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Multi-Physics Coupled Acoustic-Mechanics Analysis and Synergetic Optimization for a Twin-Fluid Atomization Nozzle

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2024年第3期37卷 204-223页

作者： wenying li Yanying li Yingjie Lu Jinhuan Xu Bo Chen li Zhang Yanbiao li College of Mechanical Engineering Zhejiang University of TechnologyHangzhou 310023China State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems Zhejiang UniversityHangzhou 310027China School of Materials Science and Engineering Northwestern Polytechnical UniversityXian 710072China Guizhou Anda Aviation Forging Co. Ltd.Anshun 561005China

Fine particulate matter produced during the rapid industrialization over the past decades can cause significant harm to human ***-fluid atomization technology is an effective means of controlling fine particulate matter *** this paper,the influences of the main parameters on the droplet size,effective atomization range and sound pressure level(SPL)of a twin-fluid nozzle(TFN)are investigated,and in order to improve the atomization performance,a multi-objective synergetic optimization algorithm is presented.A multi-physics coupled acousticmechanics model based on the discrete phase model(DPM),large eddy simulation(LES)model,and Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)model is established,and the numerical simulation results of the multi-physics coupled acoustic-mechanics method are verified via experimental *** on the analysis of the multi-physics coupled acoustic-mechanics numerical simulation results,the effects of the water flow on the characteristics of the atomization flow distribution were obtained.A multi-physics coupled acoustic-mechanics numerical simulation result was employed to establish an orthogonal test database,and a multi-objective synergetic optimization algorithm was adopted to optimize the key parameters of the *** optimal parameters are as follows:A gas flow of 0.94 m^(3)/h,water flow of 0.0237 m^(3)/h,orifice diameter of the self-excited vibrating cavity(SVC)of 1.19 mm,SVC orifice depth of 0.53 mm,distance between SVC and the outlet of nozzle of 5.11 mm,and a nozzle outlet diameter of 3.15 *** droplet particle size in the atomization flow field was significantly reduced,the spray distance improved by 71.56%,and the SPL data at each corresponding measurement point decreased by an average of 38.96%.The conclusions of this study offer a references for future TFN research.

关键词： Twin-fluid nozzle BP neural network Multi-objective optimization Multi-physics coupled Acousticmechanics analysis Genetic algorithm

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Optimizing extractants selection for efficient separation of phenols and nitrogen-containing heteroaromatics using hydrogen bond interaction strategies

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2024年第4期68卷 43-52页

作者： Pengzhi Bei Rui Zhang Jie Feng Antony Rajendran wenying li State Key Laboratory of Clean and Efficient Coal Utilization Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China Department of Chemistry Mepco Schlenk Engineering College(Autonomous)Sivakasi 626005India

Focusing on the use of imidazolium ionic liquids and quaternary ammonium salts-based deep eutectic solvents for the separation of phenols and nitrogen-containing heteroaromatics,the role of heteroaromatics as specific sites for hydrogen bond-based separation has been *** environmentally friendly solvents are known for their ability to form hydrogen bonds with heteroatoms,a key aspect in separation *** quantified the hydrogen bond interaction energy to reach the threshold energy for efficient O-and N-heteroaromatics *** article provides an in-depth study of the structural nuances of different hydrogen bonding sites and their affinity properties while conducting a comparative evaluation of the separation efficiency of ionic liquids and deep eutectic solvents from a thermodynamic *** showed that phenols with dual hydrogen bonding recognition sites were easier to separate than nitrogen-containing *** ionic liquids were more suitable for the extraction of nonbasic nitrogen-containing heteroaromatics,and quaternary ammonium salts-based deep eutectic solvents are more effective for phenols and basic nitrogen-containing heteroaromatics,which was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy and empirical ***,this study provides a theoretical basis for the strategy design and selection of extractants for the efficient separation of O-and N-containing aromatic compounds.

