• 2017年第49卷第2期文章目次
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    • 不同厌氧方式对连续流亚硝化恢复的影响

      2017, 49(2):1-5. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.001

      摘要 (4204) HTML (48) PDF 635.01 K (1982) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同厌氧运行方式对亚硝化恢复的影响, 在常温(20±2) ℃下, 采用两组两级连续搅拌反应器(CSTR)1#和2#, 实验分为S1、S2和S3三个阶段.在S1阶段1#采用厌氧/厌氧运行(两级DO均为0~0.1 mg/L), 2#采用厌氧/好氧运行(两级DO分别为0~0.1和0.6~0.8 mg/L); 在S2阶段1#转变为好氧/好氧运行(两级DO分别为0.2~0.4和0.6~0.8 mg/L), 2#保持厌氧/好氧不变(两级DO分别为0~0.1和0.6~0.8 mg/L); 在S3阶段, 研究恢复后亚硝化的稳定性, 此时1#、2#两级DO均为1.0~1.2 mg/L.分别对此过程中亚硝化的恢复时间以及恢复后稳定性进行比较.结果表明, 1#的恢复时间比2#缩短了12 d, 但当溶解氧增加到1.0~1.2 mg/L时, 2#恢复后的亚硝化更稳定.先厌氧/厌氧(两级DO均为0~0.1 mg/L)后好氧/好氧运行(两级DO分别为0.2~0.4和0.6~0.8 mg/L), 有利于亚硝化的快速恢复, 恢复后转变为厌氧/好氧运行(两级DO分别为0~0.1和0.6~0.8 mg/L)有助于亚硝化的长期稳定运行.

    • 水质条件对厌氧氨氧化颗粒污泥EPS含量的影响

      2017, 49(2):6-12. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.002

      摘要 (3851) HTML (37) PDF 1.01 M (2296) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究水质条件对厌氧氨氧化颗粒污泥EPS含量的影响,采用16个SBR反应器研究同周期内基质利用阶段与基质匮乏阶段EPS含量的变化以及总氮质量浓度、IC/TN、COD/TN对于厌氧氨氧化颗粒污泥EPS含量的影响.结果表明,同周期内,基质利用阶段的EPS含量不断升高,基质匮乏阶段EPS含量不断降低;总氮质量浓度为35~280 mg/L时,提高总氮质量浓度可以提高EPS的含量,总氮质量浓度>280 mg/L时EPS含量有所减少;IC/TN为0.01~0.2时,EPS及其各组分含量随无机碳质量浓度的升高而增加,IC/TN>0.2时,无机碳质量浓度对于EPS及其各组分含量无明显影响;COD/TN < 0.5时,有机物对于EPS含量具有促进作用,COD/TN>0.5时,有机物的提高对于EPS含量有抑制作用.在厌氧氨氧化颗粒污泥工艺的实际运行过程中,应避免过长的基质利用阶段与基质匮乏阶段,总氮质量浓度应保持在150~210 mg/L,无机碳质量浓度应保持在IC/TN为0.1~0.2,有机物质量浓度应保持在COD/TN < 0.5.

    • 混凝-助凝-超滤工艺处理地表水膜污染

      2017, 49(2):13-19. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.003

      摘要 (4127) HTML (26) PDF 4.53 M (2780) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考查混凝剂种类对混凝-助凝-超滤工艺处理较高浊度地表水时膜污染的影响,采用动态测絮体粒径的马尔文粒度仪和微型超滤系统研究聚合氯化铝(PACl)和三氯化铁(FeCl3)与助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)联用形成的絮体对超滤膜污染的影响.结果表明,固定混凝剂投量(PACl和FeCl3为3 mg/L),当PAM投量在0~0.4 mg/L时,絮体粒径增至1 000 μm,相对于单一投加PACl (3~370 μm)和FeCl3(360~420 μm)时增长明显,且随投量增加比通量增大(PACl:0.56~0.64;FeCl3:0.71~0.76)、滤饼层阻力减小(PACl:由0.90×10-11降至0.52×10-11 m-1; FeCl3:由0.47×10-11降至0.28×10-11 m-1);然而当PAM投量增大为1.0 mg/L时,比通量明显减小至0.48,而滤饼层阻力显著增加至1.55×10-11m-1.因此,助凝剂PAM存在最优投量(0.4 mg/L)膜污染最小.结合纳米粒度仪和扫描电镜证明滤饼是主要污染机理,但膜孔堵塞在PAM投量高时明显.

