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含杂质CO_(2)干气密封运行工况点物性参数计算及密封温度场分析

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工程科学与技术 2023年第1期55卷 265-278页

作者：陈维宋鹏云许恒杰孙雪剑昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500

在“碳达峰、碳中和”背景下,二氧化碳(CO_(2))捕集利用与封存(carbon capture, utilization and storage,CCUS)技术作为减少CO_(2)排放的最有效策略已成为世界关注的热点。针对应用于CCUS技术中的离心式压缩机,以螺旋槽干气密封为研究... 详细信息

在“碳达峰、碳中和”背景下,二氧化碳(CO_(2))捕集利用与封存(carbon capture, utilization and storage,CCUS)技术作为减少CO_(2)排放的最有效策略已成为世界关注的热点。针对应用于CCUS技术中的离心式压缩机,以螺旋槽干气密封为研究对象,含杂质CO_(2)为润滑介质,基于EOS–CG(equation of state for combustion gases and combustion gas-like mixtures)模型获得干气密封运行工况范围内含杂质CO_(2)混合物密度、焓值、声速及焦耳–汤姆逊系数等热力学参数;考虑实际气体效应、黏温压效应、阻塞流效应、离心惯性效应及润滑介质与密封端面间的对流换热,采用有限差分法耦合求解雷诺方程、能量方程及密封环热传导方程,获得含杂质CO_(2)干气密封压力场、温度场、开启力、泄漏率等稳态性能参数。结果表明:当温度一定时,密度随压力的增大而增大,焓值、焦耳–汤姆逊系数随压力的增大而减小;当压力一定时,密度随温度的增大而减小,焓值随温度的增大而增大,在较低压力区域,声速随温度的增大而增大,焦耳–汤姆逊系数随温度的增大而减小;当密封进口压力为12 MPa、进口温度为380 K、转速为15 000 r/min时,含杂质CO_(2)干气密封出口压力为1.9 MPa,气膜进出口温差约为23 K,密封环端面内外径温差约为10 K;以转速、进口压力、进口温度为变量时,气膜温度、密封环端面温度随转速、进口温度的增大而增大,随进口压力的增大而减小;开启力随转速、进口压力、进口温度的增大而增大;泄漏率随转速、进口温度的增大而减小,随进口压力的增大而增大。

关键词： CO_(2)捕集利用与封存含杂质CO_(2) 物性参数干气密封温度场

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输送天然气离心式压缩机干气密封性能分析

排灌机械工程学报 2018年第1期36卷 55-62,76页

作者：孙雪剑宋鹏云昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500

为了了解高压下混合实际气体行为和理想气体的区别,采用Redlich-Kwong方程表达混合气体的实际行为,对Muijderman螺旋槽窄槽理论气膜压力控制方程进行修正,并加以求解.针对螺旋槽干气密封,以天然气为例,分析混合气体效应对螺旋槽干气密... 详细信息

为了了解高压下混合实际气体行为和理想气体的区别,采用Redlich-Kwong方程表达混合气体的实际行为,对Muijderman螺旋槽窄槽理论气膜压力控制方程进行修正,并加以求解.针对螺旋槽干气密封,以天然气为例,分析混合气体效应对螺旋槽干气密封的端面压力、泄漏率、气膜刚度和开启力等特性的影响,并在不同压力下与其对应的理想气体和甲烷气体进行对比.结果表明:天然气混合实际气体效应,易受压缩,使干气密封的泄漏率、槽根压力、端面开启力、气膜刚度增大,其中对泄漏率的影响尤为明显;尽管天然气中的绝大部分气体是甲烷气体,但是天然气密封性能与甲烷实际气体性能差距较大,不能仅通过甲烷实际气体来分析天然气的密封性能.

