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太阳能真空膜蒸馏和肥料汲取液正渗透处理反渗透浓水的节能性和经济性分析

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膜科学与技术 2024年第4期44卷 178-189页

作者：刘娟田军仓李明宁夏大学建筑学院银川750021 宁夏大学土木与水利工程学院银川750021 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心银川750021 旱区现代农业水资源高效利用工程研究中心银川750021 宁夏大学基建处银川750021

针对太阳能真空膜蒸馏(Solar vacuum membrane distillation,SVMD)和肥料汲取液正渗透(Fertilizer draw forward osmosis,FDFO)系统处理反渗透(Reverse osmosis,RO)浓水的试验研究较多,而对其能耗和经济性分析的较少.通过对试验规模和工业规模条件下2种系统的膜通量、能耗和成本进行对比分析,结果表明,在试验规模条件下,将RO浓水浓缩4倍,无辅助热源SVMD系统的膜通量为2.46 kg/(m^(2)·h),比能耗为110.6 kWh/m^(3),单位水生产成本为96.6元/m^(3);有辅助热源SVMD系统的膜通量为3.75 kg/(m^(2)·h),比能耗为230.7 kWh/m^(3),单位产水成本为13.4元/m^(3);FDFO系统的膜通量为3.62 kg/(m^(2)·h),比能耗为20.44 kWh/m^(3),单位产水成本为26.8元/m^(3).在工业化规模条件下,设计产水量均为240 m^(3)/d时,SVMD系统比能耗为12.8 kWh/m^(3),单位产水成本为10.8元/m^(3);FDFO系统比能耗为12 kWh/m^(3),单位产水成本为9.38元/m^(3).可见生产规模越大,不同系统的产水成本越小,差别也越小.

关键词：太阳能真空膜蒸馏肥料汲取液正渗透反渗透浓水经济性节能性

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微型高比功率热声斯特林发电机实验研究

工程热物理学报 2024年第7期45卷 1924-1931页

作者：肖望余国瑶马英马壮成阳斌罗二仓低温科学与技术重点实验室中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 齐鲁中科光物理与工程技术研究院济南251000

高比功率百瓦级便携电源在户外运动、应急救灾等场景有着重要需求。热声斯特林发电机因其外燃属性而燃料选择性广泛,同时兼具高效、紧凑、可靠和静音等特点,是构建便携式电源系统的重要发电技术。本文首次提出采用螺旋管束式热端换热器... 详细信息

高比功率百瓦级便携电源在户外运动、应急救灾等场景有着重要需求。热声斯特林发电机因其外燃属性而燃料选择性广泛,同时兼具高效、紧凑、可靠和静音等特点,是构建便携式电源系统的重要发电技术。本文首次提出采用螺旋管束式热端换热器来提升燃烧-交变流动换热性能和比功率。首先基于热声学的阻抗匹配和燃烧传热耦合,设计并研制了一套百瓦级热声斯特林发电系统;然后实验考察了不同工作压力、负载、燃烧功率下的输出特性;最后开展了损失分析。初步实验结果表明,该发电系统在管壁侧烟气温度为765℃时的最大输出电功为415 W,以柴油热值计算的对应热电效率为13.9%。受益于135 Hz的超高工作频率和轻量化设计,发电机本体的比功率达到112 W/kg,展现出突出的应用潜力。

关键词：超高频螺旋管束换热器热声斯特林输出特性

全矢融合的二元PELCD样本熵列车故障诊断

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噪声与振动控制 2024年第3期44卷 125-131页

作者：郑航李刚李德仓兰州交通大学机电技术研究所兰州730070 兰州交通大学甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心兰州730070 兰州交通大学甘肃省物流与运输装备行业技术中心兰州730070

长期高速运行的服役状态会造成高速列车转向架关键部件性能蜕化甚至发生故障等情况,所导致的安全事件将造成严重的经济损失甚至人员伤亡。考虑到高速列车振动信号的特性,将部分集成的局部特征尺度分解方法拓展至二元信号处理领域,同时... 详细信息

