锋面云系降水中的增雨潜力数值研究

采用中尺度模式MM5模拟研究2002年4月4～5日出现在河南省境内的一次冷锋云系宏观和微观结构特征、云系降水机制以及区域内水分循环收支、“拟降水效率”与云系增雨潜力。模拟结果显示，这次大范围冷锋降水云系分层、非均匀性结构明显，高层主要由冰相粒子构成，中层是冰-水混合层，低层为液水层。云系内同时存在较强的冷、暖云过程，低层和中层首先由暖云过程生成大量云水，而高层冰晶出现后不断向雪转化，大量的冰雪晶由高层降落至中层高云水含量区，促使雨水大量产生，云系存在明显的“播种-供给”云降水机制。此外，模拟显示云系降水主要集中于冷锋面附近，锋前和锋后拟降水效率通常介于10％～30％，锋区附近达40％～60％，在积层混合区拟降水效率可高达70．0％以上。模拟计算域内的总水汽量仅有约23．1％转化为地面降水，而其余大部分水分都没有被充分地利用，锋面云系具有很高的增雨潜力。

积层混合云结构特征及降水机理的个例模拟研究

积层混合云是我国一种重要的降水系统,其降水既有对流云又有层状云特征。基于积层混合云的重要性,本文利用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),结合三维粒子运行增长模式对2012年5月29日北京地区的一次积层混合云降过程进行了模拟研究。模拟的降水与雷达回波与实测结果基本一致。在此基础上,重点分析了混合云系中积状云与层状云各自的微物理结构特征与降水的发生机理等。结果表明:降水过程云内存在着明显的"播种—供给"机制,层状云中"播种—供给"机制相对简单。而对流云区中由于降水粒子可以发生上下多次的循环增长,"播种—供给"机制可在云的上下层间双向进行,云中粒子群可以增长得更大。在积层混合云中,在低层,层状云中已有的水凝物粒子进入内嵌的积云块中,而在高层水成物粒子又从积云中落到层云中,积层混合云系充分发挥了积云和层云各自的优势,从而降水效率较高。

吉林一次降水层状云的结构和物理过程研究

利用机载粒子测量系统的探测结果,配合雷达及地面降水资料,结合一维层状云模式,通过对吉林2004年7月1日的一例降水性层状云系的宏微观物理结构和降水机制的定量化分析,对顾震潮三层模型有了进一步的认识。观测资料表明,该降水过程为典型的层状云降水,地面降水存在不均匀性,云系结构符合顾震潮三层概念模型,其中第1层为尺度很小的冰晶;第2层为混合层,以高层云和层积云为主体,其物理过程包括冰雪晶的凝华增长、结凇、聚并以及过冷水的直接冻结等;第3层为暖层,该层存在明显的0℃层回波亮带。在此基础上进行的数值模拟表明,模拟云发展成熟时存在3层结构,第1层(7.8—10.0 km)为少量的冰雪晶,以凝华增长为主。第2层(3.8—7.8 km)的冰雪晶在该层初始时增长方式主要为贝吉龙过程,而后以结凇增长为主。第2层的雪和霰降落到第3层后的融化及进一步的碰并云水则促进了雨水的形成及降落。第3层内雨水形成后,其质量增长的50%—60%来自于有冰相粒子参与的微物理过程。总体而言,云体发展成熟时,各层之间存在播种-供应关系,其中第1层对降水的贡献0.2%—0.4%,第2层为接近75%,而第3层约25%。模拟还表明,第1层冰晶浓度减少时,可导致第2层上部雪的浓度变化约40%—90%,其影响在云体的初始阶段较大,并随云体的发展及高度的降低而减弱,可导致平均降水强度减少2%—8%,因而其重要影响不可忽视。

高铝煤混燃飞灰电除尘特性的试验研究

我国部分地区的煤燃烧后飞灰的铝含量高达45%以上,严重影响了飞灰的电除尘性能,实际测定其飞灰比电阻达到了1012Ω.cm以上,使电除尘器效率明显下降。采用高铝煤与其它煤种按不同比例混配后在高温炉中燃烧,并测定燃烧后飞灰的粒径、比电阻等特性;对电除尘效率进行建模计算,在保证对锅炉燃烧热效率影响不大的情况下,找出最佳混配比例,使混燃后高铝煤灰的物化特性得到改善,从而提高电除尘效率。

