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基于CFD的起重机机械臂屈曲稳定性分析

现代制造技术与装备 2024年第7期60卷 29-31,35页

作者：崔锡舰武汉建筑材料工业设计研究院有限公司武汉430074

首先建立起重机机械臂结构的有限元模型,并将载荷施加到模型节点;其次运用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟实际流体情况,计算风载荷分布,通过气流模拟简化模型;最后进行起重机机械臂的屈曲稳定性分析。在结构性... 详细信息

首先建立起重机机械臂结构的有限元模型,并将载荷施加到模型节点;其次运用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟实际流体情况,计算风载荷分布,通过气流模拟简化模型;最后进行起重机机械臂的屈曲稳定性分析。在结构性屈曲分析中,所有试件的屈曲载荷值均处于304~574 kN,在动态允许的最大起升载荷范围内;在非线性屈曲分析中,最大应力值为113.5 MPa,最小应力值为-2.0 MPa;在线性屈曲分析中,当载荷达到80 kN时,起重机机械臂的位移达到最大,此时机械臂已接近其极限承载能力。通过屈曲稳定性分析,得出起重机机械臂具有较为稳定的特性的结论。

关键词：计算流体动力学(CFD) 起重机机械臂稳定性分析

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模块化FTIR测定FCV用氢气痕量杂质

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 853-858页

作者：袁蕙刘丹徐广通中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCH... 详细信息

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCHO等多种痕量级别杂质。考察了各含氢杂质分析的影响因素,精选了杂质物种定性区域,优化了定量方法,提出了实用性强的定量检出限,在降低了背景气和空白气纯度的要求也能确保限值浓度准确测定。九种杂质的计算方法检出限达到ASTM D7653-18参考值,其定量限也均低于ISO 14687:2019相应的限值,定量线性范围约2个数量级,相关系数均大于0.999,准确度和精密度均不高于10%,通过ISO 21087:2019规定的方法适用性验证规则,满足ISO 14687:19相应的质控标准。根据不同场景需求,样品模块、气体净化控制模块、配气模块、红外分析模块和尾气处理模块可以有机结合并具有良好的实用性和扩展性,尾气处理后氢气浓度可降至100μmol·mol^(-1)以下排放,满足安全绿色环保的要求。与实验室其他参考方法测定值有较好的一致性,并已在FCV氢气工业生产样品质量检测中得到应用,它将从实验室离线方法逐步发展成为适用于工业不同场景的在线方法,这对燃料级氢气品质体系的建立、纯化技术的推广应用及燃料电池催化剂新材料开发均具有意义。

关键词：傅里叶变换红外光谱氢气痕量杂质

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铝锂合金稳定化包覆及其推进剂应用

含能材料 2024年第1期32卷 2-11页

作者：李佳贺杜芳唐长盛杨玉林夏德斌张健王平林凯峰哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江哈尔滨150001 湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003

Al‐5Li合金是一种理想的合金燃料,具有放热量高、燃烧时会产生微爆的特点,替代铝粉可显著提高推进剂的燃烧效率。然而Al‐5Li合金粉体具有较高的反应活性,易与推进剂组分反应,致使推进剂内存在气孔裂纹等结构缺陷,无法直接应用于推进... 详细信息

Al‐5Li合金是一种理想的合金燃料,具有放热量高、燃烧时会产生微爆的特点,替代铝粉可显著提高推进剂的燃烧效率。然而Al‐5Li合金粉体具有较高的反应活性,易与推进剂组分反应,致使推进剂内存在气孔裂纹等结构缺陷,无法直接应用于推进剂中。为了提高Al‐5Li合金的稳定性及相容性,采用7%长链烷酸(PA)对Al‐5Li合金粉末进行表面包覆,得到了具有高稳定性、高相容性的Al‐5Li@7PA样品,表面致密无裂纹,PA分子通过化学键作用附着在合金表面,包覆后样品可稳定存在于70℃热水中30 min。与Al‐5Li相比,包覆后样品的燃烧热提升了4.55%;相容性和装药性方面,Al‐5Li@7PA样品与HTPB(端羟基聚丁二烯)的相容性等级由5级提升至1级,药柱内无任何气孔裂纹等缺陷,表明包覆后的Al‐5Li合金满足了推进剂装药需求。推进剂燃烧性能测试表明,与Q3 Al粉相比,Al‐5Li@7PA推进剂的燃速和燃温分别提升了10.28%和45.41%,燃烧产物残渣粒径更小。