关键词： Deep eutectic solvents Hydrogen bond Ionic liquids Separation Solvents Structural characteristics

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Theoretical analysis of hydrogen solubility in direct coal liquefaction solvents

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International Journal of Coal Science & Technology 2024年第2期11卷 187-197页

作者： Xiaobin Zhang Aoqi Wang Xingbao Wang wenying li State Key Laboratory of Clean and Efficient Coal Utilization Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024ShanxiChina College of Chemical Engineering and Technology Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China

The cyclic hydrogenation technology in a direct coal liquefaction process relies on the dissolved hydrogen of the solvent or oil participating in the hydrogenation ***,a theoretical basis for process optimization and reactor design can be established by analyzing the solubility of hydrogen in liquefaction *** studies of hydrogen solubility in liquefaction solvents are challenging due to harsh reaction conditions and complex solvent *** this study,the composition and content of liquefied solvents were *** model compounds,hexadecane,toluene,naphthalene,tetrahydronaphthalene,and phenanthrene were chosen to represent the liquefied solvents in chain alkanes and monocyclic,bicyclic,and tricyclic aromatic *** solubility of hydrogen X(mol/mol)in pure solvent components and mixed solvents(alkanes and aromatics mixed in proportion to the chain alkanes+bicyclic aromatic hydrocarbons,bicyclic saturated aromatic hydrocarbons+bicyclic aromatic hydrocarbons,and bicyclic aromatic hydrocarbons+compounds containing het-eroatoms composed of mixed components)are determined using Aspen simulation at temperature and pressure conditions of 373–523 K and 2–10 *** results demonstrated that at high temperatures and pressures,the solubility of hydrogen in the solvent increases with the increase in temperature and pressure,with the pressure having a greater ***-more,the results revealed that hydrogen is more soluble in straight-chain alkanes than in other solvents,and the solubility of eicosanoids reaches a maximum of *** hydrogen solubility in aromatic ring compounds decreased gradually with an increase in the aromatic ring *** influence of chain alkanes on the solubility of hydrogen predominates in a mixture of solvents with different mixing ratios of chain alkanes and aromatic *** solubility of hydrogen in mixed aromatic solvents is less than that in the corresponding single ***

关键词： Direct coal liquefaction liquefaction solvents Process simulation Hydrogen solubility

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Flower development and sexual dimorphism in Vernicia montana

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Horticultural Plant Journal 2024年第2期10卷 586-600页

作者： wenying li Jingzhen Chen Xiang Dong Meilan liu Guibin Wang lin Zhang Key Laboratory of Cultivation and Protection for Non-wood Forest Trees Ministry of EducationCentral South University of Forestry and TechnologyChangshaHunan 410004China State Key Laboratory of Utilization of Woody Oil Resource Hunan Academy of ForestryChangshaHunan 410004China College of Forestry Nanjing Forestry UniversityNanjingJiangsu 210037China

The mu oil tree(Vernicia montana Lour.) is a dioecious species, but the genetic mechanisms underlying its phenotypic sexual dimorphism are unclear. In this study, we determined two pivotal phases of sex differentiation of mu oil tree via morphological and histological analyses of unisexual flowers:(Ⅰ) differentiation of male or female primordia to produce staminate flowers(SFs) or transient hermaphrodite flowers(HFs),and(Ⅱ) complete abortion of stamens in transient HFs to generate pistillate flowers(PFs). A total of 1621 sex-biased genes were identified by comparative transcriptome analysis which exhibited elevated rates of protein evolution than unbiased genes. The female-biased genes were enriched in the production of defense compounds while male-biased genes were focused on the production of viable pollens. Transcriptomebased analysis revealed that the differentially expressed genes(DEGs) between PFs and SFs in phase Ⅰ involved in abscisic acid(ABA), auxin(AUX), cytokinin(CK), ethylene(ET), and gibberellin(GA) biosynthesis and signaling showed higher expression levels in males than in females in general, whereas the DEGs involved in jasmonic acid(JA) and salicylic acid(SA) pathways displayed opposite expression patterns. Moreover,differentially expressed endogenous ABA, AUX, GAs, JA, and SA exhibited consistent biased expression patterns with the DEGs by UPLC-MSbased analysis. Exogenous application of an anti-ethylene plant growth regulator could promote the development of stamens in PFs and generated HFs. Comparative transcriptomic and hormonal analyses of PFs and SFs in phase Ⅱ indicated an increase in ET concentration when abortion of stamens in PFs occurred. This study suggested that phytohormones play key roles in sex dimorphism and ET may determine the development of stamens in PFs of mu oil tree, which provides an insight into plant sex differentiation mechanisms.

