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反电渗析中膜-溶液系统的浓差极化研究

反电渗析中膜-溶液系统的浓差极化研究

作者：向喆榆西安理工大学

学位级别：硕士

反向电渗析技术(Reverse Elec-trodialysis,RED)作为一项蓝色能源技术,利用离子交换膜的选择性透过性,将盐度梯度能转换为电能。然而,在实际应用中,离子在膜与溶液间的传输速率不匹配,导致膜表面形成具有浓度梯度的扩散边界层,即浓差极... 详细信息

反向电渗析技术(Reverse Elec-trodialysis,RED)作为一项蓝色能源技术,利用离子交换膜的选择性透过性,将盐度梯度能转换为电能。然而,在实际应用中,离子在膜与溶液间的传输速率不匹配,导致膜表面形成具有浓度梯度的扩散边界层,即浓差极化现象。这一现象减少了膜两侧的浓度差,从而降低了 RED的输出功率。目前,测量边界层厚度多采用电化学工作平台,通过测定边界层产生的电阻和电容间接计算得到边界层厚度。在仿真方面,研究多以二维模型为主,而三维模型则主要关注离子传质过程,较少将产电性能纳入综合评估。针对上述情况,本文提出了一种基于两电极测量法的直接测量扩散边界层厚度的方法,并基于此方法评估了流速、温度、浓度和膜类型等因素对浓差极化的影响。同时,本文还采用三维数值模型,探讨了空流道和隔网流道模型中膜-溶液系统的浓差极化的形成和变化,以及不同模型系统的产电性能差异。首先,基于Nernst-Levich浓度分布模型对水泵作用下的溶液流速增加所导致的膜附近流动状态变化进行了深入分析。随着流速的增加,膜附近的溶液扩散区域被划分为两个不同的部分:一部分靠近膜面,表现出显著的浓度梯度;另一部分远离膜面,由于新溶液的持续加入,浓度梯度相对较小。基于这一现象,本研究构建了一个全新的浓度分布模型。在此新模型中,分界线不仅划分了流速区域,同时也界定了边界层的范围,其厚度由分界线到膜面的距离决定。为了进一步验证这一模型,本研究构建了一个反电渗析的膜-溶液系统,并采用双电极测量法对不同条件下扩散边界层的厚度变化进行了研究。实验结果表明,从无流速条件转变为有流速条件会使得膜附近溶液形成明显的边界层。并且,流速的提高(从50mL/min增至90mL/min)能够大幅度减少边界层厚度;适度提升溶液温度(每增加10℃)也能有效地降低边界层厚度,平均降幅约为15%。随着浓室溶液浓度的增加,扩散边界层厚度增加;而淡室溶液浓度的增加则导致扩散边界层厚度减小。此外,不同膜材料对边界层厚度的影响存在显著差异,Nafion-117膜得益于其较大的厚度和较小的离子交换容量,在相同条件下边界层厚度比在Neosepta膜中减少了约20%。然后,基于流场和电化学场耦合的三维浓差渗透模型,模拟了由两个溶液隔室和一个阳离子交换膜组成的空流道-膜溶液系统,用以探究膜表面浓差极化的变化规律。结果显示,浓差极化的形成过程与离子在膜表面的积聚与耗散紧密相关。在淡溶液隔室中,随着垂直高度的增加,膜表面溶液流速和离子通量有所增加。同时,淡溶液-膜界面的离子浓度也随垂直高度的增加而增加,浓差极化现象加剧。流速提升促进了离子的跨膜运输,减少膜表面离子聚集,有效缓解了浓差极化。高浓度溶液加剧浓差极化,因为增加了离子数量和跨膜运输的驱动力,导致淡室侧的离子聚集。而低浓度溶液则通过增加淡溶液隔室内离子数量,减小膜表明和隔室溶液的浓度差异,缓解了浓差极化。此外,随着膜的固定电荷浓度的减小和膜厚度的增大,浓差极化逐渐减弱。实验与仿真计算得到的边界层厚度差异在数十到一百微米之间,这主要是由于模型中对水通量和膜内离子通道的影响进行了理想化假设。最后,基于流场和电化学场耦合的三维浓差渗透模型构建了包含隔网和异形膜的膜-溶液系统,用以探究流道构型对膜表面浓差极化的影响。结果表明,采用异形膜能显著改善溶液的流动状态,提升膜表面溶液流速,增加离子通量,从而显著削弱浓差极化,提升离子传输效率。在负载工况下,三种模型系统的产电性能分析显示,淡室电阻占主导地位,超过80%。尽管异形膜系统的总电阻达到310Ω,略高于无隔网和隔网系统的281.3Ω与297.7Ω,但其功率密度达到3.74mW/m2,优于后两者的3.53mW/m2和3.16mW/m2。这说明异形膜通过强化离子传输,减小浓差极化,有效促进了系统整体输出功率的提升,弥补了其较高膜电阻的不足。

