2015, 47(4). DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.000
摘要:
2015, 47(4):1-8. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.001
摘要:为了明确冷冻温度对冻融处理剩余污泥时有机物变化的影响,寻求最佳的冻融处理方式,考查了-20、-10以及-5 ℃条件下冷冻,再于20 ℃融化后污泥中有机物质量浓度的变化,并通过红外光谱分析冻融污泥中有机物组分的变化.结果表明,冻融后的污泥内固体物质溶出主要发生在未完全冷冻阶段,延长冷冻时间,固体破解程度趋于稳定.完全冷冻即进入固化阶段(-20 ℃时2.5 h; -10 ℃时3~4 h; -5 ℃时4~6 h)的污泥,污泥絮体网状结构被破坏;融化后,污泥胞内有机物大量溶出.在-5/20 ℃条件下冻/融,污泥上清液中亲水性有机物(hydrophilic fraction, HPI)组分所占比例增加到59.3%,并可较彻底地破解污泥胞外有机物(extracellular biological organic matter, EBOM)疏水性组分中的蛋白质,同时烃类及糖类化合物吸收峰在处理后显著增加.相对-20/20 ℃条件下冻/融,-5/20 ℃下冻/融可以更好地释放污泥胞内有机物并改善污泥的可生化性.为了获得更好的冻融效果,可在-5 ℃的条件下进行冷冻,当污泥完全冷冻后(即冷冻4~6 h)再将污泥转入相对较低的冷冻温度条件下进行后续的固化,最后在室温条件下融化.
2015, 47(4):9-14. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.002
摘要:为更好地利用微藻实现碳捕获和生物质生产,研究微藻高CO2耐受/驯化的过程及其基本机制尤为必要.综述了微藻对高CO2耐受的生理现象、可能的耐受机制及分子响应机制的研究进展,分析了耐受高CO2微藻在生物减排、生物燃料开发等领域的应用前景,指出筛选耐受高CO2微藻并结合合理利用生理和基因工程手段以达到高效固碳的目标,是解决环境问题同时提高大规模微藻培养生产力的有效途径.
2015, 47(4):15-19. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.003
摘要:为探讨丛植菌根真菌(AMF)在小麦生长促进及根腐病抑制方面的效果,选取当地土著优良菌种——摩西球囊霉(Glomus mosseae)作为试验材料进行小麦盆栽接种试验,对比分析了有无AMF侵染条件下,小麦的生长指标、抗逆性能以及发病指数.结果表明:摩西球囊霉可与宿主小麦形成良好互利共生体系,菌根侵染率达42.2%;小麦对菌剂摩西球囊霉具有较强的依赖性,且地下器官高于地上;AMF强化使小麦的株高、根系总表面积、地上及地下生物量分别提高了26.67%、20.33%、38.9%和82. 3%.AMF侵染植株抗逆能力显著提高,其发病率、发病指数分别降低38%、3.74,根腐病得到有效防治.小麦种植过程中,接种摩西球囊霉菌剂能够有效促进小麦的营养生长,并显著降低小麦根腐病发生的概率和病情.
2015, 47(4):20-25. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.004
摘要:为制定三套管蓄能型热泵在极端工况下的运行策略,验证其在运行状态下切换换热设备的稳定性与可靠性,对一台2HP样机进行了室外高/低温及切换条件下的实验. 结果表明:在室外干球温度38~43 ℃工况下,三套管蓄能器与空气源热泵联合供冷的COP为2.8~2.4,较相同条件下的空气源热泵单独供冷COP高17%;在室外干球温度-17~-10 ℃工况下,太阳能辅助三套管蓄能器供热的COP为2.8,较相同条件下的空气源热泵单独供热COP高65%;样机在运行状态下切换换热器会造成运行参数的小幅度波动,但可于420 s内恢复稳定,证实了样机运行的可靠性.
吴昌广 , 林姚宇 , 王耀武 , 龚咏喜 , 崔红蕾 , 夏丽丽
2015, 47(4):26-30. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.005
摘要:为进一步揭示城市地表热环境的时空分异机制,利用遥感信息技术提取深圳市西部地区不同季节的地表温度、植被覆盖、不透水面、水分状况等下垫面特征参数,在此基础上分析地表热环境的季节变化特征及与下垫面生物物理参数的定量关系. 结果表明:研究区地表热力景观的空间分布、强度随季节发生显著变化;不透水面指数、湿度指数与地表温度分别呈指数正相关、线性负相关且在不同季节表现稳定,而植被指数与地表温度呈非线性关系并随季节变化;多元线性逐步回归分析表明,不透水面对地表温度的调节作用最大、地表湿度次之、植被覆盖最小.
