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PVDF基超滤膜的制备及其切削液废水分离性能

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材料工程 2024年第2期52卷 227-234页

作者：刘耀威黄坤张博君付维贵杜润红赵义平天津工业大学材料科学与工程学院省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387

切削液废水含有大量乳化油,如未经处理直接排放,会造成环境污染、水生态系统破坏等。为了实现水包油乳化废水的高效分离、降低膜污染,以成膜性好、力学性能稳定、耐化学性能佳的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,将胱胺的氨基引入到膜... 详细信息

切削液废水含有大量乳化油,如未经处理直接排放,会造成环境污染、水生态系统破坏等。为了实现水包油乳化废水的高效分离、降低膜污染,以成膜性好、力学性能稳定、耐化学性能佳的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,将胱胺的氨基引入到膜表面,再与甲基丙烯酸的羧基发生酰胺化反应,然后通过自由基聚合反应形成环状聚合物功能层,从而得到亲水性好、通量大且油水分离率高的PVDF基复合膜。通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、水接触角等测试对改性前后的膜样品的物化性能进行表征;采用自制错流过滤装置测试正己烷油水混合乳液、切削液废水的分离效果。研究结果表明,原膜(M0)的水接触角(WCA)为91.95°,改性后的膜M1,M2和M3的WCA分别降低至65.78°,51.08°,71.70°,说明改性膜的亲水性提高。M0与M1,M2和M3在正己烷油水乳液分离中各自的渗透通量分别为37.34,58.40,81.57,44.55 L·m^(-2)·h^(-1);对切削液废水分离的渗透通量分别是7.41,11.96,24.36,10.80 L·m^(-2)·h^(-1)。原膜和改性膜在分离高浓度的切削液废水时,渗透通量都有所下降,但改性膜的渗透通量明显高于原膜水渗透通量,其中M2改性膜的分离通量最佳,说明改性膜的亲水性和抗污染性最佳,有望用于工业含油废水处理。

关键词：聚偏氟乙烯胱胺甲基丙烯酸油水分离切削液废水

基于二阶链式子区的金属拉伸试验DIC辅助测试方法

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工程力学 2024年第4期41卷 237-246页

作者：李得睿周焕新程斌上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

为提高金属材性试验的测量精度和测试效率,在传统拉伸试验方法的基础上引入数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术,提出相应形变测量理论及方法。基于拉伸试件的颈缩变形特征,提出链式形变测量理论,该理论通过一种跟随表面... 详细信息

为提高金属材性试验的测量精度和测试效率,在传统拉伸试验方法的基础上引入数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术,提出相应形变测量理论及方法。基于拉伸试件的颈缩变形特征,提出链式形变测量理论,该理论通过一种跟随表面形状变化而自由变形的柔性链条来表征各阶段的试件形变。进一步通过设置多个连续且等尺寸的DIC二阶链式子区,采用DIC亚像素算法得到任意变形时刻的链式子区角点坐标,并进一步得到沿试件长度方向的柔性离散链形变结果,实现对试件各处应变、颈缩极值点等的求解,从而建立了一套完整的金属拉伸试验DIC辅助测试方法。开展了多个标准金属试件的拉伸试验,通过与引伸仪、靶标图像测量等传统方法对比,验证了该文方法对颈缩效应、弹性模量、极限伸长率、真实应力-应变曲线等金属材性指标具备较高测量精度及有效性,同时该文方法能够实现高度自动化测量,可在金属拉伸试验领域进行工业化推广普及。

关键词：金属拉伸试验数字图像相关真实应力-应变曲线颈缩效应二阶形函数

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米勒循环对重型柴油机燃烧和排放的影响

内燃机学报 2024年第3期42卷 203-208页

作者：范岚岚王斌杜桂枝李浩中国重型汽车集团有限公司山东济南250000 中国重汽济南动力有限公司汽车研究总院动力总成设计部山东济南250000

基于某重型高压共轨柴油机开展了米勒循环在外特性工况点、排放控制工况点和最低燃油消耗率工况点对发动机性能、燃烧和排放的影响研究.米勒循环依靠进气门晚关来实现,其中进气门关闭时刻分别推迟了30°、50°和70°CA.结果表明:重型柴... 详细信息

基于某重型高压共轨柴油机开展了米勒循环在外特性工况点、排放控制工况点和最低燃油消耗率工况点对发动机性能、燃烧和排放的影响研究.米勒循环依靠进气门晚关来实现,其中进气门关闭时刻分别推迟了30°、50°和70°CA.结果表明:重型柴油机应用米勒循环能够在实现较低缸内压力峰值下,较低燃油消耗率的目标,相同缸内压力峰值下燃油消耗率能够降低约1 g/(kW·h);大的进气门晚关角度能够实现在相同燃油消耗率下,排气温度提升20℃以上,可作为发动机排气热管理的储备技术.大的进气门晚关角度在外特性高转速段会造成功率损失,因而必须与高效增压器配合使用才能保证全局功率不损失,同时降低燃油消耗率,提升排气温度.