    • 高级氧化组合工艺协同净化微污染水的示范生产实验

      2017, 49(2):20-25. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.004

      摘要 (3918) HTML (36) PDF 875.30 K (1674) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察催化氧化-UV/H2O2-生物活性炭(BAC)高级氧化组合联用工艺在实际生产中对微污染水源水的的处理效能,在淮南某水厂示范工程对微污染淮河水进行了生产实验.结果表明,催化臭氧氧化-BAC组合联用工艺对水中的UV254、DOC、氨氮、CODMn及THMFP均有较好的去除效果,且不会带来溴酸盐的问题.催化臭氧氧化工艺对UV254、DOC、CODMn的平均去除率分别为21.8%、8.1%、10.8%.BAC对氨氮有很好的去除效果,最高去除率可达61%;对DOC和CODMn的平均去除率分别为10.4%和15.3%.催化臭氧氧化接触池对THMFP的平均去除率为34.9%,最高去除率可达53.2%.UV/H2O2在示范性生产实验中,对进一步提高有机物的去除能力有限;在实际生产设计中,考虑UV分解剩余臭氧的效用建议采用:催化臭氧氧化-UV-BAC-砂滤是确保饮用水出水安全可靠的高级氧化工艺必要的组合工艺模式.研究结果可为各自来水厂处理低温低浊水、提高出厂水水质以及自来水厂整体工艺的提升改造提供借鉴和参考.

    • UV/H2O2降解三氯生动力学及反应机理

      2017, 49(2):26-31. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.005

      摘要 (3419) HTML (27) PDF 1.15 M (1834) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察紫外催化过氧化氢工艺降解三氯生的降解效能,利用动力学模型对三氯生的表观降解速率进行模拟.考察氧化剂投加量、三氯生浓度、NOM质量浓度和pH对三氯生降解速率的影响.结果表明,H2O2的投加量小于1 mmol/L时,三氯生的降解速率随H2O2浓度的增加而增加,而当H2O2的投加量大于1 mmol/L时,由于H2O2对HO ·的捕获作用增强,三氯生的降解速率随H2O2投加量的增加而降低.当三氯生的初始浓度增加时,体系中HO ·的稳态浓度随之降低,导致三氯生降解的表观速率降低.体系中存在NOM时,三氯生的降解速率显著降低,主要是由于NOM能够与三氯生竞争光子和HO ·.三氯生去质子化后更快地被UV/H2O2降解,其去质子化形态的摩尔吸光系数变大,而且其与HO ·的二级反应速率更快.通过LC/MS-MS检测UV/H2O2氧化TCS得到6种产物,推测TCS的降解途径主要是通过脱氯反应和羟基化反应.

    • MBR+蠕虫反应器膜污染特征及微生物群落结构

      2017, 49(2):32-36. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.006

      摘要 (2945) HTML (28) PDF 683.11 K (1579) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究针对MBR+蠕虫反应器工艺中蠕虫捕食对膜污染的影响, 在常温下分别平行运行MBR+蠕虫反应器(R1)和作为对照系统的MBR+空白蠕虫反应器(R2).监测R1工艺中MBR (S-MBR)和R2工艺中MBR (C-MBR)的跨膜压力(pTM), 检测污泥混合液及泥饼层微生物代谢产物的变化.利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析S-MBR和C-MBR中微生物种类和分布.结果表明: S-MBR的膜污染周期为90 d, C-MBR的膜污染周期为28~37 d, 蠕虫捕食导致S-MBR中SMP和EPS的多糖和蛋白质减少. S-MBR膜丝表面是微生物菌群Alphaproteobacterium, Betaproteobacterium, DeltaproteobacteriumGeobacter, 而C-MBR膜丝表面是微生物菌群Azorhizobium, Rhodobacter, GammaproteobacteriumFlavobacteria, 对MBR膜污染进程起主要作用. Caldilinea可能与S-MBR膜污染减轻有关.蠕虫捕食可改变微生物群落结构, 减缓S-MBR膜污染.