关键词： Al‐5Li合金化学键推进剂相容性燃烧性能

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不同孔径陶瓷膜硅烷改性及油水分离性能研究

膜科学与技术 2024年第1期44卷 16-26页

作者：苟立民段丽君柯威陈献富邱鸣慧范益群南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室南京211816 南京膜材料产业技术研究院有限公司南京211800

具有低表面能的疏水陶瓷膜常用于含水油液分离,而渗透通量的提高是提升膜分离过程经济性的关键.本文通过有机硅烷接枝改性制备疏水陶瓷膜,研究硅烷改性对不同孔径陶瓷膜结构及油水分离性能的影响。以孔径为1 000 nm、100 nm、10 nm的3... 详细信息

具有低表面能的疏水陶瓷膜常用于含水油液分离,而渗透通量的提高是提升膜分离过程经济性的关键.本文通过有机硅烷接枝改性制备疏水陶瓷膜,研究硅烷改性对不同孔径陶瓷膜结构及油水分离性能的影响。以孔径为1 000 nm、100 nm、10 nm的3种陶瓷膜为研究对象,考察不同孔径陶瓷膜硅烷化改性前后膜表面微观形貌、润湿性及渗透阻力的变化,评价3种孔径疏水陶瓷膜在溶剂、酸碱等环境下的稳定性,并将3种孔径硅烷改性的陶瓷膜用于油包水乳液分离.结果表明,孔径越小的膜硅烷化改性后渗透阻力增幅越大,尤其是当孔径达到10 nm,改性前后渗透阻力相差近3倍;原膜孔径对改性膜润湿性影响不大,且均表现出良好的耐溶剂性、耐酸碱性.低压高流速的操作方式有利于提高改性膜通量;对于水含量1 000μL/L的W/O乳液,3种改性膜对水的截留率均超过93%,渗透液水含量低于70μL/L,其中1 000 nm改性膜通量最高,达375 L/(m^(2)·h),而10 nm膜更不易被污染;对于水含量10%(体积分数)的W/O乳液,1 000 nm改性膜污染非常严重,通量迅速下降为14.1 L/(m^(2)·h),而100 nm改性膜污染程度较小,通量较高.

关键词：陶瓷膜疏水表面硅烷改性油水分离

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基于掺硼金刚石电极的工业废水处理研究进展

化工进展 2024年第1期43卷 501-513页

作者：王博张长安赵利民袁俊宋永一中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045

工业废水普遍具有可生化性差、污染物种类多、有机物含量高、难降解等特点,常规处理手段难使其达标排放。以电化学高级氧化工艺为代表的污水深度处理工艺处理污水效果显著,是近年来环境工作者的研究热点之一。掺硼金刚石(boron-doped di... 详细信息

工业废水普遍具有可生化性差、污染物种类多、有机物含量高、难降解等特点,常规处理手段难使其达标排放。以电化学高级氧化工艺为代表的污水深度处理工艺处理污水效果显著,是近年来环境工作者的研究热点之一。掺硼金刚石(boron-doped diamond,BDD)电极理化性质优异,是目前电化学高级氧化处理废水最为理想高效的阳极材料,但关于大尺寸BDD电极的应用及处理真实工业废水的研究情况尚未及时总结归纳。本文以基于BDD电极的电化学高级氧化工艺过程为对象,对该过程涉及到的废水特点、工艺原理、BDD电极特点及制备方法、处理案例和工艺参数优化等方面的研究进展进行综述,重点聚焦不同污染体系下的大型实验室装置、中试装置和处理真实工业废水案例,总结了BDD电极材料开发情况和不同类型工艺的技术特点,探讨了工艺优化方面的研究进展和目前限制该技术大规模工业化应用的主要原因。最后对基于BDD电极的电化学高级氧化工艺应用前景和重点发展方向作出了展望。

关键词：电化学废水氧化掺硼金刚石工艺优化

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梳型温敏聚合物对无固相水基钻井液高温流变性的调控

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石油学报 2024年第2期45卷 427-436页

作者：谢彬强陶怀志张俊陈晋东吕军贤赵林长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 长江大学石油工程学院湖北武汉430100 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司石油工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011

针对现有聚合物增黏剂存在高温降黏缺陷,不能有效调控无固相水基钻井液高温流变性能的难题,采用自由基胶束聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/新型温敏单体(MVC)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)梳型温敏聚合物(TSP-Comb)。采用红外光谱、... 详细信息

