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新型超声速雾化荷电喷嘴特性试验

安全与环境学报 2024年

作者：张天穆新升葛少成陶爽陈星宇沈祉伏辽宁工程技术大学安全科学与工程学院矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室太原理工大学安全与应急管理工程学院

为解决因水雾荷电喷嘴雾化效果的限制，而无法对煤炭开采中的呼吸性粉尘进行有效控制的问题，研发了新型超声速雾化荷电喷嘴。采用试验的方法研究了不同工况下装置的雾化、荷电、降尘及分散度特性。结果表明：荷电过程增强了15 μm以下... 详细信息

为解决因水雾荷电喷嘴雾化效果的限制，而无法对煤炭开采中的呼吸性粉尘进行有效控制的问题，研发了新型超声速雾化荷电喷嘴。采用试验的方法研究了不同工况下装置的雾化、荷电、降尘及分散度特性。结果表明：荷电过程增强了15 μm以下雾滴的表面张力，使荷电电压较气动压力对雾滴粒径减小的贡献低；当雾滴比表面积相近时，荷质比随荷电电压呈线性增长，最大可达766.8 μC/kg，比表面积增加显著提高荷电效果；某一特定电场对雾滴群或单个雾滴的荷电效果存在与其总比表面积相关的极限。荷电电压的增加使降尘效率增大，但对于5 μm以下的粉尘与带电雾滴结合后受同种电性排斥作用影响，在封闭空间内不易沉降，对应不同的最佳捕集电压。气动压力的增大使降尘效率升高，与未荷电时相比，新型荷电喷嘴的降尘效率提高3～5百分点，可达95%；在不同气动压力下荷电时对PM0～2.5的降尘效果显著，并在0.3 MPa时达到最佳，下降19百分点。该技术对PM0～5的高效降除使降尘效率在原有较高水平的基础上提高了4百分点，其中对PM>2.5～5的降除效果在0.4 MPa时达到最佳，下降比例超过8百分点。新型荷电喷嘴的降尘效率在雾滴浓度与单位质量雾滴荷质比的共同作用下随水流量的增大呈先增大后减小的趋势，与荷电电压和气动压力相比，水流量变化对PM0～5的降除效果影响显著，并在12 L/h时达到最优。该研究丰富了水雾荷电技术，为煤矿井下呼吸性粉尘防治提供了技术支持。

关键词：安全卫生工程技术感应式超声速荷质比呼吸性粉尘高速微细带电雾滴

超音速动力喷雾装置结构优化及尘噪协同控制效果研究

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煤炭学报 2024年

作者：张天陶爽葛少成李胜王长友穆新升郭雨浩辽宁工程技术大学安全科学与工程学院矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室太原理工大学安全与应急管理工程学院辽宁地质工程职业学院辽宁工程技术大学矿业学院中煤西安设计工程有限责任公司

超音速同轴气动喷雾降尘技术在呼吸性粉尘方面治理良好，其具有喷雾浓度高、雾滴粒径小、运动速度快等优势，但会带来严重的噪声污染，尤其是高频噪声。为解决该问题，课题组对该技术装置进行了结构优化。通过COMSOL Multiphysics软件... 详细信息