2015, 47(4):31-36. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.006
摘要:为分析带钢板网壳在穹顶混凝土施工全过程期间的稳定性能与承载能力,利用ANSYS有限元分析软件建立精细化有限元模型,对其进行非线性荷载-位移全过程分析,利用能量误差方法评估并确定合理的单元网格划分尺寸,通过获取屈曲临界点处的屈曲模态形式,确定带钢板网壳的合理初始几何缺陷形式;探讨了蒙皮钢板对网壳稳定承载力的影响,以及钢板厚度、网壳杆件截面尺寸、矢跨比、初始几何缺陷等参数对带钢板网壳稳定性能的影响规律.分析结果表明:钢板蒙皮显著提高了网壳承载力;1/8~1/5矢跨比范围内,随矢跨比的增加,结构极限承载力最大增幅可达87.3%;带钢板网壳对初始几何缺陷具有高度敏感性.
2015, 47(4):37-43. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.007
摘要:为了考察汽轮发电机组采用弹簧隔振基础的振动特性,基于模型模态试验方法进行试验研究,根据相似理论设计制作了田湾核电站3、4号机组(2×1 000 MW)汽轮发电机弹簧隔振基础的8∶1缩尺模型,采用激振法对模型的动力特性进行模态分析,得到基础模型的固有频率、振型、阻尼比等自振特性;通过以上测试结果进行强迫响应的振动分析,得到机组运行状态下的基础振动线位移结果.试验结果证明,通过弹簧隔振器的设计,使结构自振频率的分布在工作频率25 Hz附近比较稀疏,半速机采用弹簧基础优势明显;扰力点在启动过程中的最大振动线位移为23.19 μm,在工作转速范围内的最大振动线位移为11.73 μm,隔振效率平均为X向68.4%、Y向83.1%、Z向84.0%,均满足《动力机器基础设计规范》要求.
2015, 47(4):44-51. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.008
摘要:为了提高流体加热道路融雪系统设计的可靠性,开展了流体加热道路融雪系统设计热负荷的研究. 基于自行开发的道路融雪系统融雪模型,采用数值仿真分析方法探讨了系统运行参数、环境参数等因素对系统融雪效果的影响;在此基础上,依据我国气候特点开展了流体加热道路融雪系统设计热负荷的探讨. 研究表明:预热时间、单位面积输入热负荷、道路材料、埋设管材显著影响降雪开始时刻道路结构温度场、单位面积输入能量、沿程能量损失、热量传递到上表面所需时间及热量传递能力,因此,可通过调整系统运行参数及道路设计参数达到优化融雪效果的目的;另一方面,地点不同达到相同融雪效果所需热负荷不同. 依据我国降雪分布特点及近30 a气象数据,提出了针对我国不同地区的流体加热道路融雪系统设计热负荷参考值,为今后我国流体加热道路融雪系统的设计提供依据.
2015, 47(4):52-57. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.009
摘要:为提高淀粉-脂质复合物的产率,以玉米淀粉为原料、硬脂酸为脂质客体,应用高压均质技术制备玉米淀粉-硬脂酸复合物.探讨均质压力、均质次数和硬脂酸添加量对复合物形成及复合率、黏度、X-射线衍射图谱和热特性的影响.结果表明: 随着均质压力、均质次数和硬脂酸添加量的增加,复合率迅速增大,淀粉糊黏度降低;当硬脂酸质量分数大于3%、均质压力高于100 MPa、均质多于3次时,复合率的增速减缓.X-射线衍射图在7.4°, 12.9°和 19.8°出现淀粉-脂质复合物的V型晶型特征峰,DSC检测在93~115 ℃出现复合物吸热峰,说明淀粉-硬脂酸复合物的形成.
2015, 47(4):58-63. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.010
摘要:为了确定2013年4月20日芦山地震部分余震的震源参数及传播路径对地震波的衰减特性,选取30次余震中15个强震台站获取的179组加速度记录,选择其中一次余震作为参考事件,基于广义反演方法计算了芦山余震的位移震源谱及品质因子,采用网格搜索方法确定余震震源参数,进一步确定了震源参数的定标关系.结果表明:芦山地震平均应力降略低于汶川余震平均应力降,震级与应力降没有明显相关性,视应力与应力降正相关;该研究区域0.5~20 Hz频段品质因子为Q(f)=31.867f1.037 5,地震波衰减速度较快.