关键词：天然气干气密封螺旋槽状态方程解析法

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基于IDL语言的植被指数UNVI软件插件

遥感学报 2019年第5期23卷 952-958页

作者：胡顺石张辰璐乔娜孙雪剑钟涛湖南师范大学资源与环境科学学院长沙410081 湖南师范大学地理空间大数据挖掘与应用湖南省重点实验室长沙410081 中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

植被指数是地球陆表植被覆盖度和植被活力的指示因子,对环境监测、植被理化参量估算等应用研究有重要的意义。基于植被的反射光谱特征,通过遥感数据波段的组合,可以计算得到遥感植被指数。传统的植被指数如NDVI、EVI等仅利用有限波段信... 详细信息

植被指数是地球陆表植被覆盖度和植被活力的指示因子,对环境监测、植被理化参量估算等应用研究有重要的意义。基于植被的反射光谱特征,通过遥感数据波段的组合,可以计算得到遥感植被指数。传统的植被指数如NDVI、EVI等仅利用有限波段信息的线性或非线性组合构建而成,没有充分利用遥感传感器所提供的多波段遥感信息,通用归一化植被指数UNVI(Universal Normalized Vegetation Index)充分利用了遥感传感器提供的多波段植被光谱信息,因此在反演植被叶绿素、生物量等植被理化参量上较其他传统植被指数更具优势。为方便UNVI指数的计算,本文基于IDL语言开发了UNVI软件插件,可直接作为ENVI商业遥感软件进行调用,并可满足多个传感器的UNVI计算需求。为了验证UNVI的应用效果,以植被总初级生产力GPP(Gross Primary Productivity)估算为例,比较了不同植被指数估算GPP的效果,结果表明:基于UNVI估算的GPP与通量站点获得的GPP具有较高的相关性(相关系数R2为0.79),验证了UNVI在GPP估算方面的优势。本文提供的UNVI软件插件可为遥感研究和应用人员提供便捷的计算工具。

关键词： Landsat MODIS 植被指数 UNVI IDL语言 GPP

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含杂质二氧化碳实际气体干气密封性能研究

化工学报 2020年第5期71卷 2215-2229页

作者：陈维宋鹏云许恒杰孙雪剑昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500

基于EOS-CG模型和GERG-2008模型计算含杂质二氧化碳混合气体的密度,基于CO2-Pedersen模型计算混合气体的黏度。利用模型计算数据拟合获得含杂质二氧化碳混合气体密度、黏度与压力的关系式,用以描述混合气体的实际行为以及黏度随压力变... 详细信息

基于EOS-CG模型和GERG-2008模型计算含杂质二氧化碳混合气体的密度,基于CO2-Pedersen模型计算混合气体的黏度。利用模型计算数据拟合获得含杂质二氧化碳混合气体密度、黏度与压力的关系式,用以描述混合气体的实际行为以及黏度随压力变化的规律。采用有限差分法求解稳态雷诺方程,得到了纯二氧化碳和含杂质二氧化碳干气密封开启力、泄漏率以及气膜刚度,并分析了杂质对二氧化碳干气密封性能(开启力、泄漏率、气膜刚度)的影响。考虑的变量有端面平均线速度、气膜厚度、进口温度以及进口压力等。结果表明:当进口压力为15.26 MPa,进口温度为363.15 K,线速度为74.030 m/s,气膜厚度为3.05μm时,含杂质二氧化碳干气密封开启力和泄漏率都小于纯二氧化碳干气密封开启力和泄漏率,且杂质含量越多,差别越明显;杂质对二氧化碳干气密封开启力、泄漏率、气膜刚度的影响随端面平均线速度的增大而增大;对泄漏率、气膜刚度的影响随气膜厚度的增加而减小;对开启力、泄漏率、气膜刚度的影响随进口温度的增大而减小;对开启力的影响随进口压力的增大先减小,再增大,最后减小,对泄漏率的影响随进口压力的增大先增大后减小,对气膜刚度的影响随进口压力的增大先减小后增大。

关键词：杂质二氧化碳实际气体干气密封黏度数值分析

遥感数据融合研究进展与文献定量分析(1992—2018)

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遥感学报 2019年第4期23卷 603-619页

作者：张立福彭明媛孙雪剑岑奕童庆禧中国科学院遥感与数字地球研究所北京100101 中国科学院大学北京100049

近年来,遥感应用的快速发展推动了遥感载荷指标性能的不断提升。但由于遥感传感器的硬件技术瓶颈,遥感数据无法同时具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的指标特性。遥感数据融合是解决该问题的有效方法。为了深入了解目前遥... 详细信息

