不同含水率及围压条件下含瓦斯煤能量变化规律

为探究含瓦斯煤变形破坏过程中的能量耗散规律,利用自主研制的煤岩力学性质测试装置,开展含瓦斯煤在不同含水率及围压下的常规三轴试验,基于热力学第一定律,分析含瓦斯煤偏应力-应变曲线不同阶段和特征点处的能量变化规律。结果表明:不同含水率时,围压从12 MPa增大到20 MPa时,对应的弹性能占比增幅分别为60.33%、20.11%和3.86%,弹性能占比、破坏强度和弹性模量均增大,说明围压对含瓦斯煤体的变形破坏具有一定的抑制作用;不同围压时,含水率从1%增加到5%,对应的总能量分别下降25.38%、8.78%和6.23%,总能量、弹性能和破坏强度总体上均减小,导致含瓦斯煤更易破坏。含水率的增大使含瓦斯煤颗粒间摩擦力降低,促进煤颗粒间的相对移动。

基于深度学习的单元教学设计——以鲁科版“化学反应与能量变化”章节为例

基于深度学习的单元教学可以帮助学生将碎片化的思维、信息、知识等按照某种逻辑结构化,培养学生学科观念,提升学生内化学习能力。在单元教学设计中,按照一定的情境线索通过教学问题、学生活动让学生掌握相关的基本知识和基本技能,培养其相应的学科素养。

化学反应与能量变化热点题型分类例析

能源问题是社会热点问题,是近年来高考必考知识,其中与化学反应的能量变化、反应热有关的判断与计算是高考考查的重点,也是难点。现就高考试题中化学反应与能量变化的热点题型进行分类例析,以期对读者有所帮助。

大概念引领下化学结构式教学研究——以“化学反应与能量变化”为例

普通高中化学课程标准倡导教师在教学过程中以大概念为统摄,根据化学学科大概念创设真实且有教育意义的教学情境,开展以实验探究为主的学生活动,引导学生改变学习方式,主动构建知识体系。本文以化学学科大概念“能量”为化学大概念,创设真实情境引出化学事实,按照“化学事实—化学基本概念—化学核心概念—化学大概念”步骤反推出大概念,以此来设计教学思路,完成结构化教学,最后回归于化学事实,帮助学生利用所学知识解释生活中的合理现象。

基于四重表征的创新教学设计——以“化学反应中的能量变化”为例

中学生对化学反应能量变化的认识大多停留在经验层面,缺乏科学理论分析和实践验证,难以深刻认识化学反应过程中能量变化的实质,这不利于化学学科核心素养的培养。本文基于数字化实验,利用温度传感器从宏观、微观、符号和曲线四重表征展开化学反应能量变化教学设计,帮助学生自主建构化学反应能量变化相关知识,深化学生对化学反应能量变化知识内容及科学本质的理解。

基于小波包能量变化率的钢桁架损伤识别研究

提出了一种基于小波包能量变化率的钢桁架结构损伤识别方法.运用Ansys软件对钢桁架结构进行数值模拟,得到结构各节点的加速度响应数据;利用Matlab对加速度响应数据进行小波包分析,然后通过小波包能量变化率指标识别损伤.主要研究了不同损伤位置、不同损伤程度、以及噪声对损伤识别的影响.数值模拟结果表明,小波包能量变化率指标能准确有效地识别损伤,该方法具有较好的鲁棒性.

发展学生认识角度的高中化学教学——以“化学反应与能量变化”为例

认识化学反应中能量变化的本质及应用是发展学生认识化学反应视角的重要内容.本课例以任务驱动,注重发展学生认识化学反应的物质视角和能量视角,通过火的发现、实验探究建立化学反应中能量变化的感性认识,再结合初中化学中水的分解微观示意图进行宏观认识和微观解释,讨论解决能源危机的方法和化学与职业相关内容.在真实情境问题的解决中建立认识化学反应的物质视角和能量视角,并提升学生宏观认识和微观解释的能力,促进学生化学学科核心素养的发展.

