重复使用运载火箭液体动力技术发展

重复使用是未来运载火箭更新换代的技术发展趋势,是降低航天发射成本、实现规模化航天发射的有效途径。重点概述了国内外垂直起降重复使用运载火箭动力技术的发展现状,分析了垂直起降重复使用运载火箭发射和回收全任务剖面,总结了垂直起降重复使用运载火箭动力技术的特点,包括宽范围入口压力多次启动技术、大范围快速高精度推力调节技术、故障诊断及健康管理技术、状态检测与维修维护技术等。

液体火箭发动机健康监控技术研究进展

液体火箭发动机健康监控技术作为保障运载火箭安全、可靠发射的核心关键技术,经过几十年的发展,有力推动了航天事业的进步。介绍了液体火箭发动机健康监控技术中故障检测与诊断、容错控制与健康监控系统研制等技术的研究现状与发展趋势;梳理了健康监控领域面临的重难点问题,并提出相应的解决方案。分析展望了液体火箭发动机健康监控技术未来发展趋势,为从事火箭发动机健康监控技术研究的科研人员提供参考。

纤维素生物质与废塑料共催化热解制取富烃液体燃料的研究进展

生物质能是国际公认的零碳可再生能源,其高效利用成为缓解能源与环境危机的关键,并对中国实现“碳达峰”和“碳中和”的目标具有重要意义。纤维素生物质与废塑料的共催化热解技术,不仅能制备高附加值的富烃液体燃料,还可达到“以废治废”的目的,进而实现生物质与废塑料的高效资源化利用。本工作从生物质与废塑料高值化利用的角度出发,对生物质和废塑料共催化热解制备富烃液体燃料的研究现状进行了综述,介绍了纤维素生物质和废塑料的基础化学特性差异,论述了废塑料种类、催化剂种类、物料和催化剂比例、催化热解温度等因素对生物质和废塑料共催化热解生物油产率和品质的影响,阐述了生物质和废塑料单独催化热解过程中的化学反应机理,并揭示了共催化热解过程中的协同反应机理,展望了该领域未来的发展方向,为生物质与废塑料的高附加值利用提供参考与思路。

季膦萘磺酸盐离子液体与甲基膦酸二甲酯协同阻燃环氧树脂

合成了一种新型季膦萘磺酸盐室温离子液体[TBP]NS,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(1H NMR和31P NMR)确定了其结构,并将其与甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配用于制备阻燃环氧树脂.阻燃性能测试结果表明,当在环氧树脂(EP)中加入质量分数为6%的[TBP]NS和4%的DMMP时,所得阻燃环氧树脂EP/4%[TBP]NS/6%DMMP的极限氧指数达到31.2%, UL-94垂直燃烧通过V-0级别.与纯环氧树脂相比,该阻燃环氧树脂的峰值热释放速率(PHRR)降低了59%,总热释放(THR)降低了43%,峰值CO释放速率(PCOP)降低了41%,残炭率升高了97%.[TBP]NS和DMMP在氧指数、垂直燃烧和锥形量热测试中均展现出优异的协同阻燃作用,并且表现出良好的炭化能力和降热效果.在力学性能方面,与单纯加入DMMP的环氧树脂相比,EP/4%[TBP]NS/6%DMMP的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度均有提高.