    • AMF对美人蕉修复水体除草剂污染的影响

      2017, 49(2):37-43. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.007

      摘要 (3936) HTML (30) PDF 1.07 M (2093) 评论 (0) 收藏

      摘要:阿特拉津在水体中的残留对水生环境和人类健康具有重大的威胁,植物修复是针对环境中阿特拉津的有效原位修复方法.采用水培盆栽试验研究丛枝菌根真菌对美人蕉植物修复阿特拉津的影响, 结果表明:在接种丛枝菌根真菌30 d后,美人蕉与丛枝菌根真菌形成稳定的共生关系,美人蕉根系的菌根侵染率达(22.1±4.6)%;丛枝菌根真菌缓解了阿特拉津对美人蕉生长的抑制作用,提高了在阿特拉津胁迫下美人蕉的株高、根长和生物量,菌根效应在美人蕉的生长上作用显著,并且在阿特拉津质量浓度为5 mg·L-1时,菌根效应达到最大值;接种丛枝菌根真菌可以显著提高美人蕉对阿特拉津的降解速率,减小阿特拉津的半衰期,并且提高美人蕉植物修复阿特拉津的适用质量浓度范围.接种丛枝菌根真菌的美人蕉是阿特拉津污染修复的理想选择,本研究为阿特拉津水体污染原位修复提供一种可行的解决方案.

    • 浅层排水系统降雨过程氮磷垂直迁移数值仿真

      2017, 49(2):44-48. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.008

      摘要 (2848) HTML (31) PDF 2.76 M (1559) 评论 (0) 收藏

      摘要:浅层排水系统是一种快速排出农田积水的有效设施,但其同时也改变了水分及面源污染物如氮磷在农田系统迁移的速度和途径.为了对浅层排水农田系统中的氮磷垂直迁移过程有全面了解, 利用有限元分析技术对已监测的浅层排水系统单元土壤柱进行数值仿真.结果表明,在5 h 4 mm/h降雨结束后,降雨量没有达到使地表到排水管道之间土壤层完全饱和,从而使随之溶解的氮磷污染物不足以渗透到排水管,导致没有氮磷的流失.降雨时间延长至10 h后,降雨量使土壤层达到饱和,从而使溶解的污染物产生流失,其中硝酸盐的流失量明显大于磷酸盐,硝酸盐流失量为9~10 mg/L, 磷酸盐流失量为0.05~0.1 mg/L.在24 h降雨事件后,排水管中硝酸盐质量分数达最大值.在降雨时间不断增加的过程中,硝酸盐流失呈指数增长,而磷酸盐只是线性增长,形成该现象的原因与污染物的本身性质有关.

    • 考虑漏失和用户用水的供水管网PDD模型构建及应用

      2017, 49(2):49-53. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.009

      摘要 (2762) HTML (22) PDF 1.05 M (2205) 评论 (0) 收藏

      摘要:管网的微观水力模型通常将所有水量依据管段的长度分配到各个节点.通过研究这种供水管网传统水力模型,针对该模型忽略节点流量类别直接将总漏失量平均分配到管网中的问题,将传统水力模型中的节点流量分为用户用水量和漏失水量,并运用改进的一致漏损模型将管段的漏失量按管段长度分配,构建漏失水量与压力之间的关系式,建立压力驱动节点的水力模型(PDD).模型形成后,根据实际测压点数据对模型进行校核,以达到模型校核标准.将该模型应用于Y市实际管网,根据Y市实际管网数据得到的平均漏失率,建立计算供水量与实际供水量的适应度函数,计算供水管网模型中的漏失系数,最终实现基于压力驱动节点流量的供水管网漏失模拟.结果表明,校核后的PDD模型与实际供水管网运行压力情况吻合良好,可以进行管网漏失控制研究及评估.

    • 微波辅助羧基改性黄麻吸附材料的制备工艺优化

      2017, 49(2):54-61. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.010

      摘要 (2842) HTML (34) PDF 1.68 M (1818) 评论 (0) 收藏

      摘要:在突发水污染应急处置过程中,纤维状吸附材料形态自由度大,应用灵活且便于回收,但现有的纤维状材料制备时间较长,严重限制其在实际中的应用.为此,以价廉易得的黄麻为基体,采用微波辅助对其进行快速预处理和接枝改性.在单因素实验的基础上,采用响应曲面法对黄麻预处理工艺的参数进行优化,并与高温碱煮法进行对比;而后在预处理黄麻上接枝羧基,通过对微波辅助与水浴加热法下的接枝反应速率进行比较,揭示微波在接枝反应中的作用;最后,考察改性黄麻对水中重金属离子的吸附效果.结果表明,与高温碱煮工艺相比,微波辅助碱预处理工艺缩短了反应时间(缩短约70%),降低了碱液质量分数(由20%降至16%);微波辅助下的初始接枝反应速率约为水浴加热下的18.6倍.这是因为微波提高了接枝反应的指前因子,降低了表观活化能,促进了反应的发生.与原麻相比,改性黄麻对水中重金属离子的吸附效果有明显提高.

