钢纤维自密实混凝土力学性能试验研究

钢纤维改性自密实混凝土主要是将钢纤维与自密实混凝土相结合,有效改善自密实混凝土的流动度等工作性能、抗压抗折等力学性能及耐久性能,并最大限度地避免了自密实混凝土收缩性较大的质量缺陷。为此,主要研究钢纤维加入自密实混凝土中,不同钢纤维掺量(0.25%、0.50%、0.75%、1.00%)对其工作性能及力学性能的影响规律,试验结果表明:随着钢纤维掺量的不断增加,自密实混凝土的工作性能逐渐降低,但适量钢纤维掺入自密实混凝土中,可以有效地提高自密实混凝土的抗压、抗弯等力学性能,提高了混凝土抵抗变形的能力。

东瑞煤矿2101辅运顺槽无煤柱自成巷技术应用研究

为保障东瑞煤矿2101辅运顺槽无煤柱自成巷技术的应用效果,对其切顶钻孔布置与施工、预裂爆破装药结构、留巷期间补强支护方案等关键技术与方案进行研究。结果表明:预裂爆破钻孔合理布置参数为,钻孔直径50 mm,孔深4.5 m,倾角20°,间距0.6 m;采空区顶板随采随冒,留巷后围岩整体稳定,切顶卸压沿空留巷技术所需费用明显优于沿空掘巷和巷旁填充留巷。

榆树泉煤矿厚硬顶板无煤柱自成巷卸压方案设计研究

基于榆树泉煤矿1014综采工作面煤层顶板上方厚硬顶板不易垮落,顶板来压剧烈等问题,设计了厚硬不易垮落顶板预裂卸压方案及巷内加强支护方案,并通过数值模拟软件分析得出采用综合的顶板预裂爆破控制技术,可大幅降低巷道顶底板位移量,有效缓解实体煤柱上方应力的集中程度。最后,针对试验巷道进行工业性试验,得出巷道顶底板移近量为424 mm,顶板下沉量为300 mm,底鼓量93 mm,侧帮移近量286 mm,应用效果良好,满足巷道使用要求。

螺栓排数和自攻螺钉对木梁柱节点抗侧力性能的影响

通过4组梁柱节点在单调和往复加载下的抗侧力试验,得到了各组节点的破坏模式、弯矩-转角曲线、滞回曲线、强度、刚度、延性及耗能性能,研究了不同螺栓排数和自攻螺钉加强对节点抗侧力性能的影响.结果表明,普通节点中裂缝出现早,开展迅速;增加螺栓排数可提高节点的强度和延性,其中强度提高更明显;自攻螺钉加强可明显减轻和延缓木材的开裂,提升节点的延性和抗震性能.

基于自分裂竞争学习算法的关键帧提取

模糊C均值算法在进行关键帧提取时难以取得全局最优值,导致所提取的关键帧无法完整地描述镜头信息。提出一种基于自分裂竞争学习(SSCL)的关键帧提取方法,根据SSCL的分裂机制确定全局最优类数目的特点来确定关键帧的数量,同时根据SSCL的竞争学习机制有效确定类中心的特点来确定准确的帧图像作为视频的关键帧。实验证明基于SSCL的关键帧提取的方法比基于模糊C均值关键帧提取的方法能够更好地描述镜头内容。

适应整体式闸室结构的船闸输水系统研究

采用整体式闸室结构的船闸,闸室宽度较大时需采用左、右侧完全独立的输水系统布置型式,相关规范中经典左、右侧独立的输水系统布置适用于较低水头船闸,若应用于中、高水头船闸则闸室内停泊条件较差,且系缆力难以满足要求。以水头近20 m,闸室平面尺寸达120.0 m×23.0 m的孤山船闸为例,对左、右侧独立的船闸输水系统布置型式创新设计进行了介绍。通过类比分析、数模计算和物理模型试验研究,最终确定了独创性的自分流全闸室出水2区段4纵支廊道等惯性输水系统布置型式及阀门运行方式,很好地解决了中、高水头船闸在大闸室宽度下,左、右侧输水系统完全独立带来的闸室内停泊条件较差的问题。相关经验可供类似中、高水头船闸设计参考。