大球盖菇液体菌种繁育工艺研究

【目的】优化大球盖菇液体菌种培养基,探究液体培养过程中的生长规律,确立液体菌种繁育栽培种工艺参数。【方法】以大球盖菇8号为试验菌株,以菌丝体生物量为评价指标,采用单因素和正交试验L9(34)优化液体菌种培养基。测定液体菌种菌丝体生物量,还原糖和氨基氮含量,羧甲基纤维素酶、淀粉酶、酸性蛋白酶、漆酶胞外酶酶活生理生化指标,确立优化配方的液体菌种最优培养时间。以平均满袋时间为指标,确立液体菌种扩繁栽培种接种量、培养基配方颗粒度和碳氮比。【结果】优化得到大球盖菇液体菌种最优配方为葡萄糖20 g·L^(-1)、小麦粉30 g·L^(-1)、酵母粉0.75 g·L^(-1)、磷酸二氢钾1.00 g·L^(-1)、硫酸镁0.50 g·L^(-1)、起始p H 5。培养第8天时,大球盖菇菌丝体生物量最大,为1.66 g·hm L^(-1);液体培养过程中还原糖含量由12.23 mg·m L^(-1)降至1.38 mg·m L^(-1),氨基氮含量由0.09mg·m L^(-1)降至0.06 mg·m L^(-1);羧甲基纤维素酶和淀粉酶酶活在第4天最高,酶活分别为6.49、5.16 U,酸性蛋白酶酶活在第2天最高,酶活为1.80 U,漆酶酶活在第6天最大,酶活为1.63 U。液体菌种扩繁栽培种生产工艺参数:接种量为15 m L,菌包培养基配方颗粒度的粗细木屑比为7∶3,碳氮比为50∶1。【结论】大球盖菇液体菌种活性与上述指标具有一定的相关性,结合发酵液生理生化指标,判定第7天的液体菌种活力最高。利用大球盖菇液体菌种扩繁栽培种,平均满袋时间为23.7 d,缩短生长周期2.7 d。本研究建立配套的制种工艺,为大球盖菇栽培种工厂化生产技术奠定基础。

基于QCM液体密度响应模型测量油品含水率研究

油田开发中一直存在高含水率和低含水率测量不准确的问题,新型可再生的生物柴油,同样需要控制含水率以保证热值和稳定性。文中提出一种基于石英晶体微天平(QCM)液体密度响应模型的油品含水率测量方法,通过5组标准甘油溶液进行模型验证,结果表明,实验值与理论值的误差小于5%,并且在低含水量和高含水量2种情况下,误差幅度小于1%。重复性实验验证了模型的有效性。现场测量实验结果证实了模型的适用性。

喷射混凝土用无碱液体速凝剂的现状与发展趋势

喷射混凝土常用于隧道、矿山井巷、城市地下空间等施工场景,已成为复杂工程施工必不可少的一种混凝土。速凝剂作为喷射混凝土必不可少的外加剂,经历了高碱粉体和低碱粉体的速凝剂时代,目前,无氯低碱液体速凝剂已得到大规模应用。然而,实际工程对速凝剂产品仍在不断提出更高的要求,液体速凝剂正朝着无氟无氯无碱的方向前进,从而继续推出更好的产品。本文回顾速凝剂的历史进程和发展,着重讨论速凝剂的作用机理,硫酸铝型无碱液体速凝剂主要组分的演变及由此带来的产品研制难题和对水泥基材料性能的影响,并论述课题组在无碱液体速凝剂与水泥的适应性研究方面取得的成果。

可变焦液体柱面透镜的设计与制作

文章设计并制作了一种基于电磁驱动的可变焦液体柱面透镜,并对其性能进行了测试与分析。研究结果表明:当工作电流在0到1.5A范围内变化时,该柱面透镜焦距随工作电流增大而逐渐减小,焦距变化范围为(8.97mm,+∞),最大横向放大率β为1.6,系统通电响应时间约为20ms,断电衰减时间约为25ms。当工作电流为1.5A时,该透镜的焦距为8.97mm,相应的焦线长度为11mm,焦线宽度为1mm。文章提出的液体柱面透镜,在光束整形、设备扫描和2D/3D可切换显示等领域具有潜在的应用前景。

卵孢长根菇液体发酵培养基配方优化

以卵孢长根菇菌株H1为试材,以菌丝生物量为主要评价指标,在碳氮源单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman设计对影响卵孢长根菇液体发酵培养生物量的主效因素进行筛选,通过最陡爬坡试验及Box-Benhnken响应面法对卵孢长根菇液体发酵培养基成分进行优化,以期获取优良液体菌种,为工厂化大规模生产卵孢长根菇提供保障。结果表明,适合卵孢长根菇的最适碳源为玉米粉,最适氮源为豆粕粉。当摇床转速150 r/min、培养温度为25℃时,优化后卵孢长根菇液体发酵培养基成分为葡萄糖25.8 g/L、玉米粉26.0 g/L、KH_(2)PO_(4)1.0 g/L、豆粕粉1.5 g/L、酵母粉1.0 g/L、MgSO_(4)0.4 g/L、维生素B1(VB1)0.01 mg/L,其卵孢长根菇菌丝生物量可达23.2 g/L。与常规培养基对比,培养周期缩短3 d,菌丝活力更高。