关键词：重型柴油机米勒循环排气温度

壳聚糖-京尼平纳米凝胶体系交联动力学与应用

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高分子学报 2024年第3期55卷 275-286页

作者：赵欣悦李培通刘砚华胡冰刘勇刚陈全中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 南京农业大学食品科技学院南京210095

天然交联剂京尼平交联壳聚糖稀溶液可得到具有生物相容性的纳米凝胶.利用非对称流场流分离(AF4)对该纳米凝胶交联过程中的尺寸分布及结构演化进行系统研究,发现纳米凝胶分子量分布很宽,跨越3个数量级,但尺寸分布较窄.为探究该规律的普适... 详细信息

天然交联剂京尼平交联壳聚糖稀溶液可得到具有生物相容性的纳米凝胶.利用非对称流场流分离(AF4)对该纳米凝胶交联过程中的尺寸分布及结构演化进行系统研究,发现纳米凝胶分子量分布很宽,跨越3个数量级,但尺寸分布较窄.为探究该规律的普适性,系统研究了预聚物链的分子量以及交联剂浓度对于凝胶行为的影响.发现:(1)不同分子量预聚物得到的纳米凝胶具有相似的尺寸与分子量分布特征,其中相同分子量产物的特征尺寸会随着预聚物分子量的降低而减小,这一现象是由于达到相同尺寸时,低分子量预聚物形成凝胶支化程度更高造成的,这一结论也进一步通过分析比较反应程度与链内密度得到证实;(2)随着交联浓度的提高,凝胶特征尺寸先逐渐降低再逐渐升高.这是由于京尼平具有2个交联位点,交联分两步进行,尺寸降低是由于链内交联密度增加造成纳米凝胶网络结构塌缩,后续尺寸升高是由于第一步交联过度后,反而不利于第二步交联的进行;(3)制备的壳聚糖-京尼平纳米凝胶由于其尺寸的均一性和亲疏水平衡性,可作高效乳化剂制备Pickering乳液:仅需要0.57wt%的壳聚糖纳米凝胶就可以制备稳定的含油量可高达90%的Pickering乳液.

关键词：壳聚糖京尼平交联纳米凝胶场流分离高内相乳液

采用变分模态分解与领域自适应的表面肌电信号手势识别

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 75-87页

作者：姜海燕许先静钟凌珺李竹韵福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350108

针对传统机器学习在表面肌电信号手势识别领域的适应性和准确性不足,以及新用户因个体生理和行为差异在已有模型上表现不佳的问题,提出一种利用卷积神经网络模型并有效克服肌电数据分布差异的算法,用于提升手势识别的性能。首先对肌电... 详细信息

针对传统机器学习在表面肌电信号手势识别领域的适应性和准确性不足,以及新用户因个体生理和行为差异在已有模型上表现不佳的问题,提出一种利用卷积神经网络模型并有效克服肌电数据分布差异的算法,用于提升手势识别的性能。首先对肌电信号进行变分模态分解,构建易于识别的表面肌电图像,并提出了一种卷积神经网络模型进行手势识别,提升用户相关的肌电信号手势识别准确率;同时利用迁移学习中的领域自适应和模型微调技术,提升用户无关的肌电信号手势识别准确率,并将所提算法在NinaPro DB1肌电数据集中进行了3分类、4分类、5分类和12分类共4组评估验证。结果表明:在4组评估验证中,用户相关的肌电信号手势识别平均准确率分别达到了99.28%、99.30%、98.39%和93.40%,用户无关的肌电信号手势识别平均准确率分别达到了94.05%、92.60%、88.38%和70.03%,表明本文提出的算法在表面肌电信号手势识别中具有良好的效果,为实现人机交互中的普适性的肌电设备开发提供了一种可行的方案。

