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蓄冰盘管蓄冰融冰过程模拟与实验研究

蓄冰盘管蓄冰融冰过程模拟与实验研究

作者：张元明浙江理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济的发展电力消耗飞速增长,电网高峰时段供电不足,峰谷供电不平衡现象严重,特别是夏季空调系统的使用不仅消耗大量电力,而且其负荷高峰期与城市电网用电高峰时段相符,加剧了电网高峰时段供电不足的矛盾。外融冰空调系统具... 详细信息

近年来,随着经济的发展电力消耗飞速增长,电网高峰时段供电不足,峰谷供电不平衡现象严重,特别是夏季空调系统的使用不仅消耗大量电力,而且其负荷高峰期与城市电网用电高峰时段相符,加剧了电网高峰时段供电不足的矛盾。外融冰空调系统具有“移峰填谷”的负荷调节能力能妥善解决这一问题。外融冰系统因其融冰速度快、出水温度低、取冷过程稳定等优点被广泛应用于各种实际工程中,本文采用数值模拟和实验测试相结合的方法研究盘管式外融冰蓄冰槽的蓄冰和外融冰过程。首先利用外融冰实验系统进行蓄冰与外融冰过程实验测试,研究了两种实验过程中蓄冰槽内水平和垂直流场的温度分布和管外冰量的变化。结果显示,槽内垂直流场中存在温度分层现象且因受到自然对流影响,水会产生温度翻转现象,蓄冰时,槽内蓄冰量的增速随冰层的增厚逐渐减小,外融冰时,在融冰初期融冰量保持着较高的增速,直到融冰末期才有所放缓。为了探究盘管材质对蓄冰性能的影响,以及蓄冰和外融冰过程中管外冰层的分布变化特点,本文建立了水平单管和多根蛇形盘管的简化模型,采用CFD软件进行三维瞬态模拟计算。不同材质单管的蓄冰模拟结果表明,导热系数在一定范围内小幅度的增加,盘管蓄冰效果就可得到显著改善,相比而言,导热系数过大对盘管蓄冰的促进作用并不明显。另外,多根蛇形盘管的蓄冰与外融冰模拟结果表明,蓄冰时,相邻盘管间及盘管弯头处的冰层增长速度较快;外融冰时,管外的剩余冰层呈不规则圆环状分布,靠近取冷水进口区域附近的冰层率先被完全融化裸露出光管。针对盘管蓄冰、外融冰时的冰层分布情况,本文提出了切换载冷剂、取冷水流向的优化措施并进行模拟对比研究,模拟结果表明,2m长的水平直管变换载冷剂流向后蓄冰效率提升了3.8%,变换取冷水流向后融冰效率提升了5.9%,该措施对外融冰性能的提升效果更好。外融冰蓄冰槽内的布水器可保证融冰时槽内水流分布的均匀性,对融冰效率有重要影响。为研究侧立式布水器正向出流、反向出流两种形式的布水均匀性,本文将布水器出流结构模型简化后进行模拟计算,并引入速度偏差系数作为均匀性评价指标,结果显示两者的速度偏差系数相差32.28%,说明反向出流布水器的布水均匀性更好。

关键词：冰蓄冷数值模拟蓄冰融冰效率盘管管材布水均匀性

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涂鸦艺术在基层公共文化空间的应用研究

艺术评论 2017年第5期 157-160页

作者：张元明吉林大学珠海学院

与城市公共文化空间的标志性、象征性作用不同，以实用性为主的基层公共文化空间是人民群众参与度最高、最能体现人民群众精神文化需求的场所。然而现实状况却是基层公共文化活动空间文化艺术氛围的缺失，没有文化艺术吸引力。

关键词：文化空间涂鸦艺术应用精神文化需求人民群众群众参与度艺术氛围空间文化

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮影响下的土壤酶分布特征

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中国沙漠 2010年第5期30卷 1128-1136页

作者：吴楠张元明中国科学院新疆生态与地理研究所/中国科学院干旱区生态地理与生物资源重点实验室新疆乌鲁木齐830011

对古尔班通古特沙漠典型沙垄生物土壤结皮分布区的土壤酶分布特征进行了定量研究。结果表明:①土壤酶的分布在典型沙垄的不同地貌部位具有空间异质性,表现为垄间低地>沙垄坡部>垄顶,垄顶与垄间低地的过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、碱... 详细信息