2015, 47(4):64-70. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.011
摘要:为研究预应力型钢超高强混凝土梁的抗弯延性性能,进行了15根预应力型钢超高强混凝土梁和3根预应力超高强混凝土梁在静力荷载作用下的受弯性能试验.结果表明:内置型钢提高了试验梁承载力的同时,提高了试验梁峰值荷载后的持载能力;试件的位移延性系数随着有效预加力、型钢含钢率、普通纵筋和预应力筋配筋率的增大而降低,随着钢绞线和型钢在截面内位置高度的降低而降低.分析了考虑截面整体配筋情况的综合配筋指数ωc与位移延性系数的关系,通过数据线性回归,给出以综合配筋指数ωc作为单一变量的位移延性系数简化计算公式.
2015, 47(4):71-75. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.012
摘要:为更好地理解混凝土盐冻破坏机理,研究了NaCl溶液中NaCl质量分数对活性粉末混凝土溶液吸入量的影响规律,并比较了试件表面及芯部吸入面溶液吸入特性的差异;分析了冻融循环1 000次对溶液吸入特性的影响,给出了不同吸入面的毛细吸液系数.研究表明:活性粉末混凝土毛细吸液量随着NaCl质量分数的增大而减小;15~180 min和180~540 min两阶段溶液吸入量均与t1/2呈线性关系;试件表面毛细吸液系数远小于芯部;冻融循环1 000次后溶液吸入量显著降低,仅为冻融循环前的0.33倍;冻融循环1 000次后距离试件表面越远的吸入面毛细吸液系数越大.
2015, 47(4):76-80. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.013
摘要:为研究雾滴粒径、喷头间距、风速和喷雾比等参数的改变对管内喷雾降温蒸发效率的影响,采用DPM模型方法对送风管道内喷雾直接蒸发冷却进行数值模拟和分析.通过单因素和多因素正交试验模拟,得到各参数最佳工况.模拟结果表明:粒径、风速和喷雾比越小时,蒸发效率越高;喷头间距的最佳值,应根据饱和水气比、空气流速、喷头的喷出速度和喷射角度确定.根据模拟结果,考虑系统经济性,对雾滴粒径小于30 μm、风速1 m/s以下的工况,喷雾比下限为0.7,蒸发效率最高可达92%,饱和效率可达65%以上.
李冬 , 吴青 , 梁瑜海 , 苏庆岭 , 张金库 , 卫家驹 , 张杰
2015, 47(4):81-86. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.014
摘要:为研究基质质量浓度和类型对污泥中胞外聚合物(EPS)质量分数的影响,采用6个SBR反应器以不同氨氮质量浓度和不同基质为进水对比污泥中EPS质量分数.结果表明:氨氮质量浓度为60~200 mg/L时,EPS质量分数随氨氮质量浓度增大而增加,氨氮质量浓度超过200 mg/L时,EPS质量分数无明显增加;多糖与蛋白质的比与氨氮质量浓度线性相关,R2为0.972 3;污泥中EPS组分受基质类型的影响,以葡萄糖为基质的污泥EPS组分中多糖质量分数偏高,以生活污水为基质的污泥EPS组分中蛋白质质量分数偏高;EPS中的蛋白质和多糖具有可降解性,当基质缺乏时可作为碳源、能源被微生物消耗;EPS影响污泥沉降性,随EPS质量分数增加,SVI呈逐渐减小趋势.
2015, 47(4):87-92. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.015
摘要:鉴于径流数据缺乏且难以长期监测而降雨数据相对完整,通常假定降雨和径流同频率,采用设计降雨进行水文分析计算,但此方法很难真实全面地反映降雨变化特征. 为此,提出一种基于3维Copula函数的降雨特征多变量频率分析方法. 首先利用降雨强度法将连续的降雨时间序列分割成若干个降雨事件,采用年最大值法取样,统计出表征雨量的特征变量,然后引入3维Copula 函数构建降雨特征3变量联合概率模型,并以广州1961~2012年历史降雨数据为例进行分析. 结果表明,基于3维Copula函数的多变量分析方法计算简单、可靠性高,可以进行3种不同降雨特征变量的组合分析,得到各种不同量级变量的遭遇概率和条件概率,能够更全面地反映降雨特征并更好地满足水文分析计算需求.
