基于方程和神经网络算法的锂原电池贮存模型

基于阿伦尼乌斯方程和神经网络算法,以温度为加速应力,开展了锂氟化碳电池(Li/CF_(x))加速贮存寿命模型的建立和研究。在基于阿伦尼乌斯方程的加速寿命模型中,模型计算值与实测数据结果准确率达到99%以上。在基于神经网络算法的模型中,少量的数据量训练即实现准确率达到85%,为锂原电池的寿命预测提供了有效指导。

阿伦尼乌斯方程在体外诊断试剂有效期预测中的应用

目的建立阿伦尼乌斯方程预测体外诊断试剂有效期的方法,探讨该方法的适用性。方法直接胆红素(DBil)、α-羟丁酸脱氢酶(α-HBDH)和超敏C反应蛋白(hs-CRP)试剂进行30、34、37、40、45℃5个温度梯度的加速破坏,并利用质控偏差对试剂失效进行监控,从而根据阿伦尼乌斯方程建立起失效时间与储存温度之间的模型,进而推测出试剂储存温度下的有效期。结果 DBil、α-HBDH和hs-CRP的阿伦尼乌斯方程分别为Y=11.130X-29.932,Y=8.822X-21.950,Y=10.730X-28.298,线性回归的相关系数r均大于0.98,预测3种试剂在8℃储存温度下有效期分别为23、20和32个月。结论数据表明DBil、α-HB-DH和hs-CRP3个项目的试剂加速破坏过程符合一级反应,试剂的降解速率和绝对温度之间的关系符合阿伦尼乌斯方程。

导弹产品基于阿伦尼乌斯方程的环境等效温度计算方法

目的基于阿伦尼乌斯方程,讨论弹上产品加速贮存试验计算加速因子过程中的正常应力水平,即环境等效温度的计算方法。方法根据导弹武器考察周期内的贮存使用环境温度数据,利用阿伦尼乌斯方程在加速应力水平下对应于贮存使用环境不同温度点的加速贮存试验时间之和,与在等效温度下的加速贮存试验时间相等建立方程,得出等效温度的计算公式,并用数据计算结果进行对比分析。结果理论分析和算例均表明,环境等效温度不仅与导弹武器在贮存使用过程中的环境温度及其分布有关,还与试验对象的活化能有关,对加速贮存试验时间的影响很大。结论在对弹上产品开展加速贮存试验计算加速因子过程中,应根据导弹武器贮存使用过程中的环境温度剖面和试验对象的活化能计算等效温度,作为正常应力水平值。

阿伦尼乌斯方程在全钢载重子午线轮胎硫化计算中的应用研究

在硫化机理和阿伦尼乌斯理论研究的基础上,进行全钢载重子午线轮胎硫化测温试验。试验验证了阿伦尼乌斯方程在全钢载重子午线轮胎等效硫化时间计算中的有效性,即根据阿伦尼乌斯方程计算的等效硫化时间可用于指导全钢载重子午线轮胎硫化条件的确定,从轮胎剖切断面状态可确认轮胎硫化程度。

阿伦尼乌兹方程在铅酸蓄电池寿命计算中的使用研究

温度对铅酸蓄电池寿命的影响规则为:以25℃为基准,温度每升高10℃,蓄电池寿命减少一半。此规则可以用阿伦尼乌兹方程式推算出。铅酸蓄电池行业标准YDT 799—2010规定有60℃下浮充30 d可折合成25℃下1 a寿命。IEC 60896-21—2004规定55℃条件下浮充42 d可折合25℃下1 a寿命。通信行业爱立信公司规定45℃下浮充90 d折合25℃下1 a寿命。本文中,在验证以上规定合理性的同时,通过试验拟合出25~60℃之间任意温度下铅酸蓄电池寿命的计算方法。