对古尔班通古特沙漠典型沙垄生物土壤结皮分布区的土壤酶分布特征进行了定量研究。结果表明:①土壤酶的分布在典型沙垄的不同地貌部位具有空间异质性,表现为垄间低地>沙垄坡部>垄顶,垄顶与垄间低地的过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性存在极显著差异(P<0.01);②垂直分布上,土壤酶的积累以表层0～2cm为主,随土壤深度增加显著递减,以垄间低地表现的尤为明显;③地貌部位与土层深度的交互效应对中性磷酸酶、碱性磷酸酶、转化酶均有极显著影响(P<0.01);④相关性分析表明,有机质、全N是影响土壤酶活性的重要因素;各种酶促反应既是专性的,又是相互联系的;⑤主成分分析表明,过氧化氢酶和脲酶能够较好地反映土壤综合状况,与大多数土壤因子均呈极显著相关(P<0.01)。尤其是脲酶,能够作为反映典型沙垄生物土壤结皮区土壤肥力的主要指标。

关键词：土壤酶分布特征主成分分析土壤肥力生物土壤结皮古尔班通古特沙漠

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黄/苎麻草坪培植基的工艺探讨

纺织学报 2003年第2期24卷 144-145页

作者：杜兆芳张元明安徽农业大学蚕业丝绸系合肥230036 东华大学纺织学院

分析黄麻、苎麻的有关性能,通过对以黄/苎麻为原料生产草坪培植基的工艺探讨与摸索,解决了在针剌非织造布设备上生产草坪培植基的难点,得出合理的工艺路线。

关键词：黄麻苎麻草坪培植基生产工艺针刺非织造布设备

荒漠藓类结皮边缘效应下土壤肥力的灰色关联度分析

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中国沙漠 2019年第3期39卷 17-24页

作者：李茜倩张元明中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生物地理与生物资源重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

干旱半干旱地区土壤资源呈现高度异质性,植被分布斑块化成为该生态系统的普遍现象。藓类结皮是荒漠地表生物土壤结皮的主要类型,自然状态下藓类结皮通常呈现出典型的斑块状分布特征。应用灰色系统理论,以新疆北部古尔班通古特沙漠藓类... 详细信息

干旱半干旱地区土壤资源呈现高度异质性,植被分布斑块化成为该生态系统的普遍现象。藓类结皮是荒漠地表生物土壤结皮的主要类型,自然状态下藓类结皮通常呈现出典型的斑块状分布特征。应用灰色系统理论,以新疆北部古尔班通古特沙漠藓类结皮层土壤为研究对象,将藓类结皮斑块从中心至边缘划分3个圈层,通过对土壤的理化性质、酶活性、微生物生物量及微生物群落碳源利用等16项指标进行分析,利用灰色关联度分析法定量分析了藓类结皮斑块3个圈层的土壤肥力,并进行综合排序。结果表明:(1)藓类结皮斑块边缘圈层的土壤有机质、全氮、全钾、脲酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳氮、平均吸光值(AWCD)均显著低于内部两个圈层,全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量及pH值、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶活性均不受边缘效应的影响,在3个圈层无显著差异。同时,土壤各项指标在斑块内部两个圈层均无显著差异。(2)藓类结皮斑块3个圈层土壤肥力的关联度值依次为中心圈层(0.65)>中间圈层(0.59)>边缘圈层(0.47),藓类结皮斑块结皮层的土壤肥力从中心至边缘逐渐降低。藓类结皮斑块状分布显著影响土壤肥力,导致土壤肥力空间异质性程度增大,从而可能影响荒漠植物群落,尤其是草本植物群落的空间分布格局。