2015, 47(4):93-98. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.016
摘要:针对空间用电源控制器工作环境恶劣,可靠性设计要求高的问题,提出一种对电路进行稳健设计和优化的方法.在建立的顺序开关分流调节器(S3R)数学模型基础上,通过参数扫描分析,实现了对电路母线电容参数的优化;考虑元器件初始偏差,温度老化等对电路器件的影响,采用蒙特卡洛分析和应力分析,实现了对电路工作在最坏环境时,母线输出性能和分流器件降额的验证;最后,基于三级S3R电路模拟了两种故障模式.仿真结果表明,电路能够通过越级工作,使得母线电压输出稳定,纹波符合规定.
2015, 47(4):99-103. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.017
摘要:针对组合导航系统中多传感器输出不同步的问题,提出一种基于矢量信息分配的异步联邦滤波算法的INS/GNSS/CNS组合方案,根据各子系统的工作特性,分析并设计了基于INS/GNSS位置组合以及INS/CNS姿态组合的联邦滤波模型,并采用矢量形式的信息分配方法提高了滤波器的精度.针对量测异步问题,设计了时间与量测更新分离的异步非等间隔算法.系统仿真实验表明,该算法可以有效地实现对INS、GNSS、CNS的多信息的异步融合,与常规异步滤波方法相比较,组合系统的滤波精度有明显提高,具有重要的实际应用价值.
2015, 47(4):104-110. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.018
摘要:为研究冻融损伤对混凝土重复受压力学性能的影响,完成了两种强度等级混凝土试块的快速冻融及重复受压试验.结果表明,冻融损伤混凝土重复受压力学性能显著降低,动力本构特征曲线也发生改变,包络线及再加载曲线在峰值应力之前因存在明显压实效应而表现出下凹形态,卸载曲线应变滞后现象严重且曲线逐渐趋于重合.在试验研究基础上,探讨了冻融循环次数、混凝土强度等级与冻融后混凝土力学性能参数及本构模型参数之间的关系,建立了冻融损伤混凝土动力本构模型.
2015, 47(4):111-114. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.019
摘要:为优化燕麦茶饮料的制作工艺,以燕麦茶饮料中的可溶性固形物质量分数和感官评价为指标,以炒制时间、炒制温度、浸提比例为因素,采用Box-Behnken试验设计进行响应面试验,得到燕麦茶饮料制作最佳工艺条件:炒制温度为175.41 ℃,炒制时间为9.39 min,浸提比例为1∶10.73. 此时的燕麦茶饮料口感最好,性质最稳定.
2015, 47(4):115-121. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.020
摘要:为了改善破碎硐室粉尘质量浓度超标的现状,获取合理的通风除尘参数,根据相似原理,结合气固两相流的运动方程,导出了模拟破碎硐室粉尘运动的相似准则数,建立了破碎硐室相似模型,运用Fluent软件对破碎硐室相似模型粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与相似实验数据对比分析,模拟结果与实验数据基本吻合.研究结果表明:捕捉壁面条件下粉尘质量浓度较之反弹壁面要低;入口风速为0.2~0.5 m/s时,粉尘质量浓度随风速的增大逐步降低.安装抽风除尘系统后,粉尘质量浓度基本保持在2 mg/m3以内,平均除尘率高达90%以上.
2015, 47(4):122-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2015.04.021
摘要:为了确定过街设施的形式,分析了十字信号交叉口行人步行速度及机动车排队净空间距、转向车头时距等交通运行特性,通过对人车冲突行为调查与分析,构建了行人过街可插间隙选择概率模型.以人车交互运行特性为理论基础,建立了双向6车道行人正向前进、避让、侧向前进和机动车停车线前慢启动跟驰、停车线后转向跟驰、目标车道选择规则,引入了人行横道处行人和机动车冲突判定选择规则,将行人过街规则和机动车通行规则进行了叠加,构建信号交叉口人车交互运行元胞自动机模型.以主主相交的双向6车道十字信号交叉口为例,分析了采用行人过街专用信号相位和立体过街设施形式的适用性.结果表明:当交通量不小于4 500 pcu·h-1、右转车比例不小于70%、信号周期不小于90 s、左转相位绿信比不小于50%、行人流量不小于2 700人·(h·m)-1时,应采用立体过街设施形式.
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