基于发展模式驱动的水安全调控模型研究

近年来人类活动引发的水危机受到社会各界的关注,如何找到解决水安全问题的有效手段成为新的研究热点.运用系统动力学理论建立了社会水循环系统动力学模型,模拟水资源在区域社会系统和水系统之间的转化和消耗过程;从提高水安全保障能力角度,设计了节水农业型、环保工业型和服务业驱动型三种发展模式,并研制了基于发展模式驱动的水安全调控模型;在对区域水安全状态关键指标模拟的基础上,评价在不同发展模式情景下的水安全度,对比给出推荐的调控方案.通过在郑州市的应用发现,设计的七种调控方案均能不同程度地提高水安全度,但采用复合模式方案的水安全度明显高于采用单一模式方案,综合考虑三种模式的方案7是最理想的推荐方案.     

亚甲基蓝在CaTiO_3上的吸附动力学

详细考察了CaTiO3投加量、溶液pH值以及亚甲基蓝(methylene blue,MB)初始质量浓度对MB在CaTiO3上的平衡吸附率的影响,分析了MB在CaTiO3上的吸附等温式.结果表明,CaTiO3投加量对MB的平衡吸附率影响很小.溶液pH值为7时MB的平衡吸附率高于溶液pH值为4和10时MB的平衡吸附率,说明中性条件有利于MB在CaTiO3上的吸附.MB在CaTiO3上的平衡吸附率随MB初始质量浓度增加而显著降低.MB在CaTiO3上的吸附符合Langmuir吸附等温式,MB在CaTiO3上的饱和吸附量为1.64 mg/g.     

薄壁零件铣削三维颤振稳定性建模与分析

以低刚度薄壁零件为研究对象,基于加工原理建立精确的铣削过程薄壁零件三维动力学模型,并在此基础上采用全离散解析法对颤振稳定域叶瓣图进行仿真分析及实验验证.结果表明:薄壁零件铣削加工系统的动态特性决定其动力学模型,铣削加工过程主轴转速与颤振临界轴向切削深度之间存在非线性关系,主轴转速对颤振稳定性影响较明显.当系统模态质量、阻尼比及固有频率增大时,颤振稳定性相应加强,同时叶瓣图形状分布随之改变.该理论模型对薄壁零件铣削加工过程切削参数的合理选择,表面加工质量和加工效率的提高具有一定指导意义.     

系统参数对自激振动系统动力学稳定性的影响

为了研究机床进给系统的黏滑运动特性,建立了基于Stribeck摩擦模型的具有代表性的质体-弹簧-传送带摩擦自激振动模型.利用李雅普诺夫稳定性判据对自激振动系统的平衡点进行了稳定性分析,获得了系统的临界失稳速度,又经过理论公式推导出了系统的临界黏滑速度.从数值仿真得到的相图和Poincare截面图可以看出,随着系统进给速度、阻尼和传动刚度的增大,动、静摩擦差值的减小,系统的黏滞运动持续时间变短,即系统的稳定性增强;低速状态下的自激振动分为黏滑和纯滑动两个阶段,且均为准周期运动;系统进给速度是影响系统稳定性的主要参数.     

生物质焦焙烧还原低品位软锰矿及其动力学

采用生物质焦和活性炭粉作还原剂,在管式炉中进行了低品位软锰矿焙烧还原对比试验.分别研究了焙烧温度、焙烧时间、生物质焦用量等条件对软锰矿还原率的影响,对焙烧产物进行了X射线衍射分析.结果表明,生物质焦在焙烧时间和还原效率上优于活性炭粉;软锰矿焙烧还原依次经历Mn O2→Mn2O3→Mn3O4→Mn O过程;在焙烧温度为800℃,焙烧时间为50 min,生物质焦用量为10%时,软锰矿还原率可达98%以上,在此基础上导出了还原动力学方程,并证实还原过程由界面化学反应控制,表观活化能为43.896 k J·mol-1.     

