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Experimental Study on Wire Melting Control Ability of Twin-Body Plasma Arc

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2024年第2期37卷 184-194页

作者： ruiying zhang Fan Jiang Long Xue School of Mechanical Engineering Beijing Institute of Petrochemical TechnologyBeijing 102617China Beijing Academy of Safety Engineering and Technology Beijing 102617China College of Mechanical and Energy Engineering Beijing University of TechnologyBeijing 100124China

The twin-body plasma arc has the decoupling control ability of heat transfer and mass transfer,which is beneficial to shape and property control in wire arc additive *** this paper,with the wire feeding speed as a characteristic quantity,the wire melting control ability of twin-body plasma arc was studied by adjusting the current separation ratio(under the condition of a constant total current),the wire current/main current and the position of the wire in the arc axial *** results showed that under the premise that the total current remains unchanged(100 A),as the current separation ratio increased,the middle and minimum melting amounts increased approximately synchronously under the effect of anode effect power,the first melting mass range remained constant;the maximum melting amount increased twice as fast as the middle melting amount under the effect of the wire feeding speed,and the second melting mass range was *** the wire current increased,the anode effect power and the plasma arc power were both factors causing the increase in the wire melting amount;however,when the main current increased,the plasma arc power was the only factor causing the increase in the wire melting *** average wire melting increment caused by the anode effect power was approximately 2.7 times that caused by the plasma arc *** minimum melting amount was not affected by the wire-torch distance under any current separation ratio *** the current separation ratio increased and reached a threshold,the middle melting amount remained constant with increasing wire-torch *** the current separation ratio continued to increase and reached the next threshold,the maximum melting amount remained constant with the increasing wire-torch *** effect of the wire-torch distance on the wire melting amount reduced with the increase in the current separation *** this study,the decoupling mechanism and ability of this innovative

关键词： Twin-body plasma arc Melting control ability Melting amount Current separation ratio

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Using Longitudinal Fins to Improve the Melting Performance of Stearic Acid in Thermal Energy Storage Devices

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Journal of Thermal Science 2024年第5期33卷 1672-1687页

作者： YAN Suying LIU Yiran AO Ci ZHAO Xiaoyan zhang Na zhang ruiying AHMADI Mohammad Hossein School of Energy and Power Engineering Inner Mongolia University of TechnologyHohhot 010051China Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100190China School of Materials Science and Engineering Inner Mongolia University of TechnologyHohhot 010051China Faculty of Mechanical Engineering Shahrood University of TechnologyShahroodIran

The heat transfer efficiency of a thermal energy storage unit(TESU)can be improved by the addition of novel longitudinal fins.A series of TESUs are analyzed using the finite volume method(FVM)to determine the effect of fin angle on the heat transfer *** the fin angle increases,the TES rate first increases,then decreases,reaching a maximum rate at 60°,where the melting time is less by 30.9%,28.58%,21.99%,9.02%,and 18.1%than at 0°,15°,30°,45°,and 80°,*** addition,it is found that the melting time of the phase change material is significantly greater at the bottom of the *** time percentage of this stage decreases as the fin angle increases through these percentages by 7%,14%,23%,33%,and 20%,***,the response surface methodology(RSM)is applied to optimize the longitudinal fin by minimizing the total melting *** analysis concludes that a fin angle of 58.68°reduces the complete melting time of the stearic acid by 44%below the time at 0°.These findings fill a gap in knowledge of the effect on melting performance of the design angle of longitudinal fins and provide a reference for the design of horizontally placed longitudinal finned thermal energy storage units.

关键词： thermal energy storage melting rate enhancement longitudinal fins fin angle phase change materials

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The influence of Lactobacillus plantarum fermentation in selenium-enriched Brassica napus L.:changes in the nutritional constituents,bioactivities and bioaccessibility

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Oil Crop Science 2024年第2期9卷 81-90页

作者： Wen Wang Zhixiong He ruiying zhang Min Li Zhenxia Xu Xia Xiang Oil Crops Research Institute Chinese Academy of Agricultural SciencesOil Crops and Lipids Process Technology National&Local Joint Engineering LaboratoryKey Laboratory of Oilseeds ProcessingMinistry of Agriculture and Rural AffairsHubei Key Laboratory of Lipid Chemistry and NutritionWuhan 430062China

