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硅基微柱簇阵列微通道流动沸腾实验研究

化工学报 2024年第8期75卷 2840-2851页

作者：曲玖哲杨鹏杨绪飞张伟宇波孙东亮王晓东华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室北京102206 北京计算机技术及应用研究所北京100854 北京石油化工学院机械工程学院北京102617

为实现硅基微通道流动沸腾换热强化,分别设计并加工了具有并联微通道、稀疏微柱簇和致密微柱簇结构的微通道换热器,以丙酮为工质开展热通量200~650 kW·m^(-2)的流动沸腾实验。结果表明,相较于并联微通道,稀疏微柱簇和致密微柱簇微通道... 详细信息

为实现硅基微通道流动沸腾换热强化,分别设计并加工了具有并联微通道、稀疏微柱簇和致密微柱簇结构的微通道换热器,以丙酮为工质开展热通量200~650 kW·m^(-2)的流动沸腾实验。结果表明,相较于并联微通道,稀疏微柱簇和致密微柱簇微通道具有更强的两相换热性能;在质量流速43 kg·m^(-2)·s^(-1)的条件下,稀疏微柱簇微通道与致密微柱簇微通道的平均传热系数分别可达到18.6和17.8 kW·m^(-2)·K^(-1),稀疏微柱簇微通道PEC最大可达到1.49。微柱簇阵列随热通量的增加呈现出三种不同流型,可视化研究表明,稀疏微柱簇内产生的汽相更倾向发生微柱簇绕流,而致密微柱簇内产生的汽相更倾向包裹住微柱簇,这使得前者表现出更强的两相换热性能。

关键词：微通道微柱簇阵列相变气液两相流强化换热气泡行为

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芳烃抽提离子液体萃取剂筛选和过程模拟

石油学报（石油加工） 2024年第3期40卷 591-601页

作者：李兆奇胡松王俐智丁延李进龙邓兆敬中化学科学技术研究有限公司北京100029 常州大学石油化工学院江苏常州213164

通过液-液平衡实验测定了温度303.15 K和一定剂/油比条件下6种不同离子液体(ILs)在芳烃抽提中对芳烃的分离效果,获得了较优ILs萃取剂1-烯丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Amim][NTf 2]),并系统测定了温度303.15~323.15 K范围内正己... 详细信息

通过液-液平衡实验测定了温度303.15 K和一定剂/油比条件下6种不同离子液体(ILs)在芳烃抽提中对芳烃的分离效果,获得了较优ILs萃取剂1-烯丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Amim][NTf 2]),并系统测定了温度303.15~323.15 K范围内正己烷+苯+[Amim][NTf 2]三元液-液相平衡数据,回归得到新NRTL热力学模型二元交互参数。基于环丁砜芳烃抽提工艺流程,设计和模拟了以[Amim][NTf 2]为替代萃取剂的分离工艺,并获得了最优操作参数(核心装置萃取塔15块理论板、中部回流流股进料位置第5块板、操作压力100 kPa)。结果表明,热集成后的[Amim][NTf 2]工艺能耗(20.82 MW)与环丁砜工艺相当,且在不考虑溶剂成本情况下,ILs工艺在年总成本(62.49×105 USD/a)方面更具优势。研究所得的相平衡实验数据和计算结果可为芳烃抽提过程设计和优化提供支撑。

关键词：芳烃分离离子液体环丁砜液-液萃取年总成本计算

基于组合赋权和TOPSIS-GRA法的城市地铁车站应急疏散能力评价

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铁道标准设计 2024年第7期68卷 178-184,225页

作者：张继信黄东阳王东民康健商泽译北京石油化工学院安全工程学院北京102617 北京市高速公路交通工程有限公司北京101102

城市地铁站的应急疏散能力是保证城市轨道交通系统安全运营和高效疏散的重要指标。为准确评价地铁站的应急疏散能力,首先,分析影响城市地铁站应急疏散的主要因素,建立了包含16个三级指标的地铁站应急疏散能力评价指标体系,通过主观层次... 详细信息

城市地铁站的应急疏散能力是保证城市轨道交通系统安全运营和高效疏散的重要指标。为准确评价地铁站的应急疏散能力,首先,分析影响城市地铁站应急疏散的主要因素,建立了包含16个三级指标的地铁站应急疏散能力评价指标体系,通过主观层次分析法和客观熵权法分别计算得到主客观权重,引入博弈论计算得到各评价指标的组合权重。其次,将灰色关联分析(GRA)与逼近理想解排序法(TOPSIS)结合,对城市地铁站的应急疏散能力进行评价,通过计算各评价对象的综合相对贴近度,实现对各个评价对象的综合评价和排序。实例分析表明,该指标体系科学合理,该评价方法既能对各个评价对象进行整体评判,又能克服TOPSIS法欧氏距离相近无法区分排序的缺陷。通过与其他模型的对比排序验证了评价指标体系与评价方法的可行性与有效性。

