喷涂角度对螺栓表面涂层厚度均匀性的影响

针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用DPM模型分析了流场中气相和液相的相互作用,获得了在不同角度下的喷涂流场,预测了螺栓表面液膜沉积厚度。搭建了喷涂试验系统并与模拟结果进行了验证,模拟和试验研究均表明在喷涂角度为30°时螺栓表面涂层均匀性最佳。     

高压脉冲电场对毛发染色效果的影响

为了研究高压脉冲电场对毛发染色效果的影响,试验以18～28岁年龄段人群的黑色头发和染发剂为试材,以染发后毛发的RGB(red green blue)模型提取值作为响应值,并采用等响应面试验法设计试验,以构建和分析高压脉冲电场的电场强度、脉冲宽度以及脉冲个数对毛发染色效果影响的数学模型和机理。试验结果表明：高压脉冲电场同时处理头发和染发剂后最高可提升RGB参数中的蓝色通道值B为3.7%,对应的最优化工艺化参数为：电场强度1 125V/mm、脉冲宽度175μs、脉冲个数52个。因此,高压脉冲电场对头发和染发剂进行处理后再进行染色可改善着色效果,并为毛发染色工艺优化奠定一定基础。     

相变材料在装配式复合墙体日光温室中的应用研究

为进一步提高日光温室墙体的蓄热能力,改善室内热环境,对石蜡-膨胀珍珠岩复合相变材料（paraffin-expanded perlite composite phase change material,PCM-PE）在温室中的应用进行研究。利用TRNSYS（transient system simulation program）建立装配式复合墙体日光温室的模型,用晴天和阴天的实测数据验证模型准确性,利用该模型分析温室的北屋顶、侧墙、北墙等结构内表面分别添加PCM-PE后室内温度的变化和单位成本,及温室北屋顶、侧墙和北墙均添加PCM-PE时的最佳厚度。结果表明：温室不同结构内表面添加PCM-PE均对室内平均温度有明显提升作用,侧墙内表面添加PCM-PE使晴天时室内平均温度提高1.32 ℃,单位成本最低,为2 094元/℃;北屋顶、侧墙、北墙均添加PCM-PE时,其最佳厚度为50 mm,晴天室内平均温度和北墙平均温度分别提升3.9和3.7 ℃,阴天分别提升2.2和2.3 ℃;添加50 mm PCM-PE后,温室墙体传热系数较试验温室降低了15%,热阻提高了9.9%,对维持室内温度、降低温室能耗具有积极作用。分析温室不同结构应用PCM-PE的效果,同时考虑单位成本,可为建造经济性好、蓄热性能强的温室提供参考。     

南方典型稻田土壤-水稻系统环境质量评价

为研究南方典型区域稻田土壤—水稻系统中重金属含量,系统采集了江西省进贤县、金溪县、渝水区、高安市、安福县和兴国县等6个水稻主产区典型田块土壤、水稻和灌溉水,重点分析了土壤和水稻铅、镉、砷和汞含量及其土壤养分,并采用单因子污染指数和内梅罗综合指数对土壤—水稻系统中重金属含量进行评价。结果表明,研究区稻田土壤pH、有机质、总氮、总磷、总钾、碱解氮、有效磷和速效钾总均值分别为5.48、32.99 g/kg、2.06 g/kg、0.54 g/kg、16.04 g/kg、156.71 mg/kg、14.00 mg/kg和94.98 mg/kg。研究区土壤铅、镉、砷和汞含量总均值分别为35.46、0.18、7.21和0.17 mg/kg,单因子污染指数均小于1,内梅罗综合污染指数为0.56,土壤环境质量等级为清洁;但渝水土壤镉含量为0.37 mg/kg,超过限量标准(0.30 mg/kg),土壤环境质量属于警戒状态。研究区糙米铅、镉、砷和汞的含量总均值分别为0.06、0.17、0.24和0.0086 mg/kg,单因子污染指数均小于1,内梅罗综合污染指数均值为0.77,糙米环境质量等级为警戒限;但兴国和渝水糙米镉含量分别为0.22和0.35mg/kg,均超过限量标准(0.20 mg/kg),环境质量等级分别为警戒限和轻度污染。相关性表明,糙米镉与土壤镉和铅呈显著正相关,而与土壤砷呈显著负相关;糙米砷与土壤砷和有效磷呈显著正相关。总之,重金属镉是调查区域水稻安全性最主要的潜在污染元素,需重点关注兴国和渝水两地水稻食品安全。     

水杨醛双席夫碱-镍配合物的合成及其催化稠油改质研究

针对特超稠油油藏黏度大、常规开发效果不理想等问题,合成了水杨醛双席夫碱镍配合物催化剂。催化剂晶体为内部具有多孔介孔结构的金属有机框架材料,有利于稠油中的胶质、沥青质分子或聚集体进入介孔孔道,增大催化活性中心与重组分之间的接触效率。同时,材料表面呈弱亲水强亲油性,易于分散在水中并能够自发向油水界面迁移,有效提高镍催化中心的运载效率。材料的耐温性能良好,在600℃下质量保留率为65.14%。使用高温高压反应釜评价了催化剂对稠油的降黏性能和黏度反弹率,分析了催化改质前后稠油的碳数分布特征。通过高温高压模拟驱替实验,研究了催化剂对驱油效率的影响。在胜利油田进行现场试验,并对催化改质效果进行了跟踪分析。研究发现,合成的席夫碱-镍催化剂在250℃、反应时间10h、质量分数为1.5%时,对胜利稠油的降黏率可达87.6%。放置30天后,黏度反弹率仅为3.9%。反应后的稠油显著轻质化,碳数大于41的组分含量明显减少,碳数小于26的组分含量明显增加。室内驱替实验表明,先进行2PV蒸汽驱,再伴注席夫碱-镍催化剂,驱油效率比纯蒸汽驱提高了10.5%。现场试验结果表明,催化改质措施后,油井日产液和日产油均明显增加,含水下降,累计增油315t。措施后沥青质和胶质含量下降,饱和分和芳香分含量升高,可以实现稠油黏度的不可逆降低。。     