    • Cu2+和Ni2+对水解-MBR工艺处理效能的影响特性

      2017, 49(2):62-69. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.011

      摘要 (2956) HTML (35) PDF 1.80 M (2459) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低电镀废水中重金属对生物处理系统的冲击,采用水解-膜生物反应器(MBR)组合工艺对电镀综合废水进行处理,以重金属离子Cu2+、Ni2+为代表,重点研究不同质量浓度的重金属冲击下对水解-MBR工艺处理电镀废水效能的影响,以及水中DOMs与微生物活性的变化情况.结果表明:在Cu2+、Ni2+质量浓度5~20 mg/L冲击下,水解-MBR组合工艺对COD和NH4+-N去除效率分别在75%和45%以上.硝化细菌抗重金属冲击能力较差,水解-MBR组合工艺对重金属Cu2+、Ni2+的耐受质量浓度可达20 mg/L,而单纯MBR工艺仅为10 mg/L.水解反应器可将污水中HPI大部分转化为HPO-A,改善难降解有机物可生化性,芳香族化合物的含量明显降低.随着重金属Cu2+、Ni2+质量浓度的升高,MBR反应器内活性污泥的SOUR值逐步下降,但水解-MBR工艺SOUR受重金属的抑制率均比单独MBR工艺低5%左右.由于水解使重金属毒性减弱,水解-MBR系统中微生物的活性较高,系统中EPS含量和出水质量浓度均显著低于单独MBR工艺,且可以有效减少膜表面胶体物质和溶解性有机物形成,降低污泥滤饼层的形成速度,有效减缓膜污染的速率.

    • 营养物质和氯对饮用水中细菌再生长的影响

      2017, 49(2):70-76. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.012

      摘要 (2870) HTML (25) PDF 823.82 K (1672) 评论 (0) 收藏

      摘要:饮用水生物稳定性与水质安全息息相关,控制细菌再生长是保障饮用水生物稳定性的有效措施.为此,以细菌再生长潜力(BRP)为研究方法,采用实验室配水实验,探讨碳、氮、磷3种营养物质以及自由氯对细菌再生长潜力的影响.结果表明,单一营养物质不足时,满足土著细菌生长的碳、氮、磷营养物质质量浓度的临界值分别为250、7和3 μg/L,碳、氮、磷对BRP的产率系数分别为2.35×106(R2=0.99, p < 0.05)、9.76×107(R2=0.91, p < 0.05)和1.76×108 CFU/μg (R2=0.91, p < 0.05);两种营养物质不足时,相对质量浓度较低的营养物质为BRP主要限制因子,而且可导致其他营养物质支持细菌再生长能力的下降.研究发现随着水中自由氯质量浓度的增加,BRP呈下降趋势,当自由氯质量浓度≥0.50 mg/L,细菌生长得到有效控制,氯削减水中营养物质促进细菌再生长的能力.

    • 生物质炭对气态挥发性有机污染物的吸附性能及机理

      2017, 49(2):77-84. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.013

      摘要 (2450) HTML (28) PDF 1.29 M (2322) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究生物质炭对气态有机污染物的吸附能力及作用机理,以核桃壳和椰子壳为原料制备生物质炭.采用元素分析仪、傅里叶红外光谱仪、Boehm滴定和比表面积及孔隙率分析仪分析生物质炭理化特征,并利用吸附柱实验考察生物质炭对气态挥发性有机污染物(苯和甲苯)的吸附行为.结果表明:相同制备条件下,椰壳生物质炭吸附性能高于核桃壳生物质炭.在实验温度范围内(400~700 ℃),随着制备温度的升高,生物质炭吸附性能增大.低温下制备的生物质炭(400 ℃)吸附行为符合准二级动力学模型,高温下制备的生物质炭(700 ℃)的吸附过程符合准一级动力学模型.在吸附温度30 ℃时,生物质炭对苯和甲苯的等温吸附过程符合Toth模型,计算得到生物质炭最大的理论饱和吸附量为18.98 mg/g苯和61.73 mg/g甲苯.生物质炭的表面酸性官能团和孔道结构在吸附过程中起关键作用,影响吸附质在生物质炭的表面吸附和粒内扩散吸附过程.