无机絮凝剂絮凝效率的研究

结合比较分析传统铝盐与无机高分子聚铝的絮凝效率差异,讨论了水解产物形态、絮凝剂投加量、环境pH值和颗粒物浓度等因素对絮凝沉降效率的影响,并分析他们与絮凝沉降机理的相互关系。提出了聚铝中Al13在电中和脱稳絮凝机理中的独特吸附优势使其成为混凝过程中最主要的絮凝剂,传统铝盐在卷扫沉降絮凝机理中良好表现使其可以作为絮凝沉降过程中的一种重要补充。

东天山迎风坡与高海拔区域降水效率对比研究

利用WRF中尺度数值模式对2015年4月16~17日发生在新疆天山地区一次降水过程进行数值模拟研究,重点对比了迎风坡与高海拔区域降水效率的差异,进而分析产生这种差异的原因。结果表明：迎风坡的降水效率大于高海拔区域的降水效率,降水过程发展旺盛阶段,降水效率达到最大。迎风坡的降水主要由雪、霰融化为雨水产生,高海拔区域降水主要由雪产生。该微物理机制的差异造成在降水集中时段,虽然高海拨区域空中总水凝物多于迎风坡,但降水效率低于迎风坡,最终导致降水强度小于迎风坡。

Experimental Studies of Self Healing Behaviour of Under-Aged Al-Mg-Si Alloys and 60Sn-40Pb Alloy Reinforced Aluminium Metal-Metal Composites

Experimental studies to demonstrate self healing potentials of Al-Mg-Si alloy were undertaken in this research work. Self healing exploring secondary precipitation in the Al-Mg-Si alloy and use of low melting metallic alloy reinforcement (60Sn-40Pb alloy) were used as basis for the investigation. For the precipitation study, the Al-Mg-Si alloy was under-aged at temperature of 160oC for 10 minutes and then subjected to second step ageing treatment at four different temperatures within the range of 25oC and 70oC. In the 60Sn-40Pb alloy reinforced Al-Mg-Si alloy study, the samples were prepared in pre-cracked state and then subjected to healing heat-treatment at 250oC. For all cases tensile test and healing efficiency was used to analyze the results generated. It was observed that a second step thermal ageing at 50oC resulted in peak improvement in tensile strength, yield strength, toughness and percent elongation while ageing above this temperature lead to a drop in the tensile properties in comparison to that of the sample not subjected to a second ageing treatment. Also the use of 60Sn-40Pb alloy as reinforcement in the Al-Mg-Si alloy resulted in a healing efficiency of 91% after pre-cracking and heat-treatment. The satisfactory bonding between the 60Sn-40Pb alloy and the Al-Mg-Si alloy matrix contributed to the high healing efficiency observed.

Cu对高强高效无取向电工钢力学性能的影响

如何在保证磁性能的前提下获得高强度是驱动电机用高性能无取向电工钢研发需要解决的关键问题之一。利用Cu的析出强化是一种理想的手段,但是目前Cu对无取向电工钢的力学性能的影响研究尚不系统深入。设计并制备了含Cu高强高效无取向电工钢,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、万能电子拉伸试验机等系统地研究了Cu对新型高强度高效率无取向电工钢力学性能的影响。结果表明,随着Cu含量的增加,实验钢热轧板、常化板和退火板样品的屈服强度和抗拉强度均增加,而伸长率整体上呈逐渐下降趋势。Cu在样品中主要以纳米尺寸富Cu析出相的形式析出,一方面阻碍位错运动,发挥沉淀强化的作用;同时对磁性能的不利影响较小。Cu含量越高,富Cu析出相数量越多,强化效果越显著。适量的Cu(质量分数为1.24%)不仅使实验钢强度明显提升而且还可保持一定的塑性。

pH对中和沉淀法处理涂装废水效果影响及作用机理

采用中和沉淀法对涂装废水进行处理,研究了pH(4~12)对废水中总磷、COD、浊度、总铁、总镍、总锰等12种主要污染物去除率的影响,并结合絮体粒度分布、Zeta电位、絮体形貌和XRD图谱等表征方式对COD和重金属的去除机理进行了分析。研究结果表明,在综合考虑后续生化处理需要和处理成本的条件下,中和沉淀法处理涂装废水的适宜pH为8,废水经处理后所有重金属离子浓度和总磷浓度均达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)B级标准,COD、浊度和氨氮的去除率分别为30.05%、46.51%和72.49%。无机污染物去除的主要途径包括磷酸盐沉淀形成、氢氧化物沉淀形成和吸附絮凝作用。COD的去除机制随着pH的变化而不同,在pH=2.18~8时,COD的去除主要由于不溶性金属络合物的形成、电性中和与卷扫网捕,在pH=10~12时,主要的作用机制为氢氧化物絮体对其的吸附作用和卷扫网捕。这对中和沉淀法工艺处理实际涂装废水有重要的指导意义。