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内循环三相生物流化床反应器中流体的循环速度

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过程工程学报 2014年第1期14卷 42-46页

作者：牛凯远胡堃余孟栗黄卫星四川大学化学工程学院四川成都610065

通过实验和CFD模拟研究了反应器内气含率和局部阻力系数与操作参数和结构参数的关系.结果表明,气含率随进气速率Ugr增大而增大,局部阻力系数随反应器升、降流区截面积比Ar/Ad增大而减小,随导流筒直径与导流筒距反应器底高度之比d/h增大... 详细信息

通过实验和CFD模拟研究了反应器内气含率和局部阻力系数与操作参数和结构参数的关系.结果表明,气含率随进气速率Ugr增大而增大,局部阻力系数随反应器升、降流区截面积比Ar/Ad增大而减小,随导流筒直径与导流筒距反应器底高度之比d/h增大而增大,由此建立了升、降流区气含率和导流筒底端局部阻力系数关联式.在此基础上,采用降流区流体速度模型,研究了局部阻力与沿程阻力对降流区速度的影响,并实验测试不同操作和结构条件下降流区的流体速度.模型计算与实测速度对比分析表明,根据所建局部阻力系数关联式并考虑沿程阻力影响,可获得与实测结果吻合较好的降流区速度.Ugr取最大值2.29 m/s时,降流区流体速度最大可达0.32 m/s,且Ar/Ad取最大值1.61、d/h取最小值1.75时反应器中流体循环更好.

关键词：流化床反应器流体速度气含率阻力系数

内循环三相流化床反应器内部流场的CFD数值模拟

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流体动力学 2015年第2期3卷 11-17页

作者：岑斌胡培根沈琪牛凯远黄卫星四川大学化学工程学院四川成都

应用CFD技术和Euler三相流模型对内循环三相流化床反应器内部流场进行数值模拟,分析讨论了反应器中气含率、固含率及液速的分布及其成因。结果表明反应器中气含率、固含率及液速具有显著不同的特征。相对于降流区,反应器升流区气含率径... 详细信息

应用CFD技术和Euler三相流模型对内循环三相流化床反应器内部流场进行数值模拟,分析讨论了反应器中气含率、固含率及液速的分布及其成因。结果表明反应器中气含率、固含率及液速具有显著不同的特征。相对于降流区,反应器升流区气含率径向分布显著不均匀,但随轴向高度的增加分布不均匀性有所改善,其最大值对称于中心轴线附近,降流区气含率径向分布虽然比较均匀,但气含率远远小于升流区。降流区和升流区固含率径向分布均呈现环核结构特点,即固含率径向分布峰值位于边壁附近,而中心区固含率径向分布相对均匀,且不同轴向高度的径向分布形式接近。升流区液速呈中心大边壁小的特点,但随轴向高度增加径向分布趋于均匀,降流区液速分布呈明显的套管环隙流动特征。

关键词：三相流化床反应器 CFD 气含率数值模拟

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基于化工材料的腐蚀及防护分析

山西化工 2020年第6期40卷 139-140,153页

作者：张金悦王彩虹牛凯远河套学院内蒙古巴彦淖尔015000

企业机械设施在现实操作中,随着时间的推移,加之各种外在因素的干扰,化工材料便会出现不同程度的腐蚀情况。特别值得注意的是一些化工厂中所使用的具有腐蚀特征的试剂,其浓度较高,极易对化工材料造成严重腐蚀,由此对机械设备的正常运作... 详细信息

企业机械设施在现实操作中,随着时间的推移,加之各种外在因素的干扰,化工材料便会出现不同程度的腐蚀情况。特别值得注意的是一些化工厂中所使用的具有腐蚀特征的试剂,其浓度较高,极易对化工材料造成严重腐蚀,由此对机械设备的正常运作带来不良影响,影响企业经济效益的提升。对化工材料的腐蚀问题予以分析,并有针对性的汇总相应防护举措,最大限度的提高化工材料的防腐效能,增强防腐能力,最终提升化工设备的使用寿命,促使企业经营效益不断提升。

关键词：化工材料腐蚀问题防护分析

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语义通信的数学理论

通信学报 2024年第6期45卷 7-59页

作者：牛凯张平北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室北京100876 北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室北京100876

自从1948年经典信息论诞生以来,在其指导下,现代通信技术已经逼近了理论性能极限,例如信息熵H(U)、信道容量C=max_(p(x))I(X;Y)以及率失真函数R(D)=min_(p(x|x):Ed(x,x)≤D)I(X;X)。长期以来,由于经典信息论只研究语法信息,限制了通信... 详细信息