关键词：反电渗析离子交换膜浓差极化边界层测量数值仿真隔网流道

基于多维度指数的雅鲁藏布江鱼类多样性评价及群落构建过程分析

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湖泊科学 2024年第1期36卷 213-222,I0011-I0016页

作者：巩政刘艳超冯慧喆朱天顺枣庄学院生命科学学院枣庄277160 水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室武汉430076 西藏自治区高原生物研究所拉萨850000

雅鲁藏布江是我国西藏地区最大的河流,孕育着独特的水生生物资源。近年来随着人类活动的干扰与河流开发的推进,亟待对该流域水生生物多样性进行全面调查评估。本研究基于雅鲁藏布江全流域的鱼类资源调查数据,整合物种多样性、功能多样... 详细信息

雅鲁藏布江是我国西藏地区最大的河流,孕育着独特的水生生物资源。近年来随着人类活动的干扰与河流开发的推进,亟待对该流域水生生物多样性进行全面调查评估。本研究基于雅鲁藏布江全流域的鱼类资源调查数据,整合物种多样性、功能多样性和系统发育多样性3个维度12项指数,对该流域鱼类多样性进行评价分析。结果显示,24个调查样点中共采集到37种鱼类,隶属于3目7科24属;其中土著鱼类27种,外来鱼类10种;鲤形目鲤科鱼类为优势类群。基于Bray-Curtis相异度的层次聚类可将雅鲁藏布江鱼类群落划分为4组,表现为帕隆藏布汇口以上/以下江段及两个江段内干支流间存在较大差异,这与区域生物地理学过程及河流环境梯度密切相关。利用12项多样性指数对各组群的鱼类多样性进行评估,结果表明,除Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数、平均配对种间系统发育距离指数和平均最近种间系统发育距离(MNTD)指数外,其他指数检测到组间的显著性差异。不同多样性指数之间的相关关系表现各异:与丰富度相关的多项指数间存在显著或极显著的正相关,功能离散度指数和MNTD指数与其他指数间多存在显著或极显著的负相关,表明不同类别的多样性指数各自具有独特的指示价值。基于群落功能性状结构和系统发育结构的检验结果显示,大多数样点驱动鱼类群落聚合的过程为种间竞争排斥,推测与雅鲁藏布江水体营养贫瘠、食物来源稀缺导致的种间营养竞争关系紧张有关。本文整合多维度多样性指数对雅鲁藏布江流域鱼类多样性及群落构建过程进行探究,以期为该流域鱼类资源保护和管理提供科学依据,也为应用多维度指数评价淡水鱼类多样性提供参考借鉴。

关键词：淡水鱼类群落结构功能多样性系统发育多样性雅鲁藏布江

刀具偏心跳动下侧铣硬脆材料的瞬时铣削力模型

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航空学报 2024年第4期45卷 270-279页

作者：马廉洁杜文豪赵镇邱喆东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学秦皇岛分校控制工程学院秦皇岛066004

以侧铣可加工微晶陶瓷为对象,建立了瞬时整体铣削力模型,研究了刀具偏心跳动状态下立铣刀侧刃铣削瞬时铣削力。通过铣削刀具与工件的次摆线运动,获得了其瞬时切削厚度、瞬时切削面积。通过线性搜索法确定了刀具偏心量和偏心角的最优解,... 详细信息