基于热分解的舰用复合材料S2/430LV热工参数

为了研究S2/430LV在热分解前后的热工参数,首先利用热重分析仪对氮气环境中S2/430LV复合材料和430LV树脂进行30~800℃环境下热重试验,分析了两种材料在不同升温速率下热分解响应特征;然后,基于阿伦尼乌斯方程,采用微分法与积分法相结合的方法,确定了S2/430LV热分解动力学参数。研究结果表明:430LV树脂和S2/430LV复合材料在氮气环境中均呈现单一热分解过程,纤维织物会促进430LV树脂基体热分解反应;采用Kissinger方程和Flynm-Wall-Ozawa方程确定S2/430LV活化能取值范围;利用Coats-Redfern方程确定S2/430LV最优热分解机理函数和指前因子,从而建立分解率和温度的函数关系式;采用混合定律,建立了考虑材料分解的热工参数模型。研究结果可为舰艇复合材料结构耐火传热性能研究提供有效数据支撑。

干斑法保存血浆中HBV、HCV、HIV病毒核酸及其保存效期研究

目的:建立一种以干斑法为基础制作的血液采集卡保存血浆中病毒核酸的方法,通过建立阿伦尼乌斯方程,预测该种保存方法保存核酸的效期,并论证该种保存方法在血站留存血液样本进行核酸复测的可行性。方法:分别将HBV、HCV、HIV核酸阳性的血浆样本制备成保存卡,以干浆斑的形式进行保存;将制备的保存卡分别放置于37、45、50和55℃条件下进行加速保存实验,不定期取出各个温度条件下的保存卡片,进行核酸提取操作,纯化出待测核酸样本,进行后续PCR测试,并记录CT值;根据阿伦尼乌斯方程建立起失效时间与储存温度之间的模型,进而推测出血液采集卡在规定保存温度条件下保存核酸的有效期。结果:HBV、HCV、HIV 3种核酸阳性的血浆样本,在使用干斑法保存时,其保存效期与温度的回归方程分别为:y=-11546x+31.74、y=-12949x+36.88、y=-12204x+34.48,线性回归的相关系数r均>0.98。预测HBV、HCV和HIV 3种病毒核酸使用干斑法保存时,在4℃的保存温度下,其保存效期分别为20792、19289和14285 d;在20℃的保存温度下,保存效期分别为2135、1502和1289 d。结论:血液样本中常见的3种病毒核酸,使用干斑法保存时,在加速破坏实验中符合一级反应模式,核酸降解速度与保存的绝对温度之间的关系符合阿伦尼乌斯方程。经过该方程的推算,使用干斑法保存血浆核酸样本,在不高于20℃的保存条件下,核酸稳定性效期最低可达3.5年,基本可满足血站血液样本留样保存年限的要求。

“物理化学”中3个方程的关联探析

范特霍夫方程、克劳修斯—克拉贝隆方程和阿伦尼乌斯方程都反映了温度对体系变化的影响.通过简洁严谨的论证,分析了3个方程的关联,使学生加深理解,更好地掌握相关内容及其应用.

红松茸牛肉酱加工工艺及货架期研究

为优化红松茸牛肉酱加工工艺,采用响应面法研究了红松茸、黄豆酱、小米椒、马铃薯淀粉添加量对红松茸牛肉酱品质的影响。以过氧化值和酸价为指标,采用阿伦尼乌斯方程(Arrhenius)结合动力学方程进行货架期的预测。结果表明,响应面法得到的红松茸牛肉酱最佳配方为:红松茸添加量15.0%、黄豆酱添加量37.4%、小米椒添加量13.4%、马铃薯淀粉添加量8.3%,在此条件下红松茸牛肉酱的感官评分为91.23。在不同环境温度(25、37、45℃)下,红松茸牛肉酱的菌落总数、过氧化值和酸价均与贮藏时间呈正相关,而感官评分值呈下降趋势。以过氧化值为指标预测红松茸牛肉酱的货架期为25℃下147 d,以酸价为指标预测的货架期为25℃下103 d,因此,采用酸价构建的货架期模型更可靠。以上结果为红松茸的高值化利用及货架期预测提供了理论支持。