    • 污泥基催化剂强化臭氧深度处理煤制气废水中试性能

      2017, 49(2):85-91. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.014

      摘要 (2749) HTML (23) PDF 933.34 K (1992) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决煤制气废水生化处理后出水仍含有大量有毒和难降解污染物,对环境产生严重污染的问题,以污水污泥为原料制备污泥基活性炭,采用浸渍法将其负载过渡金属锰和铁的氧化物(主要为Mn3O4和Fe3O4,负载量分别为15.52%和7.45%),制备比表面积分别为327.5和339.1 m2/g的臭氧催化剂.中试实验结果表明,催化剂的使用显著提高臭氧氧化废水污染物的效能,处理后出水COD、TOC、总酚和氨氮质量浓度分别为41~43,19~20,0.6~0.9和4.3~4.5 mg/L,均达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标准;在最佳的臭氧投加量18 g/h条件下,催化剂的使用将臭氧利用率提高40%,达1.24 mg/mg (以COD计),显著降低工艺运行成本;相比新鲜的催化剂,连续50次的催化臭氧氧化运行,COD去除率仅下降5.2 %.催化剂具有良好的稳定性,制备成本仅为5 000元/t.制备的臭氧催化剂具有性能高效稳定、经济节约和可持续发展的技术优势,适用于强化臭氧深度处理煤制气废水.

    • 控规阶段的城区热环境评估分析软件

      2017, 49(2):92-97. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.015

      摘要 (2363) HTML (25) PDF 1.16 M (1717) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市规划中的控制性详细规划阶段,将影响热环境的控规参数进行分类,并选用新标准有效温度、湿黑球温度、热岛强度作为热环境评估指标.在城市区域热气候预测模型的基础上,采用单因子变量的方法分析各控规参数对评估指标的影响,得到各评估指标的逐时简化计算模型,并与原计算模型进行对比验证.结果显示简化模型更为简便快速,具有较高的计算精度,并极大提高了运算速度.通过将数据导入、数据维护、图形展示、数据导出等模块与简化计算模型进行耦合,开发了城市控制性详细规划热环境评估软件,并对广州规划区域进行实例应用,得到4个测试地块的逐时热环境指标值(OUT-SET*、UHII和WBGT),并实现各参数的界面图形可视化.结果分析显示研究区域整体的OUT-SET*平均值分布在28~30.5 ℃,WBGT的最大值分布在29~30 ℃,地块1~3的UHII在0.4~1.2 ℃,而地块4则出现局地冷岛效应.不同地块的控规参数设置对热环境指标的分布有重要影响.

    • LNG绕管式换热器管侧流动与传热实验台设计及验证

      2017, 49(2):98-102. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.016

      摘要 (3132) HTML (43) PDF 999.68 K (1861) 评论 (0) 收藏

      摘要:绕管式换热器是天然气液化的核心设备,然而目前中国天然气液化用大型绕管式换热器的实验研究比较薄弱,相关设计工作的指导理论还不完善.为研究液化天然气(LNG)绕管式换热器管侧流动与传热特性,提出一种可以模拟LNG绕管式换热器实际运行工况的实验方法,并完成实验台的设计、搭建及调试工作.为保证实验数据的准确性,以液相丙烷为实验介质,对其在不同工况下的传热系数进行实测,并将实验所得传热系数与在相同工况下由经典的管内传热关联式计算所得传热系数进行对比.结果表明:实验台可以稳定工作,实验工况可以达到LNG绕管式换热器的实际运行工况,实验测试值与相同工况下的关联式计算值偏差在±10%以内.说明实验台精度较高,实验数据可靠,为LNG绕管式换热器管侧冷凝流动与传热特性的深入研究奠定了实验基础.