长期高速运行的服役状态会造成高速列车转向架关键部件性能蜕化甚至发生故障等情况,所导致的安全事件将造成严重的经济损失甚至人员伤亡。考虑到高速列车振动信号的特性,将部分集成的局部特征尺度分解方法拓展至二元信号处理领域,同时结合全矢谱理论对同阶分量信号进行信息融合,得到更加完备的数据特征,并对融合后的数据进行样本熵特征提取,得到列车的故障特征;采用灰狼优化算法对支持向量机进行参数寻优,通过实验对比单一故障工况、复合故障工况以及部件性能退化下的故障识别率,验证所提方法的有效性、优越性。

关键词：故障诊断二元部分集成的局部特征尺度分解方法全矢理论灰狼优化算法支持向量机

高含沙水滴灌灌水器堵塞机制及防堵技术研究进展

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节水灌溉 2024年第4期 51-57页

作者：夏天田军仓李小纲宁夏大学土木与水利工程学院银川750021

为解决黄河水中粒径小于0.10 mm细小泥沙颗粒引发的滴灌灌水器堵塞问题。通过文献调研,回顾了高含沙水滴灌条件下灌水器物理堵塞机制相关研究进展,并提出了进一步研究方向。细小泥沙颗粒含量较高的浑水滴灌时,滴头堵塞主要是含沙量、泥... 详细信息

为解决黄河水中粒径小于0.10 mm细小泥沙颗粒引发的滴灌灌水器堵塞问题。通过文献调研,回顾了高含沙水滴灌条件下灌水器物理堵塞机制相关研究进展,并提出了进一步研究方向。细小泥沙颗粒含量较高的浑水滴灌时,滴头堵塞主要是含沙量、泥沙粒径与颗粒级配耦合作用的结果。滴灌系统工作条件如工作压力的动态变化有助于移除流道内黏、粉等细颗粒堵塞物质,促进较大泥沙颗粒排出流道;灌溉水温越高,滴头抗物理堵塞性能越强;对浑水加气和磁化处理可改变毛管内水流水力特性及悬浮泥沙运动规律,增强水流拖拽力,减小管道内泥沙淤积量。此外,施肥增强了水体中泥沙颗粒间的絮凝作用,对浑水水肥一体化滴灌滴头堵塞具有明显加速作用。浑水含沙量、粒径和颗粒级配是引发滴头物理堵塞的重要因素,确定易引发滴头堵塞的敏感含沙量、颗粒粒径段,选用适宜肥料种类和施肥浓度阈值,优化滴灌系统工作条件参数是改变毛管内泥沙颗粒运移和沉积规律、延缓滴头堵塞进程、提高水肥一体化滴灌水肥利用效率的有力措施;采用统一的灌水试验方法,充分利用现代测试手段,结合生产实际有针对性地改进工程技术处理措施是解决滴头堵塞问题的必要途径。

关键词：滴灌灌水器滴头堵塞高含沙水过滤抗堵技术进展

知识产权保护与企业高质量发展——基于中国上市公司数据的实证

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统计与决策 2024年第12期40卷 184-188页

作者：赵喜仓徐亮罗雨森江苏大学财经学院江苏镇江212013 江苏大学管理学院江苏镇江212013

知识产权保护是促进企业高质量发展的重要措施保障。文章基于2010—2019年我国上市公司与城市数据库相匹配的面板数据,利用熵值TOPSIS法测度企业高质量发展水平,并通过固定效应、面板分位数回归和中介效应模型实证探究了知识产权保护对... 详细信息