关键词： Mu oil tree Flower development Sexual dimorphism Sex bias Ethylene

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分子筛负载Pt催化剂酸性位点调控及对蒽深度加氢性能的影响

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化工进展 2024年第4期43卷 1832-1839页

作者：刘雨蓉王兴宝李文英太原理工大学化学工程与技术学院省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024

对煤焦油中稠环芳烃深度加氢是制备煤基高能量密度燃料的有效方法。为解决稠环芳烃特有的电子结构和位阻效应影响其加氢饱和程度以及提高催化剂的酸性和反应条件会导致裂解产物的增加、全氢产物的选择性下降问题,本文使用Al-SBA15与USY... 详细信息

对煤焦油中稠环芳烃深度加氢是制备煤基高能量密度燃料的有效方法。为解决稠环芳烃特有的电子结构和位阻效应影响其加氢饱和程度以及提高催化剂的酸性和反应条件会导致裂解产物的增加、全氢产物的选择性下降问题,本文使用Al-SBA15与USY分子筛,通过水热合成方法制备酸性适中的复合介-微孔载体,通过等体积浸渍法将贵金属Pt负载在复合酸性载体上,经蒽饱和加氢探针反应研究发现,当总酸量为144.4μmol/g时,全氢蒽的选择性达到99%。通过电镜分析表征发现水热复合后Pt/Al-SBA15+USY催化剂形貌呈棒状,其内部为USY,外部为Al-SBA15,此时Pt/Al-SBA15+USY保持各自原有的孔径,分别为9.6nm和0.8nm左右。Pt纳米颗粒有较高的分散性,最优尺寸为3.03nm。对比分析显示,Al-SBA15与USY分子筛水热合成制备的复合载体,其酸量较二者机械混合后的分子筛载体酸量有所降低,从而导致饱和加氢反应能力提升。

关键词：催化剂载体复合材料加氢

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分子筛中限制效应对其酸性表征及催化性能的影响

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化工进展 2024年第5期43卷 2600-2610页

作者：汪孟宇范鸿霞梁长海李文英太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 大连理工大学化工学院辽宁大连116024 怀柔实验室山西研究院山西太原030024

分子筛作为酸催化反应的重要载体,具有酸性可调控、热稳定性强及形状选择性的优点,但特殊刚性孔道结构及内部电荷分布使其具有限制效应会对分子筛的酸性表征及催化反应产生影响。由于分子筛中起催化作用的主要是Brønsted酸位点,因此,本... 详细信息

分子筛作为酸催化反应的重要载体,具有酸性可调控、热稳定性强及形状选择性的优点,但特殊刚性孔道结构及内部电荷分布使其具有限制效应会对分子筛的酸性表征及催化反应产生影响。由于分子筛中起催化作用的主要是Brønsted酸位点,因此,本文介绍了Brønsted酸位点及限制效应的形成机理,简述了限制效应对Brønsted酸位点酸强度及酸密度表征的影响,分析了限制效应中的空间约束及局部电场对催化反应的影响。指出在酸性表征中,空间约束限制探针分子对酸位点的可接近性,进一步会影响酸密度的测量。局部电场由于会影响探针分子的吸附与解吸,进而直接影响到酸强度。所以,在分子筛的酸性表征时应该选择与反应物尺寸相近及结构相似的探针分子,才能测量可接近Brønsted酸位点的酸密度与酸强度。在催化主导的热化学反应中,空间约束使分子筛具有形状选择性,通过控制分子筛孔径大小能对热化学反应的反应过程、中间产物过渡态及最终产物分布进行选择。同时,由于局部电场影响表观酸强度,分子筛催化性能与表观酸强度有关。分子筛孔径越小,反应分子所受范德华相互作用越大,通过影响反应过渡态的形成进而改变反应活化能,从而影响催化热化学反应效果。综合分析已有工作表明只有制备一个酸强度适宜、可接近孔径尺寸与反应物分子相近的分子筛才是催化反应的理想酸性载体。