关键词：藓类结皮斑块边缘效应土壤肥力灰色关联度分析

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塔里木河中游植物群落与环境因子的关系

地理学报 2003年第1期58卷 104-118页

作者：张元明陈亚宁张道远中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011

应用数量分类和排序方法,对新疆塔里木河中游地区植被进行了多元统计分析。结果表明,该地区共有植物23种,隶属于11科21属。其中,多数植物种类在样方中的出现频次较低,说明该地区植物物种丰富度较低。TWINSPAN结果表明,该地区3个断面19... 详细信息

应用数量分类和排序方法,对新疆塔里木河中游地区植被进行了多元统计分析。结果表明,该地区共有植物23种,隶属于11科21属。其中,多数植物种类在样方中的出现频次较低,说明该地区植物物种丰富度较低。TWINSPAN结果表明,该地区3个断面19个样地可分为3个主要类型,与实际调查结果一致。CCA排序结果同TWINSPAN分类结果基本一致,反映出植物群落分布格局的一般规律及其随环境因子梯度变化的趋势。分析了不同环境因子间的关系,并从定量的角度,以CCA排序图直观地揭示了决定塔里木河中游地区植物群落分布的环境因子主要是地下水位和土壤含水量,其回归模型分别为:X1=-9.5991L+100.86(R2=0.6459);X2=1.65W+43.011(R2=0.7646)。

关键词：塔里木河双向指示分类植物群落环境因子回归模型

基于LabVIEW的发动机ECU自动测试系统

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基于LabVIEW的发动机ECU自动测试系统

作者：张元明吉林大学

学位级别：硕士

随着我国汽车市场日新月异的发展，中国汽车行业越来越看重自主研发的能力。而所说的自主研发其技术的核心还是在汽车发动机及发动机的电子控制系统(ECU)，但是随着人们对汽车的舒适度和自动化程度要求的不断提高，发动机电控单元功能... 详细信息

随着我国汽车市场日新月异的发展，中国汽车行业越来越看重自主研发的能力。而所说的自主研发其技术的核心还是在汽车发动机及发动机的电子控制系统(ECU)，但是随着人们对汽车的舒适度和自动化程度要求的不断提高，发动机电控单元功能的也变得十分复杂，对电控单元各种功能的诊断工作随之变得越来越困难。传统的发动机ECU开发在对其功能模块诊断上基本是通过开发工程师手动调试各种信号，对ECU的各功能引脚逐一测试，使得开发验证的工作量很大，开发周期也很长，基于此现状，一种能够自动配置信号，自动完成ECU功能验证的自动系统的开发就具有很重要实际意义。发动机电控单元功能的诊断测试是发动机电控单元开发阶段的重要工作内容，是初步保证电控单元可靠性的基础，从这个层面上看，发动机电控单元功能测试的可靠性和测试过程的效率直接影响着发动机电控单元的开发周期和其基本性能。本文根据具体的工程开发测试需要，设计了一套完整的发动机电控单元自动测试系统，本文从自动测试系统的整体构架，信号测试走向上给予了详细说明，并且在上位机程序设计上做了细致的介绍。对发动机ECU的测试要求测试系统本身具备一定的灵活性，以备在ECU做了一定更改之后无法完成测，基于此特点的要求，本文选择了虚拟仪器的开发模式，这种仪器的特点和优势将在文章中指出。本文的主要阐述了一套基于LabVIEW开发平台的自动测试系统。主要工作概括为以下几个部分：首先是硬件部分，首先根据发动机ECU的测试信号的自身特点，将其分为7个大类，它们分别是：模拟量信号(A/D)、开关量信号(SW)、SIN、PWM、底端驱动信号(LS)、喷油执行器信号和点火线圈信号。根据对测试信号的分类，对测试信号的测试方法分别做了设计，并在文章中给出了外部测试回路线路图。其次是软件部分，自动测试要求LabVIEW实现自动控制外部仪器设备并实现测试线路自动切换，测试数据现场解析并实时显示，测量结果做现场存储。基于此要求，本文的主要工作可以分为以下几个部分：(1)通过LabVIEW自带的VISA模块发送SCPI程序控制命令，控制34980A开关矩阵和其他一些Agilent信号发生设备，通过对开关矩阵的切换实现对发动机ECU各测试引脚的自动测试。(2)测试数据的实时显示，本论文所设计的测试系统，测试数据的来源主要有三个部分，第一类是CAN报文。第二类是由Agilent34980A内部数字万用表返回的电压数据。第三类是由示波器返回的喷油执行器和点火线圈工作的波形数据，对各种途径获得的数据进行处理后实时显示。(3)实验数据解析处理后，在显示的同时要做自动存储，测试系统将测试数据存储到Excel中，以方便用户回放数据，进行下一步分析。该测试系统的可行性已经通过与整车厂的多款发动机ECU的联合调试得到证实，测试系统的测试功能完善、测试数据准确、测试时间少，完全能够满足在发动机ECU开发阶段的测试工作，具有实际的使用价值。