知识产权保护是促进企业高质量发展的重要措施保障。文章基于2010—2019年我国上市公司与城市数据库相匹配的面板数据,利用熵值TOPSIS法测度企业高质量发展水平,并通过固定效应、面板分位数回归和中介效应模型实证探究了知识产权保护对企业高质量发展的影响效应和作用机制。结果表明:知识产权保护显著促进了企业高质量发展,这一结论在进行替换变量、改变样本量和更换估计方法等稳健性检验后仍然成立;异质性企业高质量发展对于知识产权保护的依赖程度存在显著的差异,东部地区、大城市、国有、成熟期企业对良好的知识产权保护的依赖性更大,而加强知识产权保护会显著抑制西部地区企业的高质量发展;作用机制表明,外商直接投资和区域创新活力是知识产权保护引导企业高质量发展的中介渠道。

关键词：知识产权保护企业高质量发展异质性分析机制分析

用于微波除冰的吸波骨料选择及路面吸波功能层设计

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材料导报 2024年第12期38卷 82-89页

作者：赵静王选仓辛磊宋子豪任俊儒杨朝山长安大学公路学院西安710064 西安航空学院能源与建筑学院西安710077 中国水电建设集团十五工程局有限公司西安710064 中国人民解放军陆军勤务学院重庆401331

相比传统除冰方式,微波可穿透冰层并选择性加热路面,进而破坏冰对路面的粘附性。针对现有吸波混凝土应用于整个面层,进而导致吸波骨料利用率不足的问题,本工作设计了一种具有吸波功能层的路面结构。首先综合对比分析了三种吸波骨料与石... 详细信息

相比传统除冰方式,微波可穿透冰层并选择性加热路面,进而破坏冰对路面的粘附性。针对现有吸波混凝土应用于整个面层,进而导致吸波骨料利用率不足的问题,本工作设计了一种具有吸波功能层的路面结构。首先综合对比分析了三种吸波骨料与石灰岩的微波升温特性、微波耐久性、骨料与水泥石粘附性以及经济性能,选择综合性能较好的吸波骨料;然后探究了不同粒径的吸波骨料的升温速率和替代石灰岩后其对混凝土力学性能的影响程度,以及不同厚度的吸波混凝土上、下表面温度及上下表面温度差变化规律,推荐了最佳的吸波骨料替换粒径及功能层厚度;最后研究了石墨掺量对微波均匀性及力学强度的影响,推荐了最佳石墨掺量。结果表明:在四种骨料中,磁铁矿的综合性能较好;磁铁矿的粒径为16~19 mm时升温速率最快,且其替换相应粒径的石灰岩所制备的吸波混凝土结构强度比普通混凝土高50%,吸波混凝土功能层设计厚度为5 cm可保证材料的最优利用率。同时,3%的石墨掺量可改善微波加热的均匀性并满足力学要求。研究结果可为微波除冰应用于道路及机场路面提供参考。

关键词：微波除冰水泥混凝土路面吸波功能层升温性能加热均匀性

星载激光雷达遥感技术进展与发展趋势(特邀)

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中国激光 2024年第11期51卷 181-200页

作者：陈卫标刘继桥竹孝鹏毕德仓侯霞中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800

星载激光雷达遥感技术,作为主动光学遥感手段,具有高垂直分辨率、高探测精度、全天时测量等优势,能获取一些传统被动光学或者微波遥感无法获得的信息。随着激光器及探测技术的进步,发展了不同探测体制的星载激光遥感技术,这些技术先后... 详细信息

星载激光雷达遥感技术,作为主动光学遥感手段,具有高垂直分辨率、高探测精度、全天时测量等优势,能获取一些传统被动光学或者微波遥感无法获得的信息。随着激光器及探测技术的进步,发展了不同探测体制的星载激光遥感技术,这些技术先后在深空探测和对地观测等多个领域得到重要应用。星载激光遥感技术的主要应用包括行星和月球的三维高程测量,地球大气云和气溶胶三维廓线、大气三维风场、温室气体浓度及海洋立体剖面等的测量,并先后在多个空间任务中得到了有效验证。对于一些重要应用领域的高精度测量,星载激光遥感技术是唯一有效的方法。星载激光雷达的长寿命和高测量精度在轨得到了验证,使得星载激光遥感技术从空间演示验证逐渐实现业务化运行,将在未来的陆地测绘、气候、气象研究及环境监测中发挥重要作用。最近20年,中国星载激光雷达遥感技术发展迅速,在多个领域取得国际领先的创新成果,包括星载温室气体二氧化碳探测激光雷达和高光谱气溶胶探测激光雷达等,正在服务国家重大应用,为国际星载光学主动遥感作出了重要贡献。