关键词：组合赋权逼近理想解排序法(TOPSIS) 灰色关联分析法(GRA) 地铁车站应急疏散综合评价

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柱坐标系强守恒型动量方程离散方法研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1049-1054页

作者：石国赟陈宇杰朱剑琴李海旺宇波北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102617 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京102617

柱坐标系中,为了便于统一形式和编程实施方便,学者们对动量方程形式进行了多种变换,导致其守恒性质不明或有待进一步定量验证。针对这一问题,本文根据柱坐标系基向量关系推导了张量形式强守恒型方程的分量形式,并基于AUSM格式给出了对... 详细信息

柱坐标系中,为了便于统一形式和编程实施方便,学者们对动量方程形式进行了多种变换,导致其守恒性质不明或有待进一步定量验证。针对这一问题,本文根据柱坐标系基向量关系推导了张量形式强守恒型方程的分量形式,并基于AUSM格式给出了对应的离散过程和离散结果。通过激波和均匀流动问题求解验证表明,本文所推导的动量方程在任意网格下均可严格满足守恒性,而将部分项放入源项处理则导致守恒性无法满足,需要大量网格才能保证计算结果的可靠性。本文研究内容可为强守恒型动量方程的应用提供参考。

关键词： N-S方程守恒性柱坐标数值模拟

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具身智能驾驶：概念、方法、现状与展望

智能科学与技术学报 2024年第1期6卷 17-32页

作者：沈甜雨李志伟范丽丽张庭祯唐丹丹周美华刘华平王坤峰北京化工大学信息科学与技术学院北京理工大学信息与电子学院燕山大学信息科学与工程学院北京同仁医院眼科研究所清华大学计算机科学与技术系

具身智能突破了传统人工智能的界限，强调了机器与物理世界交互的重要性，旨在通过促进软硬件一体化智能体的环境适应性学习和智能行为的演化，解决更多智能系统在现实应用中的问题。在这一理念的启发下，提出了具身智能驾驶的概念与框... 详细信息

具身智能突破了传统人工智能的界限，强调了机器与物理世界交互的重要性，旨在通过促进软硬件一体化智能体的环境适应性学习和智能行为的演化，解决更多智能系统在现实应用中的问题。在这一理念的启发下，提出了具身智能驾驶的概念与框架，将具身智能思想融入自动驾驶汽车的开发与应用中，通过物理智能体、虚拟智能体和真实交通场景之间的持续交互，实现智能系统在复杂交通场景中的精准感知、高效执行、自主进化，提升自动驾驶车辆对复杂开放交通环境的长期适应能力。基于提出的具身智能驾驶框架，进一步总结了其中涉及的核心技术，并剖析了相关技术的发展现状与存在问题。此外，通过探索虚实互动数据智能、基础模型与基础智能、持续学习与平行智能在其中的重要作用和应用潜力，提出了对这一领域的思考与展望。旨在推进具身智能驾驶的系列创新性研究和自动驾驶技术在更广泛场景的应用落地，并为智能车辆等移动机器人系统的发展，提供新的思路和解决方案。

关键词：具身智能自动驾驶具身感知具身执行具身进化

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无机硫自养反硝化处理污废水工程应用进展

应用化工 2024年第4期53卷 959-963页

作者：刘柏利胡广志李再兴邢琳琼韩严和刘艳芳河北科技大学环境科学与工程学院云南大学化学科学与工程学院北京石油化工学院环境工程系

系统阐述了以无机硫为电子供体的硫自养反硝化系统中微生物特性,分析了不同反应器中硫自养反硝化微生物的优势菌属、无机硫源氧化还原过程中涉及的功能酶,介绍了加快硫自养反硝化启动的方法,如减少S~0颗粒的粒径、外加磁场、添加硫代谢... 详细信息

系统阐述了以无机硫为电子供体的硫自养反硝化系统中微生物特性,分析了不同反应器中硫自养反硝化微生物的优势菌属、无机硫源氧化还原过程中涉及的功能酶,介绍了加快硫自养反硝化启动的方法,如减少S~0颗粒的粒径、外加磁场、添加硫代谢中间产物或牛血清蛋白等,重点归纳了近年来硫自养反硝化国内外的实际工程应用的情况,并展望了硫自养反硝化技术未来的发展方向,旨在为硫自养反硝化体系发展提供借鉴和参考。

关键词：硫自养反硝化反硝化脱氮工程应用反应机理单质硫电子供体

近年北京市环境空气臭氧及其背景浓度的对比分析

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环境科学 2024年

作者：李云凤汤济霖纪元元王亚飞李红高锐北京石油化工学院机械工程学院环境工程系中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室

为了解北京市近年来O3污染变化趋势及区域背景的贡献，基于2018～2022年北京市34个站点的O3在线监测数据，对比分析了北京市及其城区点、郊区点、清洁点、区域点和交通点等不同类型点位的O3浓度时序变化和超标情况，并利用美国德克萨斯... 详细信息