    • LNG冷能用于冷库制冷性能模拟研究

      2017, 49(2):103-108. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.017

      摘要 (2575) HTML (35) PDF 1.19 M (2401) 评论 (0) 收藏

      摘要:为使LNG冷能在冷库系统中得到有效利用,从LNG冷能梯级利用的角度出发,设计一种新型LNG冷能制冷的冷库系统,在LNG换热器端和冷库末端实现对LNG冷能的梯级利用,并通过HYSYS模拟对其进行热力学分析和经济性分析.结果表明:该冷库系统COP为1.82,火用效率为80.2%;LNG换热器火用损最大,约占系统总火用损的78.9%,且随LNG进口温度升高而减小;系统COP和火用效率均随LNG进口温度及气化压力升高而增大;该系统投资回收期为4.77 a,具有较好的经济效益. LNG冷能为冷库系统冷量来源提供新的选择,在LNG进口端增设蓄冷设备和加压泵均能提高系统COP和火用效率.

    • 人行为模式对外墙内外保温节能效果的影响

      2017, 49(2):109-115. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.018

      摘要 (2198) HTML (30) PDF 1.06 M (2355) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现行夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准中规定的连续用能方式与该地区实际用能情况存在严重偏离的问题,在该气候区典型城市杭州开展居民空调用能行为的问卷调研,发现本地区居住建筑普遍具有间歇用能的特点,空调开启行为受人体热感受影响,室内气温偏离人体舒适度范围越大空调开启率越高.然后,采用DeST建筑能耗模拟软件分析不同类别用能方式下居住建筑外墙内外保温的全年节能效果.结果表明,在连续用能方式下,外保温的全年节能效果优于内保温;在不考虑容忍温度的间歇用能方式下,内保温的全年节能效果优于外保温.容忍温度可变的情况下,内外保温节能效果相同的容忍温度临界点为夏季31.8 ℃、冬季13.4 ℃.当容忍温度低于临界点时,内保温节能效果更优;当容忍温度高于临界点时,外保温节能效果更优.合理规定节能设计标准中的空调运行工况是准确评价外墙保温措施节能效果的重要前提.

    • 复合墙体中相变层相对导热系数计算方法

      2017, 49(2):116-123. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.019

      摘要 (2394) HTML (27) PDF 1.49 M (2090) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前相变材料已初步进入工程应用阶段, 由于传热过程受比热、导热系数变化及相变作用的影响, 相变材料不能像普通材料一样利用导热系数进行材料比选, 其热工设计指标的选择具有一定的困难.为此,提出相对导热系数作为相变材料比选的热物性指标,并给出相应的计算方法用以指导相变墙体的热工设计.在一定环境条件下与定物性材料导热能力相同的导热系数定义为相变应用周期内相变材料的相对导热系数.根据此方法计算得到中国不同地区复合墙体相变层的相对导热系数, 通过该参数直观地反映出相变材料层全年的动态传热特性, 从而对相变材料在不同地区建筑中的应用效果进行评估.通过将不同相变层的相对导热系数进行对比,得出不同相变材料在建筑中的应用效果差异较大.本文提出的相对导热系数能够为不同环境条件下相变材料的优选进行有效指导.

    • 基于Hertz理论的泥石流大块石冲击力修正计算

      2017, 49(2):124-129. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.020

      摘要 (2661) HTML (27) PDF 674.07 K (1861) 评论 (0) 收藏

      摘要:为合理确定泥石流块石对构筑物的冲击力,以Hertz接触理论和结构力学为基础,建立泥石流大块石对桥梁的冲击模型,量化冲击系统中对象的材料特性、相对尺寸大小及结构变位对冲击力的影响,导出泥石流大块石冲击力修正计算公式.结果表明:材料修正系数在0.20~0.45之间,其值与材料屈服强度Y成正比,与冲击系统的等效模量E呈反相关关系;球径比修正系数随构筑物尺寸的增大先迅速增大而后平稳增长;结构变位修正系数受墩顶约束及冲击位置双重影响.将提出的计算方法应用于登基沟泥石流大块石对桥墩的冲击力计算,结果仅为Hertz弹性碰撞理论的6.7%,冲击力-冲击速度关系曲线平缓,与工程实践估值结果基本一致.