关键词：领域自适应卷积神经网络手势识别变分模态分解表面肌电信号

基于物联感知数据和张量融合的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1208-1220页

作者：曲岳晗赵洪山程晶煜马利波米增强华北电力大学电气与电子工程学院保定071003

针对目前缺乏依托在线物联感知数据的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法的问题,该文考虑电、热、机械劣化因素对电力变压器绕组绝缘的损伤累积效应,提出基于物联感知数据和张量融合的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法。首先,研究电、热、... 详细信息

针对目前缺乏依托在线物联感知数据的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法的问题,该文考虑电、热、机械劣化因素对电力变压器绕组绝缘的损伤累积效应,提出基于物联感知数据和张量融合的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法。首先,研究电、热、机械因素对绕组绝缘的累积损伤机理,依托电压、电流、温度、局部放电物联感知数据构建变压器绕组绝缘的电性能、热性能和机械性能劣化损伤指标;然后,构建三种劣化损伤指标的特征张量,基于张量融合对三种劣化损伤指标进行特征融合,提取劣化损伤指标间的高维劣化特征关联信息;最后,采用基于自组织映射网络(SOM)的最小量化误差方法构建绕组绝缘的综合劣化评估指标,实现对绕组绝缘劣化状态的评估。该文通过多种评价准则评价构建综合劣化指标,算例结果表明,所提方法能准确评估变压器绕组绝缘的真实劣化程度。

关键词：电力变压器绕组绝缘劣化评估物联感知数据张量融合

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非接触式笼养蛋鸡核心体温检测方法

农业机械学报 2024年第8期55卷 312-321页

作者：严煜盛哲雅谷月衡一帆周昊博王树才华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学动物科学技术学院动物医学院武汉430070 农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

针对笼养条件下蛋鸡核心温度测量工作效率低下的问题,提出了一种利用红外热图像结合深度学习的蛋鸡核心温度检测方法。首先通过采集172只蛋鸡的10994幅红外热图像制作数据集,利用目标检测网络YOLO v8s提取作为感兴趣区域(Region of inte... 详细信息

针对笼养条件下蛋鸡核心温度测量工作效率低下的问题,提出了一种利用红外热图像结合深度学习的蛋鸡核心温度检测方法。首先通过采集172只蛋鸡的10994幅红外热图像制作数据集,利用目标检测网络YOLO v8s提取作为感兴趣区域(Region of interest,ROI)的鸡脸图像;再利用改进的深度卷积神经网络对提取的蛋鸡ROI图像以及实时采集的蛋鸡泄殖腔温度进行回归预测。实验显示,目标检测算法的检测准确率达到99.38%,平均精度均值达到99.9%,召回率达到99.87%,3项评价指标均高于YOLO v4s、YOLO v5s、YOLO v7、YOLOX-s目标检测算法;在深度卷积神经网络算法上,同时将MobileNetV3、GhostNet、ShuffleNetV2、RegNet、ConvNeXt、Res2Net以及MobileVIT共7种分类模型修改为回归模型,利用蛋鸡ROI图像进行训练,其中,Res2Net模型对蛋鸡核心体温估测拟合效果最好,在测试集上估测的决定系数R^(2)为0.9565、调整后决定系数R^(2)_(adj)为0.95631,均高于其他回归模型;为进一步提高预测精度,在Res2Net50回归模型的Bottle2block结构之后分别插入SE(Squeeze-and-excitation)模块、CBAM(Convolutional block attention module)模块、CA(Coordinate attention)模块、ECA(Efficient channel attention)模块,其中利用CA模块改进后的算法在测试集上的R^(2)为0.97364、R^(2)_(adj)为0.97352,均高于其他改进方法;利用目标检测网络和回归网络搭建蛋鸡核心体温估测模型,对9只蛋鸡进行体温估测试验,结果显示ROI均能完整找出,且估测体温平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)为0.153℃。因此,本研究提出的目标检测+深度神经网络模型为红外热图像下蛋鸡核心温度预测提供了较好的自动化检测方法。

关键词：笼养蛋鸡核心体温 YOLO v8s-Res2Net50 红外热成像

菲律宾蛤仔肌原纤维蛋白热变性与闭壳肌脱壳的关联性

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水产学报 2024年第7期48卷 48-57页

作者：支慧敏李杨王薇董涵玉卢航赵慧姜玉声田元勇大连海洋大学食品科学与工程学院大连海洋大学大连市虾蟹繁育与健康养殖重点实验室

为了探讨菲律宾蛤仔热处理后闭壳肌脱壳与肌原纤维蛋白热变性的关联，实验首先通过差示扫描量热仪（DSC）研究了闭壳肌蛋白的热变性规律，然后利用光学显微镜和电子显微镜观察了加热对闭壳肌微观结构的影响，以Ca2+-ATPase活性、盐溶解... 详细信息