考虑碳排放和混合燃烧特性的氢混燃机精细化建模及应用

随着混氢天然气技术发展,氢混燃机成为未来电-混氢天然气城市综合能源系统的关键技术节点。为此,该文分别对混氢天然气网和氢混燃机进行特性分析,并搭建考虑多气体组分混合的混氢天然气网与氢混燃机耦合架构。从多学科信息融合角度出发,采用阿伦尼乌斯方程和系统热力学分别对氢混燃机的碳排放和混合燃烧出力特性精细化建模,并基于实例参考范围验证所提模型的合理性。在此基础上,将氢混燃机模型应用到优化调度中,以系统总运行成本最低为目标函数,计及城市配电网、混氢天然气网以及用户单元内部运行约束,建立电-混氢天然气城市综合能源系统优化调度模型。以耦合混氢天然气系统的某实际城市配电网为算例进行验证,结果表明,基于电转气的天然气网掺氢运输和本地储氢供应均能有效提高电网的可再生能源消纳水平,其风电利用率之差不超过2.12%,但前者的总运行成本比后者少4.31%,能够降低系统总运行成本的同时有效促进用户侧低碳减排。

青椒在不同温度下水分损失预测模型

为了明确青椒失水率在不同温度条件下的变化情况,更好地通过控制或改进环境条件维持其品质,建立了青椒水分变化的数学模型。实验模拟15、25、30℃,相对湿度55%的3个不同贮藏条件,通过测定其48h的失水率变化,以化学反应动力学和阿伦方程(Arrhenius)为基础,得到了青椒失水率和温度之间关系的预测模型(R2>0.99)。通过20℃下的实验值和预测值对模型进行验证,结果表明,模型预测值和实验实测值拟合度较高,基本能够预测青椒在贮售期间水分损失的变化。

对数正态分布下基于LSM航空陀螺电机寿命预测

为了准确预测航空陀螺电机寿命,利用对数正态分布函数来描述其寿命分布,采用最小二乘法(LSM)估计了对数均值、对数标准差及加速参数,对陀螺电机寿命是否服从对数正态分布进行了K-S检验,并利用自行开发的寿命预测软件计算出平均寿命和中位寿命。结果表明,航空陀螺电机寿命满足对数正态分布,其寿命特征和温度应力的关系符合阿伦尼斯方程,预测出的陀螺电机寿命精度较高,利用精确计算的加速参数可实现在短时间(10 h)内估算其寿命,为航空陀螺电机设计提供技术参考。

油砂沥青减压渣油超临界萃取分馏窄馏分黏温规律的分析

为了研究渣油馏分的黏温规律,在60~120℃范围内,考察了温度对窄馏分黏度的影响,窄馏分由加拿大油砂沥青减压渣油通过超临界萃取分馏制得。结果表明:①随着馏分的分子量增大,其黏度快速增大;②随着温度的升高,重馏分的黏度下降速度比轻馏分快;③Arrhenius方程能描述窄馏分的黏温关系,流动活化能为61.06~98.42kJ/mol,活化能随分子量增大而呈现上升趋势;④Andrade、Vogel和Walther黏温经验式佐证了Arrhenius模型的正确性。本研究对渣油的黏温规律和模型的理解具有一定的指导意义。

DSC加速老化实验在聚丙烯寿命推算中的应用

聚丙烯在贮存和使用过程中由于抗氧剂的不断消耗会逐渐变质并最后失去使用价值。利用DSC加速老化实验得到的聚丙烯的氧化诱导期(OIT)反映了聚丙烯中抗氧剂的存留有效期,所以以不同温度下聚丙烯的OIT为基础建立温度-寿命相关的阿伦尼乌斯方程来对聚丙烯寿命进行快速推算具有一定的实际意义。本实验针对餐盒用聚丙烯的使用温度来推测餐盒有效使用时间。