稀燃条件下甲烷-空气预混射流的着火特性

基于可控热氛围燃烧试验系统,探究射流当量比、射流速率和协流速率对甲烷-空气预混射流着火特性的影响。根据试验规律对天然气发动机稀薄燃烧的控制策略提出优化建议,以减少失火现象的发生。结果表明：随着协流温度的升高,甲烷-空气预混射流的稀燃极限降低而富燃极限升高,符合大多数碳氢燃料预混合气的着火界限分布规律。不同的射流速率和协流速率下均存在临界当量比,当低于临界当量比时,着火温度随射流当量比的升高而显著降低,当高于临界当量比时,着火温度趋于稳定。在较低的射流当量比工况（0.20 ~ 0.62）下,提高射流速率可以降低着火温度从而优化着火性能。     

基于改进势场法的智能车超车动态路径规划

为了改进人工势场法(APF)在智能车高速超车状态下规划出的轨迹规范性差、安全性得不到保障、以及路径不平滑的问题。通过设计用于指引智能车换道的换道引力势场,以保证换道轨迹的规范性;构建异向分布结构的障碍车斥力势场提高换道的安全性;并建立带有转向缺口的道路中心线斥力势场和设计平滑代价函数优化规划出的轨迹点,使规划出的路径更加平滑。基于线性二次型调节器(LQR)设计路径跟踪控制器跟踪规划出的路径。通过Simulink与Carsim联合仿真,结果表明所改进的APF算法能规划出更加合理的路径,设计的LQR路径跟踪控制器跟踪误差趋近于零,能够较好地控制车辆完成超车换道。     

概化峡谷地形风场特性风洞试验

为研究峡谷地形的风场特性,首先对比了4类规范对峡谷地形风压或风速修正的规定;其次,以某V形对称坡度概化峡谷地形为研究对象,通过风洞试验,研究了其横断面方向和沿峡谷走向地形风速分布规律,并讨论了风向角对于峡谷地形风速分布的影响。结果表明：国外规范对峡谷地形风速修正规定较少,国内规范规定的峡谷风速修正系数在1.07~1.22之间;0°风向角下,风速地形修正系数沿峡谷中轴线基本对称;在测试高度范围内,沿峡谷走向加速区逐渐缩小,减速区逐渐变大,风速地形修正系数极大值逐渐减小,其极值均出现在“H1ZX”横断面,数值分别为1.34 5和0.45 6;0°和15°风向角下,沿峡谷走向,风速地形修正系数分别呈“旋涡状”和“山丘状”,减速区位置也不相同;谷底位置处的风速加速效应很有限,仅在峡谷风速入口位置附近存在加速效应,且风速修正系数值最大值小于规范规定最大值1.22。     

水温波动对泰来草、圆叶丝粉草生理及生长特性的影响

为探究海草对水温波动的适应性和适应机制,本研究以27 ℃为波动中心,设计波动幅度(简称“波幅”)分别为0、2、4、6、8、10 ℃的水温波动环境,将泰来草(Thalassia hemprichii)和圆叶丝粉草(Cymodocea rotundata)种植于上述环境中,并在实验结束后测定其生长状况、氧化与抗氧化产物、渗透调节物质、光合色素和光合荧光特征4类14项指标,从而评价其生理和生长特性的变化规律。结果表明,相对于水温恒定时,水温波幅为2-4 ℃时2种海草的地上部生产力较高,抗氧化酶活性与细胞渗透调节物质含量较低,营养物质与叶绿素含量、光反应的电子传递速率较高,总体表现为生长状况更好。但随着水温波幅超过此范围,上述指标均出现相反的变化趋势,海草受到的过氧化胁迫逐渐增大。虽然海草仍可通过提高抗氧化酶活性与细胞渗透势调节物质的含量等机制来抵抗这种胁迫,但抵御能力有限。波幅超过8 ℃的环境不利于2种海草的生长。此外,由于随着水温波动加剧,圆叶丝粉草各项生理指标值的变化幅度均大于泰来草,因此,本研究认为圆叶丝粉草对水温波动的敏感性高于泰来草。     

基于向量残差SVD的混凝土超声测试温度效应研究

为研究温度对混凝土超声测试尾波信号的影响规律;将信号向量间的归一化夹角作为波动指标,反映温度效应引起的信号变化;通过向量残差矩阵SVD获得表征温度效应大小的特征向量,建立向量空间映射和温度差的数学关系。在实验室采集混凝土梁尾波信号进行验证,结果表明,随温度升高尾波信号的波形发生后移,文中方法可分段线性量化温度效应;基于量化结果,得到常温下超声尾波信号最敏感的温度区间;任意4.5 ℃范围内,可去除74%~90%的温度效应。