超音速同轴气动喷雾降尘技术在呼吸性粉尘方面治理良好，其具有喷雾浓度高、雾滴粒径小、运动速度快等优势，但会带来严重的噪声污染，尤其是高频噪声。为解决该问题，课题组对该技术装置进行了结构优化。通过COMSOL Multiphysics软件研究了该装置优化前后拉瓦尔喷管内流场速度分布及声场分布，验证了其可行性。并结合实验，利用YSD130噪声分析仪、激光粒度分析仪、粉尘采样器开展测量，研究了不同气动压力、水流量下的喷雾噪声特性和变化规律及两喷嘴的雾滴粒径、降尘效率。研究表明：在拉瓦尔喷管内，两喷嘴声压级沿中心轴向外皆逐渐降低。优化后喷管内超音速层的厚度减小，使其所对应的声压级降低。当水流量为10 L/h时，随气动压力增大，两喷嘴声源处高频段声压级均呈增长趋势，传播方向处优化前呈先增大后减小趋势转变为上升趋势。优化后声源处声压级降低了约16.7%，峰值声压级降低了8.5%～9.3%，传播方向处声压级降低了约18%。气动压力为0.4 MPa时，随水流量增大，声源处优化前声压级由一直增大转变为低频段声压级呈先上升后下降趋势，中高频段呈上升趋势，传播方向处优化前呈先增大后减小趋势转变为下降趋势。优化后喷嘴声源处声压级降低了约9.8%，峰值声压级降低了19.2%～20.9%，传播方向处声压级降低了约12.7%。压力为0.4 MPa，水流量为12 L/h时，两喷嘴雾滴数量在50%的雾滴粒径皆在11 μm左右，空间分布均匀。降尘效果随着测试时间的增加呈线性增长，降尘效率皆达到84%以上。研究在保证喷雾降尘效果的同时，通过结构优化降低了雾化过程的致噪声压级，为超音速动力降尘喷雾的安全应用及粉尘、噪声的协同控制提供了理论与技术支持。

关键词：超音速同轴雾化结构优化噪声测量降尘效率喷雾效果

柠檬酸发酵过程种子罐培养液质量参数的近红外预测模型

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光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2819-2826页

作者：穆良银赵忠盖金赛孙福新刘飞江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 江苏国信协联能源有限公司江苏无锡214122

在柠檬酸发酵过程中,种子罐中菌种培养的好坏将直接关系到发酵的水平,因此快速准确检测种子罐中培养液质量参数非常重要。柠檬酸发酵过程中种子罐培养液质量参数目前大多采用人工测量,无法满足实时监控和精确控制的需求。基于近红外光谱... 详细信息

在柠檬酸发酵过程中,种子罐中菌种培养的好坏将直接关系到发酵的水平,因此快速准确检测种子罐中培养液质量参数非常重要。柠檬酸发酵过程中种子罐培养液质量参数目前大多采用人工测量,无法满足实时监控和精确控制的需求。基于近红外光谱,针对种子罐培养液中总酸(TA)和还原糖(RS)的测量,构建了化学计量模型。首先,对原始光谱进行分析,为消除随机噪声以及减少批次差异性对于样本光谱的影响,依次采用平滑处理(SG)和去趋势处理(DT)的SG-DT方法进行光谱预处理。然后,利用间隔偏最小二乘(iPLS)方法对光谱进行特征波长选择,讨论了不同划分区间数对选择结果的影响,并确定了目标质量参数为总酸(TA)时的最佳划分区间数为21,特征波长个数为495,目标质量参数为还原糖(RS)时的最佳划分区间数为20,特征波长个数为361。分析光谱变量和质量参数变量之间的相关程度,引入BP网络建立总酸(TA)的校正模型,分别用PLSR和BP网络建立还原糖(RS)的校正模型,比较模型预测效果以确定最优模型。得到基于BP网络的总酸(TA)的最优预测模型的R_(p)^(2)为0.8085,RMSEP为0.1234;基于BP网络的还原糖(RS)的模型预测效果优于PLSR模型,最优模型的R_(p)^(2)为0.9647,RMSEP为0.1739。在复杂的柠檬酸发酵系统中实现了发酵过程中菌种培养过程多质量参数在线预测,为发酵过程的实时智能控制提供了依据。

关键词：柠檬酸发酵种子罐培养液质量参数近红外光谱预测模型

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暴雨内涝下城市路网抗涝韧性评估

交通运输系统工程与信息 2024年第5期24卷 226-236页

作者：金溪穆延武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

极端降雨给城市路网的正常运行带来了极大挑战,为了评估在应对极端降雨时路网的抗涝韧性,本文采用场景模拟方法分析暴雨内涝灾害对路网的影响;以道路水深是否超过水深阈值为标准,判断道路的连通性,构建以节点强度和不同水深下道路速度... 详细信息