    • 高强钢S460和S690火灾后力学性能试验

      2017, 49(2):130-138. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.021

      摘要 (3278) HTML (31) PDF 2.55 M (2031) 评论 (0) 收藏

      摘要:火灾后,材料力学性能的退化是导致钢结构火灾后承载力降低的主要因素.通过试验研究高强钢S460和S690过火冷却至常温后的力学性能,得到过火高温对高强钢S460和S690的弹性模量、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线的影响规律,并与普通钢火灾后力学性能进行对比.结果表明,当过火温度低于600 ℃时,S460和S690冷却后可恢复其基本力学性能;当过火温度超过600 ℃后,甚至高达1 000 ℃时,高强钢S460仍可恢复其常温下75%以上的力学性能,而S690仅可恢复其常温下64.5%的弹性模量、38.1%的屈服强度及57.3%的极限强度;高强钢火灾后力学性能与普通钢不同.通过对试验数据进行数值拟合,给出可准确表达S460和S690火灾后力学性能剩余程度的预测公式,可用于指导含高强钢S460和S690构件的钢结构火灾后检测与鉴定,并为相关规范的修订提供参考依据.

    • 抛物面天线柔性对焦点动特性的影响分析

      2017, 49(2):139-144. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.022

      摘要 (2318) HTML (28) PDF 2.34 M (2163) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究星体进行调姿运动时柔性抛物面天线的弹性变形对其视在相位中心的影响,建立了计算抛物面天线动态几何焦点的数学模型,并通过航天器动力学模型对姿态调整过程中天线焦点的动态响应进行数值求解.建立由抛物面天线、太阳帆板和中心星体组成的整星有限元模型,并求出天线无约束边界条件下的固有频率和振型.通过有限元模型和ADAMS联合仿真建立航天器零次刚柔耦合动力学模型并求得姿态调整过程中天线几何焦点的动态响应特性.结果表明,航天器进行姿态调整时,柔性天线面在做大范围整体运动的同时发生弹性振动,使其几何焦点在平衡位置震荡,严重影响星载天线的指向精度.

    • 时间反转的固体火箭发动机干耦合超声检测

      2017, 49(2):145-150. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.023

      摘要 (2070) HTML (31) PDF 2.68 M (2033) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决超声检测过程中不能在固体火箭发动机壳体粘接结构表面涂抹耦合剂的问题,首先构建了一套干耦合超声检测系统,设计了具有特殊结构形式压电振子和传声杆的干耦合探头.然后提出基于时间反转的干耦合超声成像方法,分析干耦合超声时间反转聚焦原理,通过对损伤散射信号的提取、时间反转及二次加载,建立聚焦时刻的瞬态波动图,最后通过对结构微元信号幅值求和乘积两种方式对缺陷进行成像.试验结果表明,该方法能够检测出粘接结构中的脱粘缺陷,基本确定缺陷的形状及位置.

    • 气水喷嘴雾化特征与降尘效果分析

      2017, 49(2):151-157. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.024

      摘要 (2385) HTML (25) PDF 1.24 M (2136) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高气水喷嘴在煤矿井下高浓度粉尘作业场所的喷雾降尘效率,通过实验研究了气水喷嘴的雾化特性参数,得出了雾滴平均直径与气、水流量的变化规律;以煤矿综掘工作面气水喷雾降尘过程为研究对象,建立了相应的数学模型,推导出了气水喷嘴降尘效率的关系式,采用Matlab软件绘制了降尘效率曲线.研究表明:水流量一定时,气体流量越大降尘效率越大;气体流量一定时,降尘效率随水流量的增大先增大后减小;粉尘粒径越大,喷雾雾滴有效作用距离越长,粉尘越容易被沉降;要使气水喷嘴的降尘效率达到80%以上,气体流量必须大于150×10-5 m3/s,最佳的气水流量比范围为100~150.依据工作面粉尘的粒径分布和降尘效率要求,参照相关曲线选择最佳的气水流量,可以达到更好的降尘效果和经济效益.

    • 岩石破碎机理的微差爆破最佳延时控制

      2017, 49(2):158-163. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.025

      摘要 (2290) HTML (34) PDF 2.63 M (1629) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究微差爆破最佳的孔间起爆延期时间,从岩石破碎机理出发,将应力波和爆生气体能量综合作用方式作为研究载体,结合波动学理论、热力学理论以及断裂力学理论,推导出应力波和爆生气体作用下的运动和动力学方程、破坏范围、作用时间和传播速度的数学公式.在此基础上,运用推导出的物理参数对哈努卡耶夫提出的延时控制半经验公式进行修正,得出了微差爆破延期时间选取的理论模型.最后,结合某露天矿进行不同段别高精度澳瑞凯雷管组合的微差爆破实验,结果显示此次试验爆破后效果最佳延期时间为25 ms,而将该地质条件的力学参数代入推导得出的最佳延期理论模型,得出延期时间为24 ms左右,说明该理论模型与本次实验结果较为吻合.