为了探讨菲律宾蛤仔热处理后闭壳肌脱壳与肌原纤维蛋白热变性的关联，实验首先通过差示扫描量热仪（DSC）研究了闭壳肌蛋白的热变性规律，然后利用光学显微镜和电子显微镜观察了加热对闭壳肌微观结构的影响，以Ca2+-ATPase活性、盐溶解度、SDSPAGE为指标研究了肌原纤维蛋白的热变性规律。新鲜的闭壳肌DSC结果显示，在50、60和78°C时共有3个吸收峰，闭壳肌在50和80°C加热5 min后对应的吸收峰消失，可能分别对应肌球蛋白和肌动蛋白发生了热变性。菲律宾蛤仔在沸水浴加热处理后，闭壳肌纤维呈现横向聚集和纵向收缩，由于收缩程度不同导致闭壳肌和外壳出现不同程度分离状态。肌原纤维蛋白加热处理（0.5 mol/L NaCl,45°C,5 min）后，Ca2+-ATPase活性和盐溶解度快速下降，表明肌球蛋白发生了热变性。此外，肌动蛋白在变性前对肌球蛋白具有非常明显的保护作用。研究表明，使肌原纤维蛋白中肌球蛋白、肌动蛋白、副肌球蛋白同时变性，有利于脱壳的发生。本研究可为菲律宾蛤仔后续加工提供理论依据和数据支撑。

关键词：菲律宾蛤仔热处理微观结构肌原纤维蛋白

三十烷醇纳米制剂对冬小麦抗旱生理特性的影响

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干旱地区农业研究 2024年第1期42卷 142-151页

作者：张鑫王崇李丽王超马海洋邢佳伊王耀生中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/作物高效用水与抗灾减损国家工程实验室/农业农村部旱作节水农业重点实验室北京100081

以‘XR4347’品种冬小麦为供试作物,在步入式气候室内开展盆栽试验,设置3种叶面喷施剂型和3个灌溉水平,剂型为市售三十烷醇微乳剂(TRIA,T1)、水滑石负载三十烷醇纳米制剂(TRIA-LDH,T2)和助剂条件对照(T3);灌溉水平分别设置为土壤田间持... 详细信息

以‘XR4347’品种冬小麦为供试作物,在步入式气候室内开展盆栽试验,设置3种叶面喷施剂型和3个灌溉水平,剂型为市售三十烷醇微乳剂(TRIA,T1)、水滑石负载三十烷醇纳米制剂(TRIA-LDH,T2)和助剂条件对照(T3);灌溉水平分别设置为土壤田间持水量的90%(充分灌溉,W1)、60%(中度水分胁迫,W2)和40%(重度水分胁迫,W3)。结果表明:(1)在相同水分处理下,喷施TRIA和TRIA-LDH对小麦叶片光合速率有促进作用。中度水分胁迫下,喷施TRIA和TRIA-LDH的小麦地上部干质量较对照处理分别增加69.9%和32.7%,水分利用效率分别增加32.2%和16.4%;重度水分胁迫下,喷施TRIA-LDH的小麦耗水量比喷施TRIA显著降低24.0%,地上部干物质积累量增加,因此水分利用效率显著提高13.6%。(2)中度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性比喷施TRIA处理显著增加2倍,重度水分胁迫下喷施TRIA-LDH的小麦叶片SOD活性比喷施TRIA处理显著增加1倍,表明喷施TRIA-LDH比喷施TRIA对抗氧化酶活性的促进效果更好。(3)重度水分胁迫下,喷施TRIA-LDH与TRIA的小麦叶片ABA含量分别比对照处理显著降低21.8%和30.9%,表明重度水分胁迫下外源施用三十烷醇可通过降低叶片ABA含量有效缓解水分胁迫对于植株生长的抑制。(4)重度水分胁迫下,喷施TRIA的小麦叶片保卫细胞Ca^(2+)大量外流,而喷施TRIA-LDH的叶片保卫细胞Ca^(2+)内流,可见植物对TRIA-LDH的吸收利用效果更好。在水分胁迫下,三十烷醇纳米制剂增强了植株的抗旱能力,提高了植株的水分利用效率。因此,水滑石纳米载体可用于负载三十烷醇,实现三十烷醇对植物高效、可持续的调控。

关键词：三十烷醇水滑石纳米载体冬小麦水分利用效率抗旱性