Selenium(Se)-enriched Brassica napus *** a valuable organic Se *** this study,the fermentation broth enriched with organic Se(FFS)was prepared using Lactobacillus plantarum to ferment the substrate of Se-enriched Brassica napus *** increases were observed after fermentation in total sugars,reducing sugars,soluble proteins,total phenolic content(TPC),and total flavonoid content(TFC).The organic Se was retained at a concentration of 54.75 mg/g in the freeze-dried *** component analysis and cluster analysis showed good separation between the FFS and unfermented(FS)*** 2-ethyloxetane had the highest content among all volatiles,while sinapine had the highest content among all phenolic *** fermentation process showed remarkable improvement in the abundance and concentration of volatile compounds and phenolic contents,making FFS exhibit strong antioxidant activity and inhibitory capacity againstα-glucosidase *** bioaccessibility of phenolic compounds was significantly greater in FFS compared to *** analysis revealed that the majority of phenolic compounds contained in FFS did not exhibit mutagenicity toxicity,hepatotoxicity,skin sensitization,or blood-brain barrier penetration,indicating a favorable level of ***,our study provides a new insight into the further utilization of Se-enriched Brassica napus *** foods.

关键词： Se-enriched Brassica napus L. Fermentation Antioxidant activity Inhibitory activity Bioaccessibility

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基于深度学习卷积神经网络的桑果成熟度检测研究

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农机化研究 2024年第5期46卷 26-30页

作者：张瑞英北京信息职业技术学院北京100018

桑果成熟度检测目的是根据输入的桑果图像实现对桑果成熟度的自动判定,方便果农对果园作物成熟度进行了解。为此,介绍了基于深度学习卷积神经网络的目标检测算法,并基于Faster R-CNN搭建了桑果检测模型,通过MatLab对模型参数进行训练和... 详细信息

桑果成熟度检测目的是根据输入的桑果图像实现对桑果成熟度的自动判定,方便果农对果园作物成熟度进行了解。为此,介绍了基于深度学习卷积神经网络的目标检测算法,并基于Faster R-CNN搭建了桑果检测模型,通过MatLab对模型参数进行训练和优化,实现了对桑果的成熟度检测。实验结果表明:基于图像处理和卷积神经网络的桑果成熟度检测系统对桑果成熟度检测准确率较高,具有一定的实用价值。

关键词：桑果成熟度卷积神经网络 Faster R-CNN

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山西黎城地区长城系沉积时代及源区分析:碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

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岩石学报 2024年第1期40卷 295-312页

作者：胡漾祝禧艳张瑞英赵太平张成立前寒武纪研究中心大陆动力学国家重点实验室西北大学西安710069 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广州510640

长城系是华北克拉通统一结晶基底形成后的首套沉积盖层,其碎屑锆石U-Pb年代学及其Hf同位素特征分析对探讨地层形成时代、源区特征以及基底演化均具重要研究意义。本文对华北克拉通中部黎城地区长城系下部地层的碎屑锆石进行了U-Pb年龄... 详细信息

长城系是华北克拉通统一结晶基底形成后的首套沉积盖层,其碎屑锆石U-Pb年代学及其Hf同位素特征分析对探讨地层形成时代、源区特征以及基底演化均具重要研究意义。本文对华北克拉通中部黎城地区长城系下部地层的碎屑锆石进行了U-Pb年龄和Hf同位素分析。结果表明,该区长城系碎屑锆石U-Pb年龄呈现了2.55~2.45Ga、2.15~2.0Ga和~1.92Ga等三个主峰期,同时存在3.5~3.1Ga和2.9~2.7Ga的年龄次峰期。最年轻碎屑锆石的207 Pb/206 Pb加权平均年龄限定了该区长城系沉积发生于1.76Ga之后。碎屑锆石的年龄分布和Hf同位素特征与华北克拉通中、南部基底物质记录的地质事件高度相似,区内长城系地层与南部熊耳地区长城系地层可对比性强,证明太行山南段在1.76Ga后已与南部熊耳裂谷盆地相连,其沉积物质均主要来自华北克拉通中、南部地区。其中,3.5~3.4Ga的古老碎屑锆石εHf(t)=-8.6~-4.6,揭示中、南部地区存在古太古代地壳物质。新太古代早期2.9~2.7Ga的锆石εHf(t)以正值为主(占比85%),它们的t C DM=3190~2774Ma,与其结晶年龄相同或接近,证明华北克拉通南部在新太古代早期以新生地壳生长为主。新太古代晚期2.55~2.45Ga峰期的锆石也以正的εHf(t)值为主(占比69%),而2.15~2.0Ga峰期锆石的εHf(t)值大多偏负(占比56%),说明华北克拉通南部地区从新太古代末期的新生地壳增生为主伴有陆壳再造转变为古元古代中期以古老陆壳物质再造为主,并有少量新生陆壳增生;古元古代晚期~1.92Ga年龄峰期的碎屑锆石εHf(t)=-11.9~+2.0,揭示至古元古代末期华北克拉通中南部进入到以古老陆壳物质再造为主的演化阶段。