关键词：分子筛限制效应载体酸性表征催化

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吸附强化水气变换制氢复合催化剂研究进展

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化工进展 2024年第5期43卷 2629-2644页

作者：张金鹏屈婷荆洁颖李文英太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 山西浙大新材料与化工研究院山西太原030000

吸附强化水气变换反应(SEWGS)是实现高纯氢制备及二氧化碳(CO_(2))减排的关键反应之一。SEWGS借助复合催化剂将水气变换反应(制氢)和原位移除CO_(2)反应(脱碳)耦合,打破热力学限制使反应平衡向制氢侧移动。SEWGS具有一步制取高纯氢气的... 详细信息

吸附强化水气变换反应(SEWGS)是实现高纯氢制备及二氧化碳(CO_(2))减排的关键反应之一。SEWGS借助复合催化剂将水气变换反应(制氢)和原位移除CO_(2)反应(脱碳)耦合,打破热力学限制使反应平衡向制氢侧移动。SEWGS具有一步制取高纯氢气的特点,但复合催化剂在连续操作过程中由于烧结和CO_(2)扩散受阻存在循环稳定性下降的问题,进而影响制氢效率。本文阐述了高温Ni/CaO基复合催化剂吸附强化制氢的研究现状,简述了Fe/CaO基复合催化剂SEWGS制氢面临的主要问题,回顾了中温Cu/MgO基和Cu/类水滑石基复合催化剂的SEWGS制氢现状及现阶段的核心问题。从复合催化剂的催化组分和吸附组分角度,分析了SEWGS制氢过程中复合催化剂循环稳定性降低的原因,简述了现阶段最有效的改性手段。进一步从增强CO_(2)扩散和改善烧结角度入手,围绕复合催化剂设计、操作条件和床层装填方式等方面探讨提高复合催化剂循环稳定性的策略。指出设计开发组成简单、易制备、兼具高活性和高稳定性的复合催化剂实现制氢和脱碳耦合是今后SEWGS制氢的研究方向。

关键词：制氢复合催化剂水气变换反应吸附强化 CO_(2)扩散烧结稳定性

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镉胁迫下中辽1号杨转录组分析

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 29-39页

作者：李晓宇李文颖杨成超辽宁省杨树研究所辽宁盖州115200

【目的】分析镉胁迫下中辽1号杨的转录水平,筛选差异表达基因,挖掘与镉胁迫相关的功能基因,为深入探索中辽1号杨对镉胁迫响应的分子机制提供理论依据。【方法】以中辽1号杨为试验材料,采用盆栽试验的方法将其扦插于土壤Cd含量为20 mg/kg... 详细信息