为了解北京市近年来O3污染变化趋势及区域背景的贡献，基于2018～2022年北京市34个站点的O3在线监测数据，对比分析了北京市及其城区点、郊区点、清洁点、区域点和交通点等不同类型点位的O3浓度时序变化和超标情况，并利用美国德克萨斯州环境质量委员会(TCEQ)提出的区域背景估算方法计算区域背景(没有前体物排放时的O3浓度)和本地生成对O3的贡献率。结果表明，在2018～2022年期间，2019年北京市O3体积分数年评价值最高，2021年最低，2022年出现反弹；除交通点外，北京市及其他各类型点位O3体积分数均呈下降趋势。各点位O3月评价值最高均出现在6月，清洁点位月评价值常高于其他点位。O3超标率和重度污染天数占比均呈波动变化，清洁点更易出现O3重污染天。O3超标天中以轻度污染为主，2020～2022年重度污染天O3平均体积分数均高于2019年。为剔除NO对O3“滴定”效应的影响，TCEQ法采用总氧化剂Ox(Ox=O3+NO2)代替O3进行估算，结果表明北京市区域背景和本地生成均呈下降趋势，区域背景对O3的贡献明显高于本地生成；但由于光化学活动的增强，夏季区域背景的贡献有所降低。总体而言，虽然2018～2022年北京市O3体积分数呈现下降趋势，但重污染天O3没有表现出同样的变化趋势。为实现“十四五”基本消除重污染天气目标，并有效控制O3污染，建议北京市在加强本地O3前体物排放管控的同时，进一步优化京津冀及周边区域的大气污染联防联控机制，减少区域背景对O3污染的贡献。

关键词：北京臭氧(O ) 浓度变化区域背景本地生成

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薄板式静态混合器混合性能数值模拟

化学工程 2024年第2期52卷 78-82,88页

作者：谷雨安申法陈家庆姬宜朋栾智勇丁国栋肖建洪北京石油化工学院机械工程学院北京102617 深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室北京102617 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院山东东营257067

薄板式静态混合器内构件简单、通量高、压降低,可以有效降低稀释水掺混能耗。文中以不均匀系数ψ和管路压降Δp作为评价指标,利用CFD(计算流体动力学),对比分析单直管、单顺流羽状管、单逆流羽状管和双顺流羽状管等4种注水方式的混合效... 详细信息

薄板式静态混合器内构件简单、通量高、压降低,可以有效降低稀释水掺混能耗。文中以不均匀系数ψ和管路压降Δp作为评价指标,利用CFD(计算流体动力学),对比分析单直管、单顺流羽状管、单逆流羽状管和双顺流羽状管等4种注水方式的混合效果和压降。研究发现,在注水管安装在L/D=5.3处,单管注入时,注水两侧形成的径向二次流强度Se变化缓慢,稳定的涡旋流在混合器内产生混合“死区”,降低了静态混合器的油水混合速度;当ψ降至0.05时,混合距离超过18D。此混合死区解释了单管注入时分散相注入点附近易出现局部高浓度区。双顺流羽状管注入时,对撞水相产生较高径向二次流强度Se,且迅速降低。快速变化的流场显著减少混合距离,与单管注入相比,ψ降至0.05时混合距离减少76.9%,Δp增加1.5%。

关键词：油水混合数值模拟薄板式静态混合器注水方式

动态水力旋流器内短路流流量的计算方法及影响分析

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化工进展 2024年

作者：于海栾智勇姬宜朋安申法陈家庆司政任强孙丰旭宋泽润北京石油化工学院机械工程学院深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

短路流是影响水力旋流器分离效率的重要因素，然而针对动态水力旋流器中短路流的形式和计算方法鲜有研究。本文通过数值模拟的方式对动态水力旋流器溢流管口处径向速度变化和流线分布规律，提出了一种基于数值模拟的动态水力旋流器短路... 详细信息

短路流是影响水力旋流器分离效率的重要因素，然而针对动态水力旋流器中短路流的形式和计算方法鲜有研究。本文通过数值模拟的方式对动态水力旋流器溢流管口处径向速度变化和流线分布规律，提出了一种基于数值模拟的动态水力旋流器短路流流量计算方法。将量纲为1的动态水力旋流器高灵敏度结构参数作为输入指标，以数值模拟所得的短路流率作为响应目标，通过响应曲面法建立了量纲为1的结构参数与短路流率间的计算模型。基于所建立的模型，使单管处理量为120m3/h的动态水力旋流器进行结构改进，改进后短路流流量减少了59.6%，分离效率提高了10.4%，基于该方法改进的单管120m3/h处理量动态水力旋流器中试样机通过了海上石油平台上的试验验证，且试验分离性能与模拟预测分离效率间的平均误差仅有4.9%。

关键词：动态水力旋流器短路流计算模型数值模拟现场试验