咪唑离子液体与辛烷磺酸钠复配体系的聚集行为

采用表面张力法测定了辛烷磺酸钠(SOS)/溴化1-癸基-3-甲基咪唑鎓([C_(10)mim]Br)以及SOS/溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓([C_(14)mim]Br)复配体系的表面活性,得到了临界胶束浓度(cmc)、平衡表面张力(γ_(cmc))、表面压(Π_(cmc))、饱和吸附量(Γ_(max))和气液界面吸附分子的最小截面积(A_(min))等参数。应用Rubingh正规溶液理论,计算了混合胶束的组成(X_(1)^|(m))、活度系数(f_(1)^(m)和f_(2)^(m))及分子相互作用参数(β^(m)),所研究的体系均表现出了强协同增效作用,与[C_(10)mim]Br相比,SOS与[C_(14)mim]Br间的相互作用更强。热力学参数的计算结果也表明了混合胶束是自发形成的,且为热力学稳定体系。利用分光光度法测定了体系的浊度,结合目视观察与吸光度数值绘制了各体系的相图,SOS与[C_(10)mim]Br和[C_(14)mim]Br的复配体系均存在3个浓度区,即低均相溶液区、两相区和高均相溶液区。

新型绿色单组元液体推进剂发展现状与趋势

随着对生态环境、安全的日益关注以及航天推进技术的不断发展,对推进剂提出了绿色无毒的性能要求,新型绿色单组元液体推进系统成为航天推进的重要研究方向之一。硝酸羟铵基单组元液体推进剂(HAN基单组元推进剂)和二硝酰胺铵基单组元液体推进剂(ADN基单组元推进剂)具有绿色无污染、密度大、比冲性能可调节、饱和蒸汽压低和使用维护成本低等特点,可以应用于卫星、飞船、运载火箭等飞行器的姿轨控动力系统,二者均已完成多次飞行演示验证并获得应用,受到了各国航天领域的广泛关注。

基于Hessian局部线性嵌入和MLP-Mixer的液体火箭发动机涡轮泵轻量化故障诊断框架

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法利用Hessian局部线性嵌入算法对信号时域、频域及时频特征进行降维,并引入一种轻量化的深度学习模型MLP-Mixer作为分类器,进而实现不同故障状态的辨识。采用某型号涡轮泵试车数据验证了所提方法的有效性,结果表明,该方法能够在保障诊断精度的同时有效降低计算复杂度,提高诊断效率。

考虑土-储罐-液体相互作用的隔震储罐简化力学模型及地震响应研究

为了寻求一种既能减震又能降低成本的储罐结构,提出一种隔震储罐结构体系,根据力的平衡原则推导了滚动隔震装置恢复力模型,得出了复合滚动隔震装置的恢复力模型。基于三质点模型和场地土模型,提出了考虑土-储罐-液体相互作用(STLI)的隔震储罐的简化力学模型和运动方程,并研究了考虑STLI效应和不考虑STLI效应时抗震储罐和隔震储罐在不同场地的地震响应。结果表明:隔震储罐能够有效地降低其基底剪力及倾覆弯矩,但对晃动波高的控制有限,建议在高烈度区,满足晃动波高的前提下,隔震储罐在设计时可以降低烈度。考虑STLI效应后,抗震储罐的基底剪力和倾覆弯矩明显降低,且从Ⅰ类场地到Ⅳ类场地差异率逐渐增大,软土场地降低最为显著。隔震储罐地震响应受STLI效应的影响较小,可以有效地隔断上部结构与场地土之间的耦联,弱化STLI效应对上部结构的影响。