自从1948年经典信息论诞生以来,在其指导下,现代通信技术已经逼近了理论性能极限,例如信息熵H(U)、信道容量C=max_(p(x))I(X;Y)以及率失真函数R(D)=min_(p(x|x):Ed(x,x)≤D)I(X;X)。长期以来,由于经典信息论只研究语法信息,限制了通信科学的进一步发展。近年来,研究语义信息处理与传输的通信技术获得了学术界的普遍关注,语义通信开辟了未来通信技术发展的新方向,但还缺乏一般性的数学指导理论。为了解决这一难题,构建了语义信息论的理论框架,对语义信息的度量体系与语义通信的理论极限进行了系统性阐述。首先,通过深入分析各类信源的数据特征,以及各种下游任务的需求,总结归纳出语义信息的普遍属性——同义性。由此指出语义信息是语法信息的上级概念,是许多等效或相似语法信息的抽象特征,表征隐藏在数据或消息背后的含义或内容。将语义信息与语法信息之间的关系命名为同义映射,这是一种“一对多”映射,即一个语义符号可以由许多不同的语法符号表示。基于同义映射f这一核心概念,引入语义熵H_(s)(U)作为语义信息的基本度量指标,表示为信源概率分布与同义映射的泛函。在此基础上,引入上/下语义互信息I^(s)(X;Y)(I_(s)(X;Y)),语义信道容量C_(s)=max_(f_(xy))max_(p_((x)))I^(s)(X;Y)以及语义率失真函数R_(s)(D)=min_({f_(x),f_(x)})min_(p(x|x):Ed_(s)(x,x)≤D)I_(s)(X;X),从而构建了完整的语义信息度量体系。这些语义信息度量是经典信息度量的自然延伸,都由同义映射约束,如果采用“一对一”映射,则可以退化为传统的信息度量。由此可见,语义信息度量体系包含语法信息度量,前者与后者具有兼容性。其次,证明了3个重要的语义编码定理,以揭示语义通信的性能优势。基于同义映射,引入新的数学工具——语义渐近均分(AEP),详细探讨了同义典型序列的数学性质,并应用随机编码和同义典型序列译码/编码,证明了语义无失真信源编码定理、语义信道编码定理和语义限失真信源编码定理。类似于经典信息论,这些基本编码定理也都是存在性定理,但它们指出了语义通信系统的性能极限,在语义信息论中起着关键作用。由同义映射和这些基本编码定理可以推断,语义通信系统的性能优于经典通信系统,即语义熵小于信息熵H_(s)(U)≤H(U),语义信道容量大于经典信道容量C_(s)≥C,以及语义率失真函数小于经典率失真函数R_(s)(D)≤R(D)。最后,讨论了连续条件下的语义信息度量。此时,同义映射转换为连续随机变量分布区间的划分方式。相应地,划分后的子区间被命名为同义区间,其平均长度定义为同义长度S。特别是对于限带高斯信道,得到了一个新的信道容量公式C_(s)=B log[S^(4)(1+P/N_(0)B)],其中,平均同义长度S表征了信息的辨识能力。这一容量公式是经典信道容量的重要扩展,当S=1时,该公式退化为著名的香农信道容量公式。综上所述,语义信息论依据同义映射这一语义信息的本质特征,构建了语义信息的度量体系,引入新的数学工具,证明了语义编码的基本定理,论证了语义通信系统的性能极限,揭示了未来语义通信的巨大性能潜力。

关键词：同义映射语义熵上/下语义互信息语义信道容量语义失真语义率失真函数语义典型序列同义典型序列同义长度

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面向工业互联网的语义编码传输方法及应用

中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：牛凯鲁延鹏董超北京邮电大学人工智能学院泛网无线通信教育部重点实验室鹏城实验室

通过将语义通信技术引入工业网络，构建了一个面向工业互联网的语义编码传输系统。系统中设计了语义编解码器以提取信源中的语义信息，相对于传统通信系统，基于语义信息的通信有更高的信息压缩效率与更高的符号差错容忍能力。同时引入... 详细信息

通过将语义通信技术引入工业网络，构建了一个面向工业互联网的语义编码传输系统。系统中设计了语义编解码器以提取信源中的语义信息，相对于传统通信系统，基于语义信息的通信有更高的信息压缩效率与更高的符号差错容忍能力。同时引入信源信道联合编解码器，以信源信道联合编码的方式将语义信息转化为信道符号传输，进一步提升系统对工业网络通信资源的利用效率。所有编解码器均构建在深度神经网络架构Transformer上，确保了编解码器对语义信息的理解能力及系统的泛化能力。在工业药品生产场景中，对该系统进行测试，结果显示：相较于传统通信方案，该语义编码传输系统在图像重建质量和传输处理速度方面均有显著提升。且系统对下游任务的性能影响极小，保证了工业生产中如缺陷检测等关键任务的准确性。

关键词：工业互联网数据压缩与传输语义通信深度学习

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面向6G移动通信的极化多址接入技术

中兴通讯技术 2024年第1期30卷 19-25页

作者：崔宏基牛凯北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室中国北京100876

极化码是第一种达到信道容量的编码方案,是5G信道编码方案之一。面对6G更高可靠度、更低时延、更大连接的业务需求,提出面向6G的极化多址接入技术。极化多址接入技术能够充分利用多用户之间的极化效应,以实现更高的系统容量和系统接入... 详细信息