基组外推方法构建O(~3P)+H_2体系1~3A″的全维势能面

使用基于全活化空间自洽场(CASSCF)的多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)和基组aug-cc-pV5Z构建了O(3P)+H2体系能量最低的13 A″和13 A′两个态的势能面,对13 A″态使用Varandas小组的外推方法,将基组aug-cc-pVQZ和aug-cc-pV5Z外推到完备基组极限(complete-basis-set limit).使用含时波包方法对新势能面进行动力学计算,并对比了只使用aug-cc-pV5Z基组时的速率常数,结果说明外推方法改进了势能面.     

肉鸡烤翅热杀菌过程的热穿透特性及品质动力学

研究了不同含水率(w=30%~40%)肉鸡烤翅在热杀菌过程中(杀菌值F=0~5 min)的热穿透特性、品质变化规律及其动力学.结果表明:随着含水率的降低,罐头冷点加热速率系数fh、冷却速率系数fc、加热滞后因子jh、冷却滞后因子jc均降低;相同升温时间及保温时间下,含水率低的烤翅样品积累的F值更大;F值对烤翅的水分活度aw无显著影响(P0.05);烤翅的硫代巴比妥酸(TBA)值变化遵循零级动力学方程,其变化速率k随含水率降低而增大;低强度的热杀菌有利于改善肉鸡烤翅的剪切力、硬度及咀嚼性,其下降曲线均遵循一级动力学方程,且受热杀菌破坏的速率均随着含水率的降低而减小.     

球团矿还原的动力学模型分析

基于还原炉控温还原实验,通过分析CO和H2还原球团矿过程中的反应速率模型,提出两种气体混合后还原球团矿的反应动力学模型,得到还原过程中阻力和反应速率随温度及还原度的变化规律,得出结论:CO还原球团矿时,内扩散阻力所占比例随着温度及还原度增加而变大;H2还原球团矿时,内扩散属于速率控制环节;混合气还原球团矿时,反应速率随温度升高而增大,温度低于500℃时,CO浓度增加,反应速率降低,而温度超过500℃后,反应速率则随着CO浓度的增加而增大;混合气反应速率模型的计算值与实验结果一致。     

提质煤与高炉喷吹用烟煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对提质煤与高炉喷吹用烟煤单独燃烧过程、不同比例混合燃烧过程进行了研究。考察了提质煤添加量与混煤燃烧的特征参数、相互影响程度之间的相关性,并用DAEM动力学模型计算了不同提质煤配加量时混煤的活化能。结果表明:提质煤单独燃烧速率要快于高炉喷吹用烟煤单独燃烧速率;随着提质煤配比的增加,混煤着火温度降低,可燃指数和综合燃烧特性指数增大,燃烧性能变好;提质煤与烟煤混燃相互作用因子K值均大于1,两者在燃烧过程中具有相互促进作用;随着提质煤配比量的增加,混煤的活化能逐渐降低,混煤燃烧活性逐渐变强。     

基于半绝缘砷化镓叉趾结构光电导天线太赫兹发射频谱的温度倚赖特性

报道了一种基于半绝缘砷化镓(SI-GaAs)叉趾结构光电导天线在不同光生载流子浓度注入条件下,温度在4.2~270 K之间的太赫兹(THz)发射频谱.实验结果表明当温度达到70 K时,其THz发射强度达到最大值.光生载流子浓度和温度共同主导了THz波形和带宽.高照度情况下,大的光生载流子浓度导致空间电荷屏蔽.在此情况下,温度上升导致THz振荡的第一波谷退化.低照度情况下,THz波形呈现单极振荡,且随温度下降发射频谱出现红移.低温导致SI-GaAs的能隙和载流子迁移率发生变化,导致载流子出现谷带间散射,这一机制主导了光电导天线载流子动力学行为.高照度情况下,光电导天线太赫兹发射频谱的温度倚赖特性由空间电荷屏蔽导致的载流子迁移率差异决定.低照度情况下,温度倚赖特性由谷带间散射决定.