焦炭颗粒群氧燃烧速率特性

富氧燃烧技术是一种有效的低碳排放洁净燃烧技术且已受到国内外广泛关注.但其二氧化碳和水分固有的物化本质引发的燃烧和火焰传播等诸多特性有待深入研究.本文仅针对二氧化碳气化对富氧焦炭燃烧速率影响机制进行研究,探讨二氧化碳气化吸热反应、氧气氧化放热反应和富氧交叉竞争反应中二氧化碳气化对焦炭燃烧速率贡献作用和层流火焰传播特性.基于自行搭建的高温富氧燃烧实验平台,研究中高温燃烧环境(1273 K,1773 K)二氧化碳气化对焦炭富氧燃烧速率贡献率和火焰传播特性影响,并与空气燃烧基准工况对比,即27%O_2/CO_2/Ar,27%O_2/Ar,73%CO_2/Ar和21%O_2/N_2/Ar.结果表明:中温燃烧且煤灰非熔融态时气化和氧化反应对焦炭氧燃烧最大燃烧速率贡献率近似相同,分别为47.1%和52.9%.高温富氧燃烧且煤灰熔融态时两者贡献比相差较大,分别为34.8%和65.2%,高温富氧燃烧的焦炭最大燃烧速率高于中温燃烧1.72倍;中温富氧燃烧时颗粒群最大燃烧温度几近相同且略高环境温度27 K,火焰从煤焦外缘传播至焦炭核心.高温富氧燃烧时熔融态颗粒群表面温度略低于环境温度60 K,高于空气燃烧55 K,存在化学发光无火焰锋面.     

基于红外辐射特征的空间目标属性预测

利用空间目标红外辐射测量数据,提出了系统的计算分析方法,对空间目标的温度、发射率等属性进行预测,进而判断空间目标的类型和运行状态.通过建立空间目标红外辐射光谱计算模型,模拟了探测器接收到的红外辐射光谱信号,采用独立成分分析方法提取了空间目标不同材料的光谱发射率特征,判断了空间目标的部件个数和材料类型,采用最小二乘拟合方法反演了空间目标各部件的投影面积与表面温度.模拟结果表明:该方法对空间目标参数的反演误差较小,能够实现对空间目标属性的预测.研究成果对于空间目标类型和状态的判断,具有十分重要的意义.     

世纪之交的中国煤炭气化技术

为减轻大气污染，提高煤炭利用效率，并结合引进技术的工业实践，逐步开发出了具有中国特色的煤气化技术，但也走了不少弯路。我国对煤炭地下气化技术的研究取得了很大进展。在“十五”规划中，各方都强调要推进煤炭气化技术的开发和应用。     

高速侵彻弹体熔化质量侵蚀的数值模拟研究

将质点映射算法嵌入自主开发的MMIC-2D欧拉型爆炸与冲击问题数值模拟程序中,并在计算程序中加入基于熔化热熔融理论的质量侵蚀模型.利用该程序对弹体高速侵彻混凝土靶板问题进行了数值模拟研究,将数值模拟结果与相关实验数据进行了对比,并对侵彻速度、弹体头部系数等影响侵彻性能和弹体质量侵蚀的相关因素进行了分析.     

南京市工业"三废"排放的环境库兹涅茨特征研究

基于1986～2004年南京市环境经济数据,运用三次环境库兹涅茨模型对工业＂三废＂排放及经济发展的关系进行模拟,研究发现南京市工业＂三废＂排放随经济的发展符合环境库兹涅茨特征,其中工业废水排放量EKC呈N型,已过转折点,目前已处于低谷时期,工业废气排放量EKC呈＂倒N＂形,工业固废生产量EKC与经济发展关系呈同步关系,后两者成为未来南京市环境污染主要来源.分析了南京市工业＂三废＂模拟曲线变化原因,最后根据模拟结果对＂熨平＂南京市工业＂三废＂走势的可行性进行了分析.     

炉排-循环床复合垃圾焚烧炉内干燥和燃烧过程

本文从实验和数学模型两方面,系统研究了具有自主知识产权的炉排-循环床复合垃圾焚烧炉内干燥、燃烧过程．利用马弗炉模拟垃圾在固定炉排干燥床上的干燥情况,研究了垃圾种类、垃圾厚度、温度等对干燥过程的影响．实验结果表明：吸水性强的垃圾比吸水性弱的垃圾难干燥;温度越高干燥越迅速,垃圾层厚度越小越易干燥．干燥炉排上的热解实验表明,温度越高CO／C转化率越低,干燥床内的温度影响流化床密相区的温度分布．建立了炉排．循环床复合垃圾焚烧炉的燃烧过程的数学模型,主要包括物料分布模型、挥发分释放模型、炭颗粒燃烧模型等．用本文提出的模型对实际运行的垃圾焚烧炉进行了计算,并将计算结果与工业测试数据比较,表明炉膛内的压力分布、物料浓度分布与工业测试结果吻合良好,O2,CO2,CO浓度分布特征在趋势上与工业测试数据吻合．模型所用到的经验参数根据实验或者工业数据确定,具有半经验特性,模型可帮助分析、指导焚烧炉的设计与运行．     

煤部分气化后制得半焦的残余挥发分含量的预测

通过煤的部分气化制备了煤在不同加热终温下的半焦,详细分析了原煤和不同半焦的干燥无灰基挥发分含量,提出预测煤部分气化后生成半焦残余挥发分含量的新方法,即采用两个燃料特性参数FV和FC来分别表征挥发分二次析出特征温度和完全析出时的特征温度,这样根据原煤的工业分析和元素分析数据,就可以简单可靠地预测不同加热终温下所制得半焦中的残余挥发分含量.     