复方电解质注射液(Ⅱ)与醋酸林格液对重症创伤患者早期液体复苏效果

目的 探讨对重症创伤患者输注不同平衡盐溶液后的液体复苏效果及预后情况,为临床急救液体复苏的液体选择提供参考。方法 选取急诊科行液体复苏的重症创伤患者作为研究对象。根据急诊液体复苏时输注的平衡盐溶液类型的不同,将患者随机分为试验组(n=100)和对照组(n=98)。试验患者给予输注复方电解质注射液(SF),对照组患者给予输注醋酸林格液(RA)。采集两组患者的肾损伤指标(血肌酐及尿素氮变化及30 d内肾脏主要不良事件)、血气分析指标(pH、剩余碱(BE)值、碳酸氢根(HCO-3)和血乳酸)、机械通气撤机时间、血管活性药使用时间、重症加强护理病房(ICU)住院时长、总住院时长及28 d内的生存率。结果 两组患者在伤后96 h内的血肌酐、尿素氮变化及30 d内肾脏主要不良事件发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。液体复苏早期(24 h内),试验组的pH、BE值、HCO-3及血乳酸与对照组比较能较快恢复到正常范围(P<0.05)。在重要临床结局(28 d生存率、机械通气撤机时间、血管活性药物使用时间、ICU住院时长和总住院时长)上两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 与醋酸林格液比较,复方电解质溶液在重症创伤早期液体复苏过程中能较快纠正代谢性酸中毒,但这种生物化学上的优势并不能改善相关的临床结局。

有机液体储氢载体催化脱氢技术研究进展

绿氢(可再生能源制氢)的开发及利用是推动能源绿色转型和实现“双碳”目标的重点发展方向之一.然而,大规模绿氢的安全储运技术仍需进一步完善.以环烷烃/芳烃为主的有机液体储氢载体(LOHCs)体系因其高储氢密度、安全高效、运输方便等优势成为绿氢长距离大规模输送的关键技术.相比于工艺成熟的芳烃加氢技术,富氢LOHCs(环烷烃)脱氢技术开发的难度较大,是近年来研究的热点.本文系统综述了环己烷(CH)、甲基环己烷(MCH)、十氢萘(DHN)和全氢二苄基甲苯(H18-DBT)4类典型富氢LOHCs脱氢技术的研究进展.基于目前的研究结果,阐述了单环烷烃(CH、MCH)和多环烷烃(DHN、H18-DBT)的脱氢反应路径和机理,重点从活性组分和载体两方面总结了脱氢催化剂的设计思路、构效关系和研究进展,详细分析了基于不同模型的富氢LOHCs脱氢动力学,探讨了4类典型脱氢反应装置的优缺点.总体来讲,环烷烃作为LOHCs距离工业化应用还有一段距离,继续完善环烷烃脱氢动力学和脱氢机理、提高Pt系催化剂的催化活性和稳定性、开发具有实际应用意义的非贵金属催化剂以及优化反应器结构成为未来环烷烃脱氢技术研究需要聚焦的难点.

野生紫芝组培、驯化及其菌丝体富硒液体发酵工艺研究

从野生紫芝子实体5个不同部位分离纯培养获得其菌丝体,测试6种培养基的菌丝体培养效果,通过单因素试验和正交试验对紫芝菌丝体液体发酵工艺条件进行优化,测试菌丝体在系列化添加H_(2)SeO_(3)的培养基中1~6 d的硒含量以考察其富硒动力学。结果表明:紫芝菌盖边缘部位的离体组织无性生殖能力最强;初筛试验显示由1.5%玉米浸提液和2%的蔗糖组合而成的玉米蔗糖培养基最佳;正交试验所得最佳发酵工艺条件为发酵温度为25℃、振荡速度为140 r/min、培养基装液量为80 mL;复筛试验所得最佳营养素搭配为:玉米蔗糖培养基、0.025%MgSO_(4)、0.15%KH_(2)PO_(4)、0.3%蛋白胨,优化后紫芝菌丝体增产48.96%;菌丝体硒含量随培养基中硒浓度的升高而提高,其富硒动力学过程符合指数增长模型,菌丝体的硒含量≥0.24μg/g。此研究开发了东北寒地黑土区特有的真菌资源和玉米资源,为借助真菌菌丝体生产富硒食品原料提供了一条新途径。