以侧铣可加工微晶陶瓷为对象,建立了瞬时整体铣削力模型,研究了刀具偏心跳动状态下立铣刀侧刃铣削瞬时铣削力。通过铣削刀具与工件的次摆线运动,获得了其瞬时切削厚度、瞬时切削面积。通过线性搜索法确定了刀具偏心量和偏心角的最优解,利用一维搜索算法进行了瞬时铣削力作用点的精确求解,并以刀具偏心跳动状态下的瞬时转角予以表达。以Martellotti模型为基础,建立了新的瞬时铣削力模型。以最小二乘法进行了瞬时铣削力模型系数辨识。并从铣削力作用点(瞬时转角)视角,研究了瞬时铣削力的变化特性。铣削实验验证结果表明,铣削力模型预测值与实验值吻合程度较高,平均相对误差不超过8%,该瞬时铣削力模型具有较高的预测精度。

关键词：刀具偏心跳动瞬时铣削力模型瞬时切削面积铣削力作用点硬脆材料

流体输送管道多级孔板消能器消能仿真及试验研究

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流体输送管道多级孔板消能器消能仿真及试验研究

作者：白啸喆燕山大学

学位级别：硕士

基于回顾性分析新型冠状病毒感染患者出院后相关症状随访研究

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基于回顾性分析新型冠状病毒感染患者出院后相关症状随访研究

作者：孔梦喆长春中医药大学

学位级别：硕士

目的:了解新冠感染患者出院后不同阶段症状变化及在各系统分布情况,结合中医在预后和康复方面独特优势,为患者恢复期的治疗及预后的改善提供参考。方法:本研究纳入2022年3月至5月在长春中医药大学附属医院、通源方舱及长春市传染病医院... 详细信息

目的:了解新冠感染患者出院后不同阶段症状变化及在各系统分布情况,结合中医在预后和康复方面独特优势,为患者恢复期的治疗及预后的改善提供参考。方法:本研究纳入2022年3月至5月在长春中医药大学附属医院、通源方舱及长春市传染病医院确诊新冠病毒感染患者,在其出院后第6个月、第12个月、第18个月进行电话随访。共随访2990例,随访成功1975例,无症状1645例,有症状330例,第12个月随访再感染518例。将1975例患者全部纳入,同时在第18个月对其中42例进行临床研究,构建数据库,运用统计学方法分析。结果:1、男性1060例,女性915例。报告女性后遗症状多于男性,在心悸、气短/呼吸困难、乏力/疲劳等症状有统计学意义(P60岁)与青年、中年组相比,在失眠、咳嗽等症状具有统计学意义(P心悸、失眠、焦虑等症状差异有统计学意义(P心理方面、运动能力和生活质量存在一定程度的损害。我们应持续关注,充分发挥中医药在治疗和预后方面的优势。

关键词：新冠后遗症持续症状脏腑疲劳评估量表

纳秒脉冲下电动汽车驱动电机Nomex绝缘纸气固界面放电特性研究

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纳秒脉冲下电动汽车驱动电机Nomex绝缘纸气固界面放电特性研究

作者：常喆熙西安理工大学

学位级别：硕士

为了缓解能源危机,推进能源绿色低碳转型,大力发展新能源电动汽车产业成为了当今时代响应“双碳”政策的重要举措。作为新能源电动汽车的核心组件,驱动电机的安全稳定运行直接影响着电动汽车的行驶状况和人身安全。目前,随着电力电子技... 详细信息