【目的】分析镉胁迫下中辽1号杨的转录水平,筛选差异表达基因,挖掘与镉胁迫相关的功能基因,为深入探索中辽1号杨对镉胁迫响应的分子机制提供理论依据。【方法】以中辽1号杨为试验材料,采用盆栽试验的方法将其扦插于土壤Cd含量为20 mg/kg(M20)的花盆中,以不加Cd为对照(CK),80 d后采集不同处理中辽1号杨叶片进行转录组测序,使用DESeq2软件筛选CK与M20处理中辽1号杨的差异表达基因,将得到的差异基因在基因本体数据库(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白相邻类聚簇数据库(clusters of orthologous groups of proteins,COG)中进行注释,分析差异表达基因在不同数据库中的注释信息。随机挑选6个差异表达基因(超氧化物歧化酶(SOD)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STK)、脱落酸(ABA)、T复合蛋白1(TCP1)、MYB基因(MYB)、丝裂原活蛋白激酶12(MAPK12)),利用Primer 5软件设计特异性引物进行实时荧光定量PCR(RT-qPCR)试验,检测这6个基因表达水平的变化,验证转录组结果的准确性。【结果】在CK和M20处理的中辽1号杨中,共发现3812个差异表达基因,其中上调表达的有2209个,下调表达的有1603个。GO分析发现,差异表达基因注释到3大类49个功能组中,其中与代谢过程有关基因最多。转录组KEGG代谢通路分析发现,差异表达基因主要在信号转导途径、代谢途径和生物合成途径富集。COG分析发现,1455个差异基因被注释到22种分类中,其中一般功能预测基因注释最多,其次是信号转导机制基因。结合各数据库分析结果发现,Cd胁迫下中辽1号杨转录组的注释结果中代谢过程和信号转导过程相关基因较多。镉胁迫下差异表达基因最多的家族是ABC、MYB、WRKY、bHLH和NAC基因家族,挖掘出与镉胁迫相关基因WRKY家族基因47(WRKY47)、硝酸盐转运蛋白基因(NRT)、ABC家族转运蛋白基因2(ABC2)、苹果酸脱氢酶(MDH)、谷胱甘肽S-转移酶基因(GSTs)、NAC家族基因2(NAC2)的表达量显著上调,MYB家族基因44(MYB44)、重金属相关异戊二烯化植物蛋白基因39(HIPP39)的表达量显著下调。RT-qPCR结果显示,随机挑选6个差异表达基因表达量的变化趋势与转录组测序结果一致。【结论】镉胁迫后中辽1号杨转录组的差异表达基因主要富集在代谢过程和信号转导过程,挖掘出与镉胁迫相关基因,分别是WRKY47、NRT、ABC2、MDH、GSTs、NAC2、MYB44、HIPP39,为深入探索杨树对镉胁迫响应的分子机制提供了理论依据。

关键词：中辽1号杨镉胁迫转录组测序差异基因

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电解水制氢标准体系研究与需求分析

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3072-3077,I0011页

作者：杨燕梅李汶颖李航王睿高丹慧李晓霞杜利锋赵世伟中国标准化研究院北京市海淀区100191 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610200 中广核太阳能开发有限公司北京市海淀区100048

碳达峰、碳中和目标愿景下,发展氢能产业是能源绿色低碳转型发展的重要途径。电解水制氢是近、中期清洁氢的重要来源,同时,也是解决可再生能源消纳的重要方式。我国电解水制氢产业即将进入快速发展期,为规范产业发展,现阶段亟需建立电... 详细信息

碳达峰、碳中和目标愿景下,发展氢能产业是能源绿色低碳转型发展的重要途径。电解水制氢是近、中期清洁氢的重要来源,同时,也是解决可再生能源消纳的重要方式。我国电解水制氢产业即将进入快速发展期,为规范产业发展,现阶段亟需建立电解水制氢标准体系。基于我国氢能产业标准体系,结合电解水制氢技术水平和发展趋势,从材料与零部件、设备、系统、综合评价4个方面构建电解水制氢标准体系,标准体系涵盖15个技术领域,39个标准系列以及若干具体标准,详细分析各技术领域标准需求,为开展电解水制氢标准规划和制修订工作提供指导。

关键词：电解水制氢标准体系可再生能源

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基于数字足迹的河南景区自驾游客空间来源结构分析

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安阳师范学院学报 2024年第2期26卷 56-60,98页

作者：李文英安阳师范学院商学院河南安阳455002

旅游业对国民经济的综合影响日益凸显,研究不同细分市场特点,促进旅游经济繁荣成为旅游地和学术界的重要命题。通过游客留在社交媒体的数字足迹,采集挖掘数据信息,分析河南自驾游市场的游客空间来源结构。研究表明,河南景区自驾游客源... 详细信息

旅游业对国民经济的综合影响日益凸显,研究不同细分市场特点,促进旅游经济繁荣成为旅游地和学术界的重要命题。通过游客留在社交媒体的数字足迹,采集挖掘数据信息,分析河南自驾游市场的游客空间来源结构。研究表明,河南景区自驾游客源分布广泛,且以河南、北京客源为主;优质景区覆盖的市场更广、吸引力更大,景区品质、消费能力、促销力度等营销因素对游客意愿和行为影响显著。研究结果可帮助河南旅游组织部门更高效、更有针对性地制定和实施管理活动。

关键词：数字足迹自驾游客源空间结构数据采集营销因素

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