同轴旋转可压缩气流中黏性液体射流形态研究

采用射流线性稳定性分析方法,考虑液体黏性、周围气流的同轴旋转运动以及可压缩性的条件下,建立了描述同轴旋转可压缩气流中黏性液体射流的数学模型,并进行了验证,研究了气流量纲为1旋转强度以及流体物性对液体射流不稳定形态的影响.研究表明:周围气流的旋转速度较小时,对射流起促稳作用,继续增大气流量纲为1旋转强度,开始对射流起促分裂作用;且随着气流旋转强度的增大,射流扰动沿周向方向发展,射流柱变的高度不对称.在研究参数范围内,气体可压缩性和气/液密度比均能促进射流的失稳,并会影响射流空间形态,尤其是在周向方向上能够改变射流的占优模式,增强射流的不对称性;液体黏性以及表面张力对射流均具有增强稳定性的作用.

小麦花药液体漂浮培养体系优化及黄淮麦区高花药培养力基因型筛选

为进一步优化和提高小麦单倍体诱导效率,以中麦895、郑麦7698、万丰269等为材料,研究不同低温预处理时间、胚状体共培养时间和培养基附加成分对小麦花药液体漂浮培养体系的影响,并利用该体系对42份黄淮麦区小麦品种(系)的花药培养特性进行评价。结果表明,小麦花药培养效率随着低温预处理时间呈先上升后下降的趋势,处理1~5 d时培养效率最佳;胚状体共培养时间与绿苗分化率间呈显著或极显著负相关,共培养25~35 d转出胚状体的绿苗分化率和绿苗产率较高,随后逐渐降低,55 d后基本丧失绿苗分化能力;培养基附加成分对花药培养效率的影响同样呈现先升高后降低的趋势,添加3 mg/L AgNO_(3)或60 mmol/L山梨醇能有效提高胚状体诱导率、绿苗分化率和绿苗产率,AgNO_(3)效果优于山梨醇。42份黄淮麦区小麦品种(系)的花药培养特性差异明显,筛选出郑麦0856、徐麦856、郑麦1354、郑麦1936、周麦32、郑麦6687和07H508等7个高花药培养力材料。本研究结果可为小麦单倍体育种提供参考依据,筛选的高花药培养力基因型在黄淮麦区单倍体育种、DH群体构建或遗传转化研究等方面具有重要的潜在应用价值。

床旁超声在儿童脓毒性休克液体复苏中的应用价值

目的探讨床旁超声在脓毒性休克患儿液体复苏中的临床价值。方法选取2021年12月至2023年1月收治河北医科大学附属河北省儿童医院重症医学一科诊断为脓毒性休克的患儿50例,采用随机数字表法分为常规组和超声组,每组25例。患儿入院后均给予抗感染、呼吸支持等对症治疗。2组均给予初始液体复苏(20 mL/kg醋酸钠林格液)。常规组在初始液体复苏后按照指南(早期目标导向治疗6 h目标)继续液体复苏;超声组在初始液体复苏后根据超声测下腔静脉内径及肺部超声检查指导后续液体复苏。比较2组液体复苏6、12 h后心率、平均动血压(mean arterial pressure,MAP)及中心静脉血氧饱和度(Systemic central venous oxygen saturation,ScvO_(2))指标变化,并比较2组患儿24 h液体入量及血管药物评分、液体复苏12、24、48 h氧合指数变化、肺水肿发生例数及28 d病死率。结果液体复苏6、12后2组患儿的心率、MAP、ScvO_(2)指标比较,差异无统计学意义(P>0.05)。超声组24 h液体总入量少于常规组,差异有统计学意义(P<0.05),24 h血管活性药物评分低于常规组,但差异无统计学意义(P>0.05)。液体复苏12 h超声组氧合指数高于常规组,但差异无统计学意义(P>0.05),液体复苏24、48 h超声组患儿的氧合指数明显高于常规组,差异有统计学意义(P<0.05)。超声组液体复苏期间发生肺水肿的例数少于常规组,差异有统计学意义(P<0.05);2组患儿的28 d病死率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论床旁超声测下腔静脉内径联合肺部超声可以指导儿童脓毒性休克的液体管理,减少液体入量,优化容量状态,改善血流动力指标,降低肺水肿发生的风险,因超声具有无创性,在儿科临床应用更广泛,益于儿童。