近年来,遥感应用的快速发展推动了遥感载荷指标性能的不断提升。但由于遥感传感器的硬件技术瓶颈,遥感数据无法同时具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的指标特性。遥感数据融合是解决该问题的有效方法。为了深入了解目前遥感数据融合技术的研究进展情况,本文对国内外1992年-2018年间在该领域有一定影响力的相关成果进行了调研、分析与归纳总结。首先对遥感数据融合相关论文的年发文量、发文国家与机构、发表刊物以及关键词等进行了统计,梳理其发展历史及趋势;系统性的总结了各类数据融合算法,将其分为面向空间维提升的融合算法、面向光谱维提升的融合算法以及面向时间维提升的融合算法3类,并对各类算法的优势与适用性进行了分析;归纳总结了遥感数据融合的质量评价指标,包括有参考影像的融合评价指标以及无参考影像的融合评价指标;最后对遥感数据融合进展进行了总结与展望。

关键词：遥感数据数据融合图像融合融合评价文献分析

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考虑微观表面分层特征密封环接触特性分析

化工学报 2024年

作者：刘孟扬孙雪剑毛文元邓晰文雷基林昆明理工大学化学工程学院昆明理工大学云南省内燃机重点实验室

软硬配对的密封环广泛应用于旋转式动密封领域，然而动静环间的接触摩擦是引起密封失效的主要原因。分析密封环的接触特性对研究密封摩擦损伤现象乃至预测密封稳定运行具有重要意义。传统研究大多基于密封环微观表面微凸体满足高斯分布... 详细信息

软硬配对的密封环广泛应用于旋转式动密封领域，然而动静环间的接触摩擦是引起密封失效的主要原因。分析密封环的接触特性对研究密封摩擦损伤现象乃至预测密封稳定运行具有重要意义。传统研究大多基于密封环微观表面微凸体满足高斯分布的单层特征假设，忽略其存在的分层特征。本文以干气密封为工程背景，通过测量密封环表面形貌二维数据，利用间断分离法获取分层参数，结合双高斯表面仿真理论对密封环三维重构，使用确定性接触模型对密封环接触特性研究，并结合表面仿真分析相关长度、下高斯粗糙度、上高斯占比等对密封接触特性的影响。研究结果表明：经过抛光处理的成品碳石墨密封环分层特征明显。相关长度的增加会减少粗糙峰数量并增加粗糙峰平均曲率半径。上高斯占比的增加导致粗糙峰平均曲率半径略有增加。增加下高斯粗糙度会降低粗糙峰平均曲率半径，增加粗糙峰数量，显著降低接触性能。下高斯粗糙度对表面形貌、接触特性影响最大，而相关长度、上高斯占比对接触特性影响较小。

关键词：动密封表面形貌分层特征微尺度接触

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基于权重光谱解混方法的高光谱矿物填图

遥感学报 2013年第3期17卷 609-625页

作者：刘凯张立福覃环虎孙雪剑中国科学院遥感与数字地球研究所遥感国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

提出了一种基于Fisher权重分析的迭代光谱解混方法(WLSMA),该方法首先对高光谱图像进行区域分割,在分割后的各子块中自动提取端元;再次对提取的端元进行聚类,从光谱的整体特征上将不同类别的端元区分开,针对聚类结果中的每一类别各选取... 详细信息

提出了一种基于Fisher权重分析的迭代光谱解混方法(WLSMA),该方法首先对高光谱图像进行区域分割,在分割后的各子块中自动提取端元;再次对提取的端元进行聚类,从光谱的整体特征上将不同类别的端元区分开,针对聚类结果中的每一类别各选取几个具有代表性的端元光谱,并对最优光谱进行窗口卷积处理,结合In_CoB指标构建端元光谱样本库;最后对图像进行迭代光谱解混处理,在丰度反演过程中引入基于Fisher准则的补偿权值矩阵以提高反演精度。AVIRIS高光谱数据实验证明,WLSMA不需要大量先验信息,利用Fisher准则和迭代光谱分析理论增强了相似性矿物的可分性,为加强对矿区地表岩性的认识和模拟提供了更大的灵活性和可能性,对高光谱矿物填图有一定的借鉴意义。