关键词：中元古代早期碎屑岩物源分析地壳演化太行山南段

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有机添加剂对电解锰的影响

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工程科学学报 2024年第5期46卷 835-843页

作者：迟晓鹏张瑞莹翁威苏国晖谭文衷水平福州大学紫金地质与矿业学院福州350108 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福州350108 紫金矿业集团股份有限公司上杭364200

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙... 详细信息

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙烯酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸等分别作辅助添加剂,探究其对锰沉积的影响以降低剧毒性主添加剂SeO_(2)的用量.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、恒电流阴极极化曲线测试方法(LSV)等表征手段,研究金属锰沉积形貌、晶体结构、阴极电化学极化行为与添加剂之间的关系.结果表明:四种添加剂均可以促进α-Mn的形成,且最优晶型取向为(330)晶面,其中葡萄糖酸最适宜作为辅助添加剂.当以葡萄糖酸为辅助添加剂,质量浓度为1.84 g·L^(-1)时,阴极电流密度明显提高,降低了阴极极化,产品形貌更加致密光滑.最优条件下,SeO_(2)的质量浓度可由工业上常规用量0.03~0.06 g·L^(-1)降低至0.015 g·L^(-1),电流效率可由70%提高至89.73%,能耗由6500 kW·h·t^(-1)降至4990.58 kW·h·t^(-1).研究结果有望为电解锰行业绿色生产和高效电沉积提供借鉴,有助于推动电解锰行业的可持续发展.

关键词：电解锰添加剂有机物电流效率极化行为

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深部矿井煤炭−地热协同开采系统研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 87-94页

作者：刘琪苏伟张瑞瑛李延朋冯绪杨亮中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产... 详细信息

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产和地热能共采现状,从工艺流程和关键设备方面分析了煤炭−地热协同开采的可行性,最终提出一种煤炭−地热协同开采系统。该系统总体采用闭式循环,包括地面热能利用系统和井下取热系统,通过在预采煤层水平钻孔并布置同轴套管换热器提取煤层地热能,并由地面热泵机组将从井下开采的低品位地热能进行利用。秉承“先采热、后回采”的时间和空间协同原则,预先在回采工作面前向划分采热工作面,提出顺序采热、交替采热2种模式,确保采热过程对采煤过程无干扰。分析了空间协同设计、煤层钻孔、高效采热和智能监控调控等关键技术,对煤炭开采和地热能提取进行井下空间协同设计,提出基于煤层注水的同轴套管换热器布置工艺,使用快捷装配式同轴套管换热器可进行多种组合实现高效采热,构建智能监控调控平台并提出相关优化模型,构建取热量计算模型,提出智能控制采热方式。简化煤系地层传热过程,构建煤层采热传热模型,可根据回采工作面实际情况和出口风流参数对回采工作面采热能力进行计算评估。根据煤层采热传热模型,分析得出煤层初始温度、煤炭运输量、回采工作面出口风流温度、风流含湿量变化量是决定煤层采热量的关键参数。定义回采工作面风流含湿量不变且回采工作面出口风流等效温度不高于28℃时的采热量为煤层最大采热量。系统的应用将会使深部矿井热害资源化,不仅解决了煤炭开采热害问题,而且实现了深部矿井地热能综合利用。

关键词：矿井热害防治地热能利用煤热共采同轴套管换热

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水下激光修复研究现状与发展趋势

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焊接学报 2024年第4期45卷 120-128,I0010页

作者：薛龙毛雪松黄继强张瑞英王瑃北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室北京102617

海洋装备的维修养护与事故抢修技术既是人类进行远洋探索与资源开发的重要保障,又是核电站、水利工程等重要基础设施在役运维的有力技术支撑,而水下激光修复正是这一领域中极具前景的解决方案之一.激光修复技术作为陆地上常规环境中的... 详细信息

海洋装备的维修养护与事故抢修技术既是人类进行远洋探索与资源开发的重要保障,又是核电站、水利工程等重要基础设施在役运维的有力技术支撑,而水下激光修复正是这一领域中极具前景的解决方案之一.激光修复技术作为陆地上常规环境中的优势技术,近年来也在水下环境中有了长足的发展,已在海洋油气资源的开采与运输、船舶应急维修、船坞港口装备、水利工程、核动力工程等领域得到了广泛的关注与研究.为了进一步总结并分析水下激光修复技术所面对的问题与现有解决方案,从水下激光修复技术的研究现状入手,综述了水下湿法、高压干法和局部干法激光修复技术的工艺问题及其产生机理,并分析对比了多种对应主流解决方案的改善效果与研究进展,最后对水下激光修复技术的发展趋势进行了总结与展望.