极端降雨给城市路网的正常运行带来了极大挑战,为了评估在应对极端降雨时路网的抗涝韧性,本文采用场景模拟方法分析暴雨内涝灾害对路网的影响;以道路水深是否超过水深阈值为标准,判断道路的连通性,构建以节点强度和不同水深下道路速度的衰减函数为计算指标的综合评价框架;基于降雨—积水过程下道路系统的性能变化曲线和4R特征理论,分析4种暴雨重现期下路网的抗涝韧性;提出通过改造易涝交通枢纽提高路网抗涝韧性的提升策略。结果表明:降雨对路网服务性能的影响要大于对路网结构性能的影响,路网的抗涝韧性随着降雨重现期的增大而减小,道路的淹没程度与道路等级和降雨强度两个方面有关;易涝交通枢纽对路网抗涝韧性有较大影响,降雨重现期越小,影响越大。在实施提升策略后,可以显著提升路网的鲁棒性和快速性,增强路网的抗涝韧性。

关键词：城市交通抗涝韧性洪涝模拟道路网络城市内涝

带挑檐的钢筋桁架复合保温剪力墙抗震性能试验研究

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建筑结构 2024年第5期54卷 111-116页

作者：戎贤穆尧鹏李鹏张健新河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北省土木工程技术研究中心天津300401 安能绿色建筑科技有限公司石家庄050599

提出了一种带挑檐的钢筋桁架复合保温剪力墙,设计了两个足尺的剪力墙试验构件,通过对其进行拟静力抗震试验,分析了这种墙体的的破坏特征、滞回性能、承载力、延性、强度和刚度退化以及墙体的耗能能力。结果表明:钢筋桁架复合保温剪力墙... 详细信息

提出了一种带挑檐的钢筋桁架复合保温剪力墙,设计了两个足尺的剪力墙试验构件,通过对其进行拟静力抗震试验,分析了这种墙体的的破坏特征、滞回性能、承载力、延性、强度和刚度退化以及墙体的耗能能力。结果表明:钢筋桁架复合保温剪力墙裂缝分布基本相同,均呈现弯曲破坏特征,设置挑檐的试件裂缝延伸至保温板外保护层,结构层与保温层有很好的整体工作性能;未设置挑檐的试件保温板外保护层无裂缝产生,整体工作性能较差。设置挑檐的钢筋桁架复合保温剪力墙峰值荷载、位移延性、累计耗能提高,具有良好的承载性能和延性性能,滞回曲线更加饱满,刚度退化得到减缓,说明设置挑檐提高了钢筋桁架复合保温剪力墙的整体抗震性能。

关键词：复合保温剪力墙钢筋桁架挑檐抗震性能

车载GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合导航方法

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测绘学报 2024年第3期53卷 425-434页

作者：穆梦雪赵龙北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学数字导航中心北京100191 北京航空航天大学飞行器控制科学与技术实验室北京100191

为提升复杂环境下低成本车载导航系统的容错性能,本文研究了基于次优增益融合(SGF)算法的GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法。该方法首先根据阿克曼转向几何建立了四轮里程计测速补偿模型,提升了惯性测量单元(IMU)安装中心处的前向和... 详细信息

为提升复杂环境下低成本车载导航系统的容错性能,本文研究了基于次优增益融合(SGF)算法的GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法。该方法首先根据阿克曼转向几何建立了四轮里程计测速补偿模型,提升了惯性测量单元(IMU)安装中心处的前向和侧向测速精度;然后设计了基于卡方检验统计量的故障检测与分类准则,充分利用了可获取的观测信息;最后构建了随机模型和信息分配因子(ISF)弹性优化模型,分别从传感器层和决策层减少了异常观测的影响,实现了车载多源信息的弹性融合。通过实际跑车数据对GNSS/SINS/里程计分布式弹性融合方法进行测试验证。试验结果表明,本文方法能有效减少子系统故障对全局状态估计的影响,提升复杂环境下系统的容错性能。此外,与经典的联邦卡尔曼滤波(FKF)算法相比,SGF算法全局融合精度损失有限,计算效率却显著提升,有利于多源信息弹性融合的实际工程应用。

关键词：多源信息弹性融合 GNSS/SINS/里程计融合里程计测速补偿模型次优增益融合分布式滤波