关键词：高光谱遥感权重光谱解混 Fisher准则迭代光谱混合分析矿物填图

基于可见近红外光谱的牙周炎患者牙龈组织血氧含量分析

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光谱学与光谱分析 2023年第8期43卷 2563-2567页

作者：郭园黄义翔黄长平孙雪剑栾庆先张立福北京大学口腔医学院·口腔医院牙周科国家口腔疾病临床医学研究中心口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室口腔数字医学北京市重点实验室北京100081 北京大学口腔医院第二门诊部北京100101 中国科学院空天信息创新研究院北京100101 中国科学院大学北京100049 天津中科谱光信息技术有限公司天津300392

牙周炎是牙齿周围软硬组织的一种感染性、破坏性疾病,主要临床表现为牙周袋的形成,临床附着丧失以及牙槽骨吸收。可见近红外光谱技术具有无创、快速检测等优势,在医学领域得到了较为广泛的应用。利用可见近红外光谱技术检测重度牙周炎... 详细信息

牙周炎是牙齿周围软硬组织的一种感染性、破坏性疾病,主要临床表现为牙周袋的形成,临床附着丧失以及牙槽骨吸收。可见近红外光谱技术具有无创、快速检测等优势,在医学领域得到了较为广泛的应用。利用可见近红外光谱技术检测重度牙周炎牙龈组织内含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白含量。本研究纳入5名健康对照者和5名重度牙周炎患者,采集健康者20个位点和重度牙周炎20个位点龈缘、龈缘下4 mm及龈缘下7 mm的牙龈组织光谱(400~1700 nm),研究发现含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白分别在544和576 nm处表现出明显光谱吸收特征。对原始光谱数据进行包络线去除分析,并计算含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对吸收深度。结果表明重度牙周炎牙周袋内的含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白含量均显著高于健康组(p<0.05),而重度牙周炎深牙周袋内不同深度位置其含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白含量无统计学差异。研究结果可反映重度牙周炎与健康牙龈组织中血氧含量差异,为可见近红外光谱技术应用于牙周炎患者牙龈组织中含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白含量的无创检测提供科学依据。

关键词：可见近红外光谱无创检测牙周炎含氧血红蛋白脱氧血红蛋白

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多维遥感数据时空谱一体化存储结构设计

遥感学报 2017年第1期21卷 62-73页

作者：张立福陈浩孙雪剑付东杰童庆禧中国科学院遥感与数字地球研究所北京100101 中国科学院大学北京100049

卫星遥感技术为我们研究全球变化提供了时间、空间、光谱多维度的海量遥感大数据,目前还没有一种针对遥感数据的多维度的特性设计的一体化存储结构。本文提出了一种多维遥感数据的组织方式,设计了SPAtial-Temporal-Spectral(SPATS)时空... 详细信息

卫星遥感技术为我们研究全球变化提供了时间、空间、光谱多维度的海量遥感大数据,目前还没有一种针对遥感数据的多维度的特性设计的一体化存储结构。本文提出了一种多维遥感数据的组织方式,设计了SPAtial-Temporal-Spectral(SPATS)时空谱多维遥感数据一体化存储结构,定义了5种多维数据存储格式:Temporal Sequential in Band(TSB)、Temporal Sequential in Pixel(TSP)、Temporal Interleaved by Band(TIB)、Temporal Interleaved by Pixel(TIP)和Temporal Interleaved by Spectrum(TIS),设计了Multi-dimensional Data Analysis(MDA)多维数据分析模块,实现了长时间序列遥感影像的时空谱多维一体化存储,并能够进行不同维度的数据分析与显示,构建了基于不同光谱指数的时间谱影像立方体,为时空谱多维遥感数据的综合与表征提供数据组织解决方案。

关键词：遥感技术一体化存储多维数据结构 SPATS MDA