基于CVODE求解器的饱和-非饱和土壤水分运动数值模型

为研究地表滴灌条件下的土壤水分分布特征和运动规律,构建了基于二维Richards方程的土壤水分运动数值模型TIVS（TsinghuaIntegratedVariablySaturatedsoilwatermovementmodel）．将Richards方程空间半离散后利用CVODE常微分方程求解器进行求解,改进了地表滴灌积水动边界的处理方法,提高了数值求解稳定性和计算效率,模拟结果能保持良好的水量平衡．数值模拟检验和试验验证结果表明,模型具有较高的模拟精度,可用于地表滴灌复杂边界条件下的土壤水分运动长期模拟．     

微细金属丝表面熔融盐自然对流传热实验与数值模拟研究

为了得到熔融盐自然对流传热规律,本文在数值计算的基础上,采用焦耳加热方法首先对水平微细金属丝在空气和水中的自然对流传热规律进行了实验研究,在验证了实验方法,实验系统及实验设备选择的可靠性后,对熔融盐硝酸锂的自然对流传热规律进行了实验研究.结果表明,无论是计算结果还是实验结果,都与考虑黏性耗散影响的Fand关联式符合较好.     

稀相气粒两相流的LES／FDF模型及其在平面尾迹两相流中的应用

推导了气粒两相流中颗粒所见流场速度的滤波密度函数（FDF,filtered density function）输运方程,建立稀相气粒多相流的LES／FDF模型并对气粒两相平面尾迹流动中颗粒的湍流扩散进行了数值模拟研究．将模拟的结果与实验数据及不使用FDF模型得出的结果进行对比,说明LES／FDF模型能够更好地描述颗粒的空间扩散．     

基于能量平衡与端元合成技术的地表热辐射场景动态模拟

地表热辐射场景动态变化模拟分析是热红外遥感领域研究热点之一.首先基于地表能量平衡方程和一维导热方程,建立地表温度二次谐波模型,模拟裸露地表温度日变化规律,并利用CUPID模型模拟植被冠层温度;其次利用高空间分辨率多光谱遥感影像的可见光-近红外光谱特征,提取植被、裸土、水体、不透水面等地物端元的覆盖比例及分布;最后结合地表温度模拟结果和典型发射率波谱,基于端元能量线性混合的假设,模拟地表热红外辐射动态场景.结果表明,地表温度日变化模拟值与实测值吻合较好,标准偏差在2.7℃以内;模拟场景可展现出清晰的纹理细节和较强的遥感成像真实感,场景热辐射特征与地物类型及其空间分布、成像时刻、观测角度均有关联.     

工业互联网驱动的流程工业智能优化制造新模式研究展望

本文首先综述了各国工业互联网的发展愿景和流程工业运行现状,给出流程工业智能优化制造的内涵,并分析了工业互联网驱动的流程工业智能优化制造的机遇与挑战;结合工业互联网作为实现智能制造纵向集成、端到端集成和横向集成的基础设施,探讨了工业互联网驱动的流程工业智能优化制造新模式:(1)工业互联网驱动的流程制造企业智能优化制造模式...     

高温传热熔融盐黏度特性的实验研究

本文利用研制的高温黏度测定仪对几种高温熔融盐的黏度-温度特性进行了实验研究,并与文献数据具有较好的一致性,证明了研制高温熔盐黏度仪及测量方法的可靠性.进而对HITEC熔融盐进行改性研究,得到两种新高温熔融盐并测定得到了黏度-温度特性曲线.结果表明,经过改性后的高温熔融盐黏度显著降低,有利于降低太阳能热发电熔盐传热管路系统的阻力.     

宽频段空间信号频率、二维到达角和极化联合估计

在宽频段情况下,利用两个非均匀线阵组成的L型阵列,提出了一种基于ESPRIT和整数搜索解模糊算法的多个独立空间信号频率、二维到达角和极化的联合估计算法. L型阵列由与坐标轴方向平行的偶极子对组成. 数值模拟结果证实了这种方法的有效性.     