关键词：星载激光遥感激光高度计多普勒测风激光雷达差分吸收激光雷达气溶胶后向散射激光雷达

不凝性气体对纳米通道内水分子流动传热影响的分子动力学模拟

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物理学报 2024年第9期73卷 168-178页

作者：邢赫威陈占秀杨历苏瑶李源华呼和仓河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

随着电子元件高性能化和小型化的发展,纳米通道内工质的流动传热问题受到了更多的关注.本文采用分子动力学模拟方法,模拟了300,325,350 K的纳米通道中流体的流动传热情况,工质为水,水中不凝性气体用氩气代替.结果表明:流动过程中,氩原... 详细信息

随着电子元件高性能化和小型化的发展,纳米通道内工质的流动传热问题受到了更多的关注.本文采用分子动力学模拟方法,模拟了300,325,350 K的纳米通道中流体的流动传热情况,工质为水,水中不凝性气体用氩气代替.结果表明:流动过程中,氩原子形成高势能团簇,随着温度升高,流体势能上升,团簇逐渐减小或消失;少量气体原子能够促进流动,而较多氩气会导致通道中心区域形成较大气体团簇而阻碍流动,同时,被加热的工质能显著减小流动阻力系数;近壁面区域流体温度高于中心区域,团簇内部原子活动更加剧烈,平均分子动能更大,温度更高;水的氢键结构可以促进纳米通道内的传热,氩原子会影响氢键数量,高温会破坏水分子形成的氢键网络,使努塞尔数下降.本研究分析了不凝性气体影响下微通道内水分子流动传热的机理,为电子设备的强化传热提供了理论指导.

关键词：分子动力学流动传热团簇纳米通道

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横风作用下基于PSO寻优的高速列车PID主动悬挂控制器设计

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铁道标准设计 2024年

作者：程凯祁文哲李德仓兰州交通大学机电技术研究所兰州交通大学机电工程学院甘肃省物流与运输装备行业技术中心甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心

针对横风作用下高速列车车体横向和侧滚角振动加速度过大的问题，提出一种基于粒子群算法(PSO)寻优的高速列车PID主动悬挂控制器，以提升高速列车运行平稳性。首先，基于AR模型，利用平均风指数律和Kaimal脉动风速谱，结合风场空间相关... 详细信息

针对横风作用下高速列车车体横向和侧滚角振动加速度过大的问题，提出一种基于粒子群算法(PSO)寻优的高速列车PID主动悬挂控制器，以提升高速列车运行平稳性。首先，基于AR模型，利用平均风指数律和Kaimal脉动风速谱，结合风场空间相关性，模拟得到列车随机风模型；其次，运用多体动力学仿真软件SIMPACK建立50自由度列车多体动力学模型，考虑风荷载和轨道不平顺的影响，创建了较为完善的风-车系统模型；最后，以PID控制理论为基础，针对PID控制方法繁琐且主观性强的缺陷，设计了基于PSO算法寻优的PID主动悬挂控制器。该控制器以列车横向振动量为控制器输入变量，横向控制力为传感器输出变量。通过PSO算法对PID控制参数迭代优化，使主动悬挂处于最优状态。为验证控制器的优越性，将控制器与风-车系统模型进行联合仿真分析。结果表明，车体横向和侧滚角加速度振动能量集中在0～10Hz，与被动悬挂相比，基于PSO寻优的PID主动悬挂可使车体横向和侧滚角加速度最大值分别降低36.20%和9.82%，车体横向和侧滚角加速度均方根值分别降低40.40%和7.57%，横向平稳性指数减小12.07%。

关键词：高速列车横风作用风-车模型主动悬挂 PSO寻优 PID控制多体动力学