激光诱导Al等离子体温度随激光能量变化特性研究

利用ＹＡＧ激光（波长１．０６ μｍ，脉宽为１０ｎｓ）烧蚀Ａｌ靶产生的三条 ＡｌⅢ等离子体谱线 （４５．９２ｎｍ； ４５１．２５ｎｍ； ４１５．０１ｎｍ）；在局部热力学平衡近似下，利用玻尔兹曼图，测定了等离子体电子温度在不 同激光能量下的变化特性．随着激光能量的增加，电子温度从１４８００Ｋ近似单调的上升到２００００Ｋ；随后反而有所 下降．在电子温度达最高时，连续辐射谱强度并未达最大值．同时还观测到，Ａｌ的原子谱线和离子谱线强度随激光 能量有不同的变化特点．利用玻尔兹曼图的最小二乘方拟合，测得Ａｌ Ⅲ谱线４４７．９９ ｎｍ（４ｆ２Ｆ７／２－５ｇ２Ｇ９／２） 跃迁的几率约为（１０．４±０．８）ｘ１０８

蒸发皿蒸发及能量变化过程的微气象观测研究

蒸发皿作为测量大气蒸发需求的仪器,在水文和气象台站广泛使用。为了深入认识蒸发皿蒸发量的物理意义,在中国西北干旱区设置了"内蒙古蒸发皿蒸发试验(IMPEEX)"。利用近地层微气象观测方法,基于能量平衡原理,对Class A、20 cm和E601B三种不同型号的蒸发皿蒸发过程进行精细观测,观测结果显示:三种蒸发皿蒸发量日变化之间存在显著差异,而这种差异主要是由蒸发皿水体与周围环境构成的非均匀性强度所控制;蒸发皿中水体越深,水温层结越显著;E601B蒸发皿水体与土壤之间的热通量约在±10 W·m-2之间波动,但日总通量几乎为0;典型晴天Class A蒸发皿水面反照率呈"U"型日变化,日平均值为0.087。蒸发皿水体能量平衡分析显示,太阳辐射和水体储热率是决定蒸发皿蒸发强度的主要能量分量,而水面感热、侧壁和底部热传导对蒸发皿蒸发量的贡献较小。

玉米农田水热通量及能量变化研究

为揭示中国北方农田生态系统的水热通量动态特征及其对气象因子的变化响应和能量平衡过程特征,利用榆树市玉米农田生态系统观测站2015年、2018—2019年水热通量观测数据,分别对榆树市玉米农田水热通量的小时、日、月份、年际变化特征,潜热通量(Fl)、感热通量(Fs)受气温、降水、日照等气象因子的相关影响,土壤含水量、水热通量的季节变化和降水,各年份Fl、Fs和降水的分布情况进行了详细的分析,以得出各变量的季节分布和降水过程中的变化特征;还对净辐射、土壤热通量的日变化和季节变化,土壤热通量和土壤含水量的季节变化进行对比分析;最后对能量平衡中各项能量的季节变化、日变化,以及能量闭合情况进行分析。结果表明,水热通量的日变化呈单峰型二次曲线,峰值出现在正午,其中Fl为229.2 W·m^(−2),Fs为148.0 W·m^(−2)。潜热年变化呈单峰型,显热年变化呈双峰型,Fl、Fs最高值分别为114.3、51.7 W·m^(−2)。净辐射和土壤热通量的日变化和年变化都和水热通量相似,但是净辐射峰值出现的时间提前,土壤热通量峰值出现的时间滞后。Fl的年变化与气温、降水呈正相关,与气压呈负相关。Fl和Fs对降水过程都有显著的响应,Fl对降水的反应更加敏感,而连续的降水对Fs有阻碍作用。各种能量项的平衡分析呈现能量不闭合现象,同时能量不闭合情况表现有明显的日变化和年变化,夏季好于冬季,白天好于夜间。7月平均能量闭合比率达到83%,9月白天的能量闭合度达到89%以上。

基于能量变化率的气体超声波流量计信号处理方法

针对气体超声流量计信号处理中不易找到稳定的测量特征点的问题,提出了一种基于能量变化率的过零检测信号处理方法,以及最优阈值参数的选取方法。基于能量变化率的过零检测信号处理方法首先求取能量变化率曲线上的关键阈值点,然后回溯到原始波形信号上,找到对应的过零点,并以此作为信号的稳定特征点,进而求得信号的传播时间及气体流量。在以FPGA和DSP为核心的气体超声流量计信号处理系统上实时实现了算法,并进行标定实验,实验结果验证了方法的有效性。