为了缓解能源危机,推进能源绿色低碳转型,大力发展新能源电动汽车产业成为了当今时代响应“双碳”政策的重要举措。作为新能源电动汽车的核心组件,驱动电机的安全稳定运行直接影响着电动汽车的行驶状况和人身安全。目前,随着电力电子技术的不断发展,为了追求低功耗、高转速、大容量等性能优点,大量SiC宽禁带电力电子器件的使用使得变频技术在驱动电机拖动系统中得到了广泛应用。然而,在满足驱动电机节能、易启动、调速性能好的同时,脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术的使用也给电机绝缘系统带来了巨大压力。经变频器整流、逆变后,由PWM技术产生的重复脉冲电压经电缆传输至驱动电机绕组端部,由于电机与连接电缆阻抗特性不匹配,导致电压波在到达电机端部时发生折反射,不断增大电机绕组端电压。此外,驱动电机绝缘系统本身存在微小气隙等绝缘薄弱区域。因此,在高频重复脉冲电压的作用下,驱动电机的匝间绝缘、相间绝缘、槽绝缘等都会面临电老化、热老化一系列绝缘过早失效问题。为了推动驱动电机朝着小型化、高功率、高可靠性的方向发展,有必要针对重复脉冲电压下的气固界面局部放电特性及其内在物理机制进行研究,这对于驱动电机绝缘系统的性能评测和安全设计具有实际参考价值。首先,本文在结合MOSFET高压固态开关模块和改进的一阶RC电路结构的基础上,利用超高频天线搭建了纳秒脉冲电压下气固界面局部放电测试系统,该系统可以产生上升时间为25ns,频率为50Hz,幅值可调的双极性重复脉冲电压。其次,在局部放电信号在线采集过程中,为了区分开关干扰信号与局部放电信号,采用频域分析法得到了频域范围在0.4-1.2GHz的局部放电信号。通过实验结果和理论分析对局部放电产生机理及发生特点进行了研究。纳秒脉冲电压下的局部放电信号多发生于脉冲电压上升沿与下降沿附近,电压极性的快速反转和局部放电统计时延的缩短是造成脉冲电压下局部放电强度强于交流电压下的主要原因。此外,采用0.5mm放电间隙距离的棒-板电极结构,基于局部放电起始电压(Partial Discharge Inception Voltage,PDIV),局部放电相位(Phase-Resolved Partial Discharge,PRPD)图谱、放电次数等信息重点研究了温度对于槽绝缘用Nomex-T410型绝缘纸气固界面局部放电特性影响的内在物理机制。结果表明,样品PDIV随着温度的升高而降低,由50℃时的均值峰峰电压3.9kV下降到了 200℃时的2.64kV,同时升温缩短了局部放电统计时延,造成了放电相位的不断减小。高温作用下频繁的放电活动增大了局部放电次数,温度的变化使放电脉冲不断叠加和放大也造成了局部放电幅值的增大。最后,基于流体动力学建立了脉冲电压下Nomex-T410型绝缘纸气固界面放电的二维等离子体模型,获得了放电发展过程中电场强度、电子密度及能量分布的时空演化规律。结果表明,放电通道内的电场强度、电子密度和电子能量都随着温度的升高而增大。温度的升高增大了初始电子的产生概率,缩短了局部放电统计时延,电子在热效应影响下成为高能载流子,电子迁移率和碰撞频率都大大增加。因此,流注放电的形成时间缩短,放电程度加强。

关键词：驱动电机纳秒脉冲电压局部放电温度气固界面

EPC总承包模式下沙特R工程项目风险管理研究

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EPC总承包模式下沙特R工程项目风险管理研究

作者：王溟喆哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

在沙特地区,EPC工程项目的市场规模正迅速扩张,这引起了众多国际工程承包商的关注。随着中国与沙特签署共建“一带一路”倡议与“2030愿景”对接实施方案以来,中国总承包企业也开始积极涉足沙特地区EPC工程承包领域,力图在有限的时机中... 详细信息