极化码是第一种达到信道容量的编码方案,是5G信道编码方案之一。面对6G更高可靠度、更低时延、更大连接的业务需求,提出面向6G的极化多址接入技术。极化多址接入技术能够充分利用多用户之间的极化效应,以实现更高的系统容量和系统接入能力。有源极化编码接入方案能够满足6G大容量高可靠的传输需求,无源极化编码随机接入方案能够提高系统的接入能力。这些方案表明,极化多址接入技术能够满足6G移动通信系统的超高可靠、高频谱效率、大容量的传输需求,是重要的候选技术之一。

关键词：多址接入极化编码随机接入非正交多址接入

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内循环生物流化床曝气过程氧传质特性研究

山东化工 2014年第3期43卷 10-12,15页

作者：余孟栗牛凯远胡堃黄卫星四川大学化工学院四川成都610065

针对水-空气-高分子颗粒三相体系,测试了内循环好氧生物流化床曝气过程中气-液相间氧传递的体积传质系数KLa,分析了操作参数(进气量QG、固含率εs和升降流区截面积比Ar/Ad)对氧传质系数KLa的影响。结果表明,KLa随着进气量的提高呈线性... 详细信息

针对水-空气-高分子颗粒三相体系,测试了内循环好氧生物流化床曝气过程中气-液相间氧传递的体积传质系数KLa,分析了操作参数(进气量QG、固含率εs和升降流区截面积比Ar/Ad)对氧传质系数KLa的影响。结果表明,KLa随着进气量的提高呈线性增加趋势;固含率对KLa有正反两方面的作用,存在一个较适宜的固含率使氧传质效率达到最高;随升降流区截面积比Ar/Ad的增大,KLa随之提高。基于KLa影响因素的分析对实验数据进行拟合,建立了关于体积传质系数KLa的关联式:Kd=2.23×10-6Reb0.582Ab0.976εs0.016。该关联式预测结果与实验数据吻合良好,对类似流化床反应器的设计有一定参考价值。

关键词：好氧生物流化床反应器氧传质体积传质系数固含率

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运用适度原则预防车用CNG气瓶事故

油气储运 2014年第5期33卷 563-566页

作者：谭静怡牛凯远黄加顺刘淼黄卫星四川大学化学工程学院四川成都610065 四川大学商学院四川成都610065 陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021

将本质安全原理的适度原则与车用压缩天然气(CNG)气瓶事故的风险控制相联系,介绍了本质安全原理及其基本原则,阐述了车用CNG气瓶的事故形式,分析了车用CNG钢制气瓶、缠绕气瓶和全复合材料气瓶的安全可靠性。基于本质安全原理的适度原则... 详细信息

将本质安全原理的适度原则与车用压缩天然气(CNG)气瓶事故的风险控制相联系,介绍了本质安全原理及其基本原则,阐述了车用CNG气瓶的事故形式,分析了车用CNG钢制气瓶、缠绕气瓶和全复合材料气瓶的安全可靠性。基于本质安全原理的适度原则讨论了预防车用CNG气瓶事故的措施与方法,并阐述了本质安全原理与车用CNG气瓶事故预防措施之间的关系,对已制定的事故分析控制措施进行完善和补充。(图1,表1,参16)

关键词：压缩天然气适度原则储气瓶安全可靠事故预防

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镀锌铁塔腐蚀特性及防腐寿命预测

有色金属科学与工程 2024年

作者：黄耀吴静张亮牛凯汪志刚中国电力科学研究院有限公司国网河南省电力公司经济技术研究院江西理工大学材料科学与工程学院

为有效评估腐蚀对长期服役杆塔服役设计寿命和防腐使用寿命造成的影响，采用扫描电镜、盐雾腐蚀试验和理论分析计算的方法，研究了镀锌角钢在12～60天的盐雾腐蚀环境中，其外观形貌、腐蚀速率、腐蚀后的微观形貌和锈蚀产物类别的变化情... 详细信息

为有效评估腐蚀对长期服役杆塔服役设计寿命和防腐使用寿命造成的影响，采用扫描电镜、盐雾腐蚀试验和理论分析计算的方法，研究了镀锌角钢在12～60天的盐雾腐蚀环境中，其外观形貌、腐蚀速率、腐蚀后的微观形貌和锈蚀产物类别的变化情况，结合Zn的大气暴晒腐蚀变化规律和腐蚀理论计算，计算了C4大气环境下，镀锌角钢的盐雾试验和大气暴晒试验加速比，合理预测了镀锌杆塔服役设计寿命和防腐使用寿命。研究结果表明：镀锌角钢经盐雾腐蚀12～60天后其平均腐蚀速率下降较为明显，腐蚀产物Zn5（OH）6(CO3)2和Zn5（OH）8Cl2H2O的生成是降低镀锌角钢腐蚀速率的主要因素。镀锌杆塔在C4大气腐蚀环境下的设计使用寿命为43.0～48.5年，实际服役年限为53.2～64.7年。

关键词：腐蚀速率室内加速腐蚀设计服役寿命防腐使用寿命