依据噪声能量变化提取目标运动信息的方法

在对被动噪声声纳接收的噪声能量随时间的变化规律分析的基础上 ,从理论上分析噪声能量的变化与目标运动参数关系 ,给出了其中所含目标运动信息的提取方法。

基于能量变化和检测概率的传感器网络调度机制

提出了一种基于能量变化和节点检测概率信息的传感器网络调度机制,该机制依据网络节点能量变化量调节调度周期,引入了节点检测概率模型调整调度以提高网络数据收集准确性.仿真实验验证了该机制的优越性及可靠性.

红外作用下煤对CO_2吸附/解吸能量变化规律

煤层气(CBM)吸附/解吸过程实际是气体分子在游离态与吸附态之间相互转化的过程,分子运动过程中必然伴随有能量的变化,所以研究煤对CO_2吸附/解吸过程中的能量变化对研究煤层气运移规律有重要意义。本试验利用自行设计研制的红外作用等温吸附/解吸仿真试验仪,对不同红外功率下煤对CO_2吸附解吸特性进行了试验研究,并且运用吸附/解吸过程中能量计算相关理论,得到该试验条件下吸附/解吸过程中能量变化规律。研究表明,红外作用下煤对CO_2吸附/解吸效率能够从能量角度进行解释,吸附/解吸状态的自由能受红外功率与压力共同影响,与红外作用下煤对CO_2吸附/解吸的试验结果一致;不同红外功率的吸附特性曲线变化趋势基本一致,均满足3次幂函数拟合关系,拟合度较高,R^2均在94%以上。

基于小波包能量变化率的激光超声处理

为提供解决航空发动机原位裂纹的快速检测方法,得到缺陷深度与特征量之间的关系,使用激光器在一系列不同缺陷深度的航空板上激发声表面波,对收集到的信号进行预处理,并提出新的小波包变换能量变化率指标,用于进行缺陷损伤识别。结果表明:反射波信号在S_(80)、S_(81)频带上的小波包能量变化率随缺陷深度的增加呈现增加趋势,增长幅度分别为96.8%、86.3%;而反射回波在S_(80)、S_(83)频带上的小波包能量变化率较为显著,增长幅度分别为23.8%、80.2%。该分析方法为激光超声表征表面缺陷提供新的思路,为今后从能量变化率指标分析裂纹深度奠定基础。

封闭旋转型油井底流场能量变化的数值研究

PDC水力参数的不同综合表现为井底流场能量的变化。井底流场具有清岩和冷却切削齿的作用,同时又要保证射流不对钻头表面造成过多的磨损。针对实际PDC钻头建立了不同的流场计算模型,比较分析了流场能量的变化规律。

基于能量变化率法自动拾取场地剪切波速

提出了一种提高单孔法剪切波速测量精度的新方法——能量变化率的自回归曲线法。首先把剪切波的时程曲线变换为能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行长短平均处理,拾取各测点P波和S波的大致初至;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出各测点P波和S波的精确到时。采用此方法、互相关函数法和人工拾取法对某场地的剪切波速进行了对比分析。分析结果表明:此方法相比互相关函数法,具有更好的噪声抑制能力,不仅能精确地自动拾取出各测点的S波的到时差,也能更准确地自动拾取出各测点的P波的到时差。以人工拾取结果为参考,此方法在实际测试中具有很高的准确率和稳定性。此方法丰富了场地剪切波速分析方法。基于此方法、互相关函数法和人工拾取法,设计了一套剪切波波速的测试系统,此系统能自动分析出各测点的剪切波速和形成完整的报告。

基于能量变化率的汉语塞音检测算法

针对爆发谱特征不稳定的问题,论文提出了一种基于能量变化率的汉语塞音检测方法。该方法首先基于Seneff听觉谱提取了一组描述音段能量变化率特性的参数,然后采用Fisherface方法进行特征变换,变换后的特征采用K近邻(KNN)分类器进行分类,实现了塞音的检测,最后利用留一法对模型性能进行交叉验证。实验结果表明,干净语音塞音检测准确率可以达到96.39%,信噪比10dB的语音塞音检测准确率可达到88.07%,模型具有较好的稳定性和泛化性能。