关键词： ECU LabVIEW CAN SCPI 自动测试系统

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干旱半干旱区氮沉降生态效应研究进展

生态学报 2009年第7期29卷 3835-3845页

作者：周晓兵张元明中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 中国科学院研究生院北京100049

随着人类活动干扰的加剧以及全球气候变化,大气氮沉降的生态效应日益成为人们关注的焦点。氮沉降的增加能够带来生态系统结构和功能的改变,引起一系列生态效应。氮沉降对干旱半干旱地区生态系统的影响主要包括以下方面:(1)在干旱半干旱... 详细信息

随着人类活动干扰的加剧以及全球气候变化,大气氮沉降的生态效应日益成为人们关注的焦点。氮沉降的增加能够带来生态系统结构和功能的改变,引起一系列生态效应。氮沉降对干旱半干旱地区生态系统的影响主要包括以下方面:(1)在干旱半干旱地区,氮沉降主要以脉冲形式进入氮循环进而影响其它生态过程;(2)氮沉降能够增加土壤氮矿化和土壤无机氮浓度,但氮循环还会受许多其它因素的影响;(3)氮沉降对土壤微生物代谢活动有很强的促进作用,但对其生物量的影响存在争议;(4)氮沉降能够影响植物生产力、根的生长,其效应主要受到水的调节作用;(5)氮沉降能够降低本地种的物种丰富度,有利于外来1年生物种的入侵。

关键词：干旱地区氮沉降氮循环微生物生产力

水分胁迫下荒漠地区2种草本植物生物量分配策略

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干旱区研究 2012年第3期29卷 432-439页

作者：程军回张元明中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 中国科学院研究生院北京100039

水分胁迫是荒漠地区生态系统结构和功能变化的主要驱动力。分析水分胁迫下,不同生长阶段荒漠植物生物量在地上-地下的分配比例,对精确估算地下有机碳存储量有重要的理论意义。通过盆栽控制实验,设置对照、中度和重度胁迫的水分梯度,选... 详细信息

水分胁迫是荒漠地区生态系统结构和功能变化的主要驱动力。分析水分胁迫下,不同生长阶段荒漠植物生物量在地上-地下的分配比例,对精确估算地下有机碳存储量有重要的理论意义。通过盆栽控制实验,设置对照、中度和重度胁迫的水分梯度,选取荒漠地区2种草本植物涩荠(Malcolmia africana)和角果藜(Ceratocarpus are-narius),分析其生物量在地上-地下的分配比例变化。结果表明:无论水分胁迫存在与否,总生物量累积均符合Sigmoidal生长模型;水分胁迫对植株早期发育阶段总生物量的累积无明显影响,但显著减少了发育后期总生物量的累积;植株每生长10 d,涩荠和角果藜叶片占总生物量的比例分别减少8.9%～10.6%和3.1%～3.4%。几乎等同于茎所增加的比例。水分胁迫使得地下生物量显著增加,但总生物量的累积仍以地上部分为主;根冠比在整个生长过程中呈4个渐变的阶段。

关键词：水分胁迫根冠比荒漠地区涩荠(Malcolmia africana) 角果藜(Ceratocarpus arenarius)