关键词：激光修复水下焊接湿法高压干法局部干法

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U-Pb Zircon Ages and Geochemistry of the Metasedimentary Rocks from the Foping Area in the South Qinling Belt:Evidence for Early Devonian Amalgamation between North China and South China Blocks

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Journal of Earth Science 2023年第4期34卷 1112-1127页

作者： ruiying zhang Wenhao Ao Yan Zhao State Key Laboratory of Continental Dynamics Department of GeologyNorthwest UniversityXi􀆳an 710069China

The provenance and tectonic implications of Late Paleozoic sedimentary rocks in the South Qinling Belt(SQB) provide important clues for understanding the timing and mechanism of the collision between North China Block(NCB) and South China Block(SCB).Here we report new LAICP-MS zircon U-Pb ages and geochemical composition of metasedimentary rocks from the Foping area in the *** results indicate that the depositional age of the Wenquan Group can be limited to the Early Devonian by the youngest U-Pb age of 398 Ma,whereas those of the quartz schist from the Changjiaoba Group could be constrained after the Carboniferous by the youngest206Pb/238U peak age of 306 ***,much of the previously-assumed “Neoarchaean or Paleoproterozoic” strata,including the Wenquan and Changjiaoba groups,were actually deposited in the Late *** on analysis and comparison of the detrital zircon ages of the Devonian tectonic units in the SQB,we found that most prominent peak ages of detrital zircons from metasedimentary rocks in the Foping area shared similar characteristics with *** mainly derived from the North Qinling Belt and South Qinling Belt-Yangtze Block,with a minor source probably from the North China Block,implying that the Shangdan Ocean between NCB and SCB had closed in the Early *** with regional geological background and geochemical data,we inferred that these Devonian strata formed in the foreland basin after the amalgamation of the North China Block and South China Block.

关键词： detrital zircon geochronology geochemistry Devonian sedimentation South Qinling belt forelandbasin geochemistry.

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工艺参数对立向分体等离子弧增材制造过程的影响

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焊接 2024年第7期 1-6页

作者：张瑞英薛龙蒋凡北京石油化工学院北京102617 北京工业大学北京100124

【目的】为探究分体等离子弧增材制造过程中工艺参数对立向增材成形的影响,以单道熔覆层宽度和高度为评价指标对其展开研究。【方法】基于构建的立向分体等离子弧增材制造系统,通过单因素变量法研究了立向位置时丝/总电流比、离子气流... 详细信息

【目的】为探究分体等离子弧增材制造过程中工艺参数对立向增材成形的影响,以单道熔覆层宽度和高度为评价指标对其展开研究。【方法】基于构建的立向分体等离子弧增材制造系统,通过单因素变量法研究了立向位置时丝/总电流比、离子气流量、丝材端部位置等工艺参数对熔覆层成形的影响,分析了工艺参数与基板热输入和熔敷率的关联机制。【结果】结果表明,当总电流保持不变时,丝材电流的增加会显著改善熔覆层成形,熔覆层宽度减小、高度增加;当离子气流量增加时,电弧等离子流力增强,使熔覆层宽度增加、高度减小;当送丝速度增加时,丝材端部靠近电弧中心,传质增加、传热减小,使熔覆层宽度减小、高度增加;丝材电流增加时,通过改变系统热、质、力的传输使熔覆层尺寸变化,而基板电流增加时,仅通过改变热、力传输使熔覆层尺寸变化。【结论】当总电流不变时,可采用提高丝/总电流比、减小离子气流量、丝材端部位置远离基板等措施减小基板的热输入并提高熔覆率,或直接增加丝材电流以提高熔覆率,进而实现高效增材制造。该研究将为分体等离子弧增材制造工艺在空间位置增材制造领域的拓展应用提供一定的理论指导。

关键词：分体等离子弧立向位置工艺参数熔覆层成形

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