    • 严寒地区真空管集热器夜间热损失实验

      2017, 49(2):164-169. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.026

      摘要 (1955) HTML (26) PDF 1.21 M (1677) 评论 (0) 收藏

      摘要:为验证真空管集热器的真空保温性能及夜间防冻效果,通过实验对夜间静止工况下集热器内液体温度、集热器夜间散热量及平均热损失系数进行实测和计算,分析真空管集热器夜间热损失特性及其变化规律.结果表明:集热器内夜间最低温度一般位于8~25 ℃,夜间温降速率为0.7~1.3 ℃/h,夜间总散热量为1 800~4 700 kJ;测试期间平均热损失系数为0.427 W/(m2·K).集热器夜间热损失特性分析以及最低温度变化能够有效地表明集热器本身的保温性能,为严寒地区集热器和集热环路防冻提供依据和支持.

    • 结构连接对三塔悬索桥性能的影响线分析

      2017, 49(2):170-174. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.027

      摘要 (2306) HTML (22) PDF 1.48 M (1900) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同结构连接形式对三塔悬索桥静力性能的影响,进行了三塔悬索桥静力影响线分析.以泰州长江公路大桥为原型,考虑了不同的塔梁连接和缆梁连接形式,采用线性化有限位移法对反映结构性能的三塔悬索桥关键参数影响线进行了计算,分析了不同缆梁连接和塔梁连接对三塔悬索桥结构影响线的变化情况.结果表明:无中央扣时,塔梁连接形式对主梁跨中挠度、桥塔塔顶水平位移、中间塔主缆力差等的影响线无显著影响;设置中央扣时,影响线跨内部分的幅值、邻跨部分的形状具有显著变化,应引起重视.综合不同缆梁连接、塔梁连接下的影响线变化情况,采用柔性中央扣+弹性索的结构连接形式,对三塔悬索桥主梁竖向变形、中间塔受力状态及中间塔鞍座抗滑移均有利.

    • 组合锤置换墩极限承载力计算方法

      2017, 49(2):175-181. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.028

      摘要 (2251) HTML (25) PDF 1.69 M (2214) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究组合锤置换法加固软土地基的承载性能,需建立置换墩的极限承载力计算模型并验证该计算方法的可行性.首先,进行室内模型试验,研究置换墩墩体形态和墩体破坏模式.其次,在模型试验的基础上,根据能量法建立置换墩极限承载力的计算模型, 代入模型相关参数,基于GA_PSO优化算法在Matlab平台研究各参数对墩体极限承载力的影响.试验和计算结果表明:置换墩典型的墩体形态为一轴对称的旋转体,纵向剖面为上大下小的梯形截面;极限状态下墩体的破坏模式为鼓胀破坏;墩径和墩周土体强度对提高墩体极限承载力影响显著,此与组合锤置换法设计理念相吻合.最后,通过一工程案例,验证了该计算方法应用于组合锤置换法初步设计是可行的.

    • 饮用水水质生物稳定性评价方法研究进展

      2017, 49(2):182-188. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.029

      摘要 (2100) HTML (38) PDF 1.20 M (2221) 评论 (0) 收藏

      摘要:饮用水生物稳定性评价对保障水质安全具有重要意义.本文概述了饮用水水质生物稳定性主要评价指标及其传统、新兴测定方法,并对比了不同评价手段的优缺点.传统的水质生物稳定性评价方法操作繁琐、周期长、再现性差,难以准确地反映水质稳定性.流式细胞术与分子生物学技术的应用促进了水质生物稳定性评价方法的发展.基于流式细胞术改进的AOC、TCC、ATP评价方法不仅操作简单、快速准确,而且较为经济,有望在水质监测和工程应用中推广.DGGE和焦磷酸测序等新兴分子生物学评价手段可以深入了解水处理及管网输配过程水环境中微生物组成变化,为从根本上探究水质生物稳定性指明了方向.

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