地基观测空间在轨运行圆锥目标的激光多普勒频谱

利用目标坐标系下旋转圆锥目标激光多普勒频谱特征,结合一种假想运行轨道数据和空间目标坐标系、地基坐标系和地心坐标系间的变换关系,构建了空间在轨运行圆锥目标的激光多普勒频谱地基观测模型.通过3种实例,详细计算并分析了不同尺寸、粗糙表面圆锥目标以及不同地基观测方向下的激光雷达后向接收归一化功率随在轨运行时间和多普勒频移量的变化情况.数值计算表明:在轨运行的圆锥目标,其尺寸、表面粗糙度、地基坐标系下的观测方向都对多普勒频谱特征都有影响,地基激光雷达后向接收归一化功率随在轨运行时间和多普勒频移的变化都按一定规律呈周期性波动;旋转速度一定的情况下,圆锥目标尺寸越大,多普勒频移也越大;圆锥目标表面越粗糙,地基激光雷达后向接收归一化功率随在轨运行时间和多普勒频移的变化起伏越显著.本文工作对进一步开展地基观测空间在轨运行的各种复杂目标奠定了理论研究基础,将为开展空间微运动和真假目标地基激光雷达探测实验研究提供技术支持.     

数据驱动的网络化制造系统研究框架及其主体性分析

网络化制造系统对于工业制造业的影响长远而又深刻,尤其是近50年以来,世界各国都在研发适应国内供应链生产以及国际化全球制造的网络化制造系统,以期能够突破传统以流水线批量生产为代表的主流生产方式,充分利用工业系统中各层级闲置的制造资源,建立竞争优势.本文在分析总结网络化制造研究现状和发展趋势的基础上,提出了基于数据驱动的网络化制造系统总体架构,构建了以工业云大数据中心为核心的网络化制造系统云边运行体系.接着,在网络化制造系统的运行流程中引入了关键的主体性原则,探索并研究了“网络化制造系统究竟该如何运行”和“主体如何参与网络化制造流程”这两个重要的科学问题.进一步地,设计了网络化制造系统的部署模式,并进行了实验验证.最后,讨论了该原型系统的内涵与基于数据驱动的运行方式,同时指出重视主体性原则才是实现网络化制造运行的根本,深度挖掘主体特征将是网络化制造系统升级转变的关键.     

微波辐照活性炭床脱硫脱硝动力学研究

利用微波的诱导催化作用结合活性炭的吸附和还原能力可以实现烟气中硫氮氧化物的还原脱除。根据实验结果以及对反应产物的测试,分析了微波脱硫脱硝的反应历程。利用热力学原理对活性炭碳热还原脱硫脱硝的热力学参数进行了计算。动力学实验结果表明,微波辐照活性炭同时脱硫脱硝过程可以分为慢速反应区和快速反应区2部分。高温反应区SO2和NO的反应表观活化能分别为30.69和24.06kJmol-1。研究结果反映出微波不仅以其热效应促进了脱除反应的进行,更发挥了它的诱导催化效应。     

黄河典型流域分布式水文模型及应用研究

面向黄河中等流域水资源管理,提出一个日过程的分布式水文模型.模型利用GIS/RS技术实现空间分布参数的确定和模型输入信息的处理.在产流计算上采用基于“地形指数”的方法,在汇流演算上采用分段马斯京根方法.模型的运行控制采用基于河网拓扑关系的“空间循环控制代码”的方法.在实例研究中将模型应用于黄河中游泾河流域.根据1996年径流模拟结果表明,模型具有一定的精度,在结构上是合理的,其中水量平衡误差小于5％,模型效率系数达到0.7,能够满足流域水资源管理之需.     

基于压力驱动节点配水量模型的供水管网震后水力分析

本文提出了一个基于压力驱动节点配水量模型的供水管网震后供水能力评价方法.采用Monte Carlo模拟分析得到管网震后供水满足率均值,作为管网震后供水能力评价结果;在单次模拟分析中采用随机抽样方法确定管道地震破坏状态,并形成管网震后水力模型,基于压力驱动节点配水量模型进行管网震后水力平差计算.在案例分析中,分别应用本文方法与美国Cornell大学开发的供水管网震后水力功能分析软件GIRAFFE评价某城市供水管网在不同地震烈度作用下的供水能力.结果表明,本文方法分析结果与GIRAFFE分析结果的变化规律一致,相同模拟收敛条件下本文方法所需Monte Carlo模拟运行次数少于GIRAFFE软件,本文方法进行单次Monte Carlo模拟的计算时间少于GIRAFFE软件;在基于压力驱动节点配水量模型的管网震后水力分析模型中,管道破坏造成的漏水量会同时降低该管道上游和下游节点供水满足率,与管网震害实际情况相符.     

黄土沟壑区产输沙特征的空间尺度效应研究

以黄土丘陵沟壑区的典型流域岔巴沟为例, 首先通过实测数据分析水沙过程的尺度现象和规律, 明确了流域产输沙的主要子过程及其影响因素和作用机理. 然后采用集成了坡面侵蚀、沟坡区重力侵蚀和沟道不平衡输沙3个子模型的黄河数字流域模型在较高分辨率的单元上模拟研究流域的暴雨—径流—产输沙响应, 结果重现了水沙过程的尺度现象. 在尺度现象是由不同产输沙子过程的空间尺度分布迭加引起的假定下, 对模拟结果进行分析, 发现重力侵蚀和高含沙水流特性是引起黄土沟壑区泥沙过程尺度现象的最主要因素.