结温准确性对GaN HEMT加速寿命评估的影响

通过对阿伦尼斯方程进行研究,指出了结温检测结果的误差将会影响加速寿命试验结果的准确性。根据GaN HEMT加速寿命试验中常用的结温获取方式,分别讨论了采用热阻修正结温和直接测量结温两种方式获取结温对器件寿命评估结果造成的影响。研究了Cree公司GaN HEMT结温测量方法,指出依据显微红外测温结果得到的加速寿命数据与依据有限元仿真得到的加速寿命数据相差近4倍。

恒温加速退化试验的灰色预测

针对恒温加速退化试验数据处理中的贫数据问题,利用灰色建模所需数据量少的优势,提出了加速寿命的灰色预测方法。将灰色GM(1,1)模型与阿伦尼乌斯方程相结合,提出了加速退化试验有效性判断依据和常温贮存寿命外推方法,并在某型三极管的加速退化试验数据处理中进行了成功应用。将此外推方法与曲线拟合方法进行了比较,结果表明该模型具有更好的适应性。

基于有限元法的配电电缆群动态温度评估及热老化关系研究

由于通道资源极为紧张,在市中心用电负荷高增长区域的通道断面内实际电缆敷设回数超过设计标准、非典型敷设方式占比较大,导致电缆局部过载的情况时有发生。在此情况下,电缆的老化程度难以快速判定,急需根据配电电缆群实际敷设情况核算其动态电流-温度,并研究该情况下的电缆热老化累积效应。基于有限元法建立了配电电缆群动态电流与温度的数值模型,针对实际现场的电缆群进行了校核。同时,利用阿伦尼乌斯方程重点分析了过载情况下的热老化累积情况,提出了热老化累积的表征参数,制取了热老化样品并以XLPE羰基指数进行了验证。从结果可以看出,XLPE电缆的老化寿命远长于其设计使用寿命,故在合理表征其老化程度并有效监控的基础上,在供电能力紧张时可在一定时间段内允许电缆过载。

PE100材料的湿热老化性能及其寿命预测

通过不同温度下人工湿热老化试验,测试和研究了PE100材料的力学性能及其相对分子质量变化规律,并采用阿伦尼乌斯方程预测了其在常温下的老化寿命。

不同贮藏温度下真空包装鸡肉酱品质变化及货架期模型的建立

该研究对鸡肉酱在不同温度下贮藏过程中的品质变化进行了评价,并利用一级动力学方程和Arrhenius方程建立了鸡肉酱货架期预测模型。将真空包装鸡肉酱进行巴氏杀菌,在3种温度(4、25、37℃)下保存4周。在贮藏期间,各样品的总活菌数(total viable counts,TVC)、总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、酸值(acid value,AV)和硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)均有不同程度的增加,且不同贮藏温度下差异显著;在25℃和37℃条件下,贮藏后期鸡肉酱水分活度(water activity,Aw)显著高于贮藏前期水平;与贮藏在4℃的样品相比,其他2组的感官劣变更加显著,分别在第16天和第12天达到不可接受的水平。此外,所有样品的总大肠菌群计数(total coliform counts,TCC)指数均为阴性,最可能数(most probable number,MPN)小于3。最后,利用TVC建立了鸡肉酱的预测模型,该模型的预测值与实际值的相对误差在±10%以内,表明该模型是可靠的。

苦杏仁苷两种差向异构体的稳定性研究

目的研究苦杏仁苷两种差向异构体的稳定性。方法采用高效液相色谱法研究L-苦杏仁苷在酸性环境下的稳定性,并采用经典恒温法考察D-、L-苦杏仁苷在不同温度、时间的含量变化。结果酸性条件能抑制L-苦杏仁苷的异构。D-、L-苦杏仁苷相互转化到一定比例会达到平衡,Arrhenius方程分别为lgKD=-3817T^-1+9.896(E=73.08kJ·mol^-1)和lgKL=-4131T^-1+10.599(E=79.10 kJ·mol^-1)。结论D-苦杏仁苷较易转化为L-苦杏仁苷,室温下D-、L-苦杏仁苷的反应速率常数分别为1.22×10^-3、5.45×10^-4。