在沙特地区,EPC工程项目的市场规模正迅速扩张,这引起了众多国际工程承包商的关注。随着中国与沙特签署共建“一带一路”倡议与“2030愿景”对接实施方案以来,中国总承包企业也开始积极涉足沙特地区EPC工程承包领域,力图在有限的时机中捕捉机遇,不过这一过程中风险与机遇并存,特别是对沙特地区工程承包领域认识的不足,导致这些企业经常忽略了隐藏在表面下的重大风险。沙特地区EPC工程项目特点主要包括规模大、合同金额高、工期长、技术标准多、涉及相关参建方多、不确定性风险多等特点,使得风险事件可能在项目的各个环节发生。如果没有事先制定有效的风险管理计划和应对措施,可能会出现安全和质量问题,这不仅会影响到项目的整体进度,还可能给总承包企业带来经济上的损失,甚至导致程项目的最终目标无法完成。为了帮助中国总承包企业在沙特地区更好地规避风险,进一步完善其风险管理体系,以S公司执行的沙特R工程项目为例。通过文献分析法、WBS-RBS分析法及德尔菲专家咨询法对风险指标进行全面的识别。构建了包含技术风险、采购风险、施工风险、经济风险、社会风险、合同风险、环境风险和管理风险8个一级风险指标,以及30个二级风险指标的EPC总承包模式下沙特R工程项目风险指标体系。运用AHP-DEMATEL法对30个二级风险指标进行组合权重赋值,并通过灰色聚类分析法对总承包方的风险进行全面评价,增强了风险评价的准确性和客观性。研究结果表明,EPC总承包模式下沙特R工程项目处于“灰类中等风险”水平,其中施工风险和社会风险属于高风险水平。针对EPC总承包模式下沙特R工程项目的主要风险指标,提出了具体的应对措施,以减少因风险事件发生所带来的损失。通过上述研究,不仅弥补我国在沙特地区EPC总承包工程项目风险管理领域研究的不足,还为我国总承包企业更好的应对沙特地区风险状况提供切实可行的应对策略,帮助我国总承包企业更好地适应沙特地区的风险环境,提升承包企业自身的风险应对能力,从而加强我国企业在沙特地区工程承包领域的竞争力。

关键词：风险管理沙特EPC工程 WBS-RBS法 AHP-DEMATEL法灰色聚类分析

走向均衡化的大国经济治理:新中国财政集权与分权关系的演变

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经济纵横 2024年第2期 98-106页

作者：欧阳峣李圣喆湖南师范大学大国经济研究中心湖南长沙410081 湖南师范大学商学院湖南长沙410081

财政是国家治理的基础和重要支柱,财政集权与分权关系是大国经济治理中的核心问题之一。本文从均衡化视角提出一个分析框架,认为大国财政关系的关键在于实现中央和地方的财政权力均衡,利益冲突则会使既有的财政体制失衡,而双方的利益调... 详细信息

财政是国家治理的基础和重要支柱,财政集权与分权关系是大国经济治理中的核心问题之一。本文从均衡化视角提出一个分析框架,认为大国财政关系的关键在于实现中央和地方的财政权力均衡,利益冲突则会使既有的财政体制失衡,而双方的利益调整将伴随着财政体制的演变。在这个框架下考察新中国财政集权与分权关系的演变过程发现,随着社会主义市场经济体制和法治体系的完善和发展,主要经历从“统收统支”到“央地权力均衡”、从“放权让利”到“地方主义”失衡、从“分税改革”到“制度均衡”的探索,总的趋势是各级政府和区域利益关系的均衡化及相应的制度化。为此,需要通过制度化和法治化构建均衡化的长效机制:基本目标是围绕大国财政治理中的关键性问题,进一步健全充分发挥中央和地方积极性的体制机制,即在走向均衡化的过程中构建中央和地方财政利益均衡的长效机制;基本任务是建立和完善职责清晰、财力协调、区域均衡的中央和地方财政关系,即完成职责、财力和区域均衡“三位一体”的任务;基本要求是形成各级政府事权、支付责任和财力相适应的稳定制度,即遵循现代财政制度的事权、责任和财力协调的“三项原则”,构建有效的财税体制机制。

关键词：大国经济治理财政体制集权与分权财政权力均衡化

文旅企业数字化转型动因、路径及效果研究 ——以陕旅集团为例

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文旅企业数字化转型动因、路径及效果研究 ——以陕旅集团为例

作者：胡锦喆恒武汉轻工大学

学位级别：硕士