针对现有聚合物增黏剂存在高温降黏缺陷,不能有效调控无固相水基钻井液高温流变性能的难题,采用自由基胶束聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/新型温敏单体(MVC)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)梳型温敏聚合物(TSP-Comb)。采用红外光谱、核磁氢谱和凝胶渗透色谱等表征和测定了TSP-Comb的分子结构和重均分子量,采用热重分析和环境扫描电镜分别测定了TSP-Comb分子链的热稳定性和微观结构,采用流变仪和可见分光光度计研究了TSP-Comb的温度响应特性,并研究了TSP-Comb对无固相水基钻井液高温流变性能的调控效果。研究结果表明,TSP-Comb溶液在90~180℃范围内具有优良的高温增稠特性和较高的相变温度(高于60℃),相比较于线性温敏聚合物,TSP-Comb在高温流变稳定性和相变温度提升方面均有明显改善;TSP-Comb的高温增稠特性有助于改善无固相钻井液的高温流变性能,基于TSP-Comb构建的无固相钻井液的表观黏度、塑性黏度、动切力等流变参数在90~180℃较宽温度范围内的变化率小于25%,TSP-Comb显著提高了无固相钻井液的高温流变稳定性,为无固相水基钻井液高温流变性能调控提供了一种新方法。

关键词：梳型聚合物温敏聚合物高温增稠高温流变性无固相钻井液

TiO2/ZnO/SnO2的的制备及光臭氧协同催化深度处处理制革废水

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水处理技术 2024年

作者：商希礼黄西振杜平段永正李长海李波滨州学院化工与安全学院山东省工业污水资源化工程技术研究中心山东滨华新材料有限公司

采用溶剂热法制备了复合金属氧化物催化剂(TiO2/ZnO/SnO2)，以生化制革废水为处理对象，废水COD为110～140 mg/L，对催化剂光催化臭氧氧化性能进行了探。考察了催化剂种类、反应时间、催化剂用量、臭氧浓度等因素对生化制革废水COD去除... 详细信息

采用溶剂热法制备了复合金属氧化物催化剂(TiO2/ZnO/SnO2)，以生化制革废水为处理对象，废水COD为110～140 mg/L，对催化剂光催化臭氧氧化性能进行了探。考察了催化剂种类、反应时间、催化剂用量、臭氧浓度等因素对生化制革废水COD去除率的影响。XPS、XRD、UV-Vis DRS、SEM、TEM及FT-IR等结果证明，实现了复合金属氧化物催化剂的制备。光催化臭氧氧化实验结果表明，与单独光催化和臭氧催化氧化相比，光催化臭氧氧化能明显提高生化制革废水的COD去除率。当催化剂用量为0.8 g/L，臭氧浓度20 mg/L，复合催化剂光催化臭氧氧化效果最佳，反应150 min后，COD去除率达到83.7%。重复实验结果表明TiO2/ZnO/SnO2稳定性较好。本研究利用光催化和臭氧催化氧化协同作用深度处理制革废水，效率较高，无二次污染，可为工业污水深度处理提供参考。

关键词：光催化臭氧催化氧化制革废水 TiO /ZnO/SnO

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超特高压GIL三支柱绝缘子研究述评

高压电器 2024年第2期60卷 143-155页

作者：陈静臧春艳龚禹璐宋冬冬南方电网公司超高压输电公司曲靖局云南曲靖655000 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 武汉智能装备工业技术研究院有限公司武汉430074

大力发展超特高压GIL设备是“双碳”背景下解决中国大量输电需求的一个重要解决途径。但由于超特高压GIL应用历史较短,其关键性组件的可靠性还有待提高,特别是近年来GIL三支柱绝缘子闪络或击穿事故频发,面临着故障机理不明、优化方法不... 详细信息

大力发展超特高压GIL设备是“双碳”背景下解决中国大量输电需求的一个重要解决途径。但由于超特高压GIL应用历史较短,其关键性组件的可靠性还有待提高,特别是近年来GIL三支柱绝缘子闪络或击穿事故频发,面临着故障机理不明、优化方法不足、检测手段缺失等严峻现状。文中在简单介绍超特高压GIL三支柱绝缘子组成结构及类型的基础上,统计了近年来中国在运GIL工程中出现的相关故障,重点从材料选型、工艺改进、结构优化、试验与检测技术提升等多个角度,系统分析了当前超特高压GIL三支柱绝缘子在设计、制造、安装、运行及维护各阶段所存在的问题,梳理和提出了多样化的改进措施,并对后续研究给出了建议方向,可为超特高压GIL三支柱绝缘子的产品升级和故障率降低提供有益的参考。

关键词： GIL 特高压三支柱绝缘子环氧复合材料表面电荷

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橡胶抗辐照老化用添加剂研究进展

海军工程大学学报 2024年第4期36卷 57-63页

作者：朱敏邵照群朱春华杨洋海军工程大学核科学技术学院武汉430033 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900

核电和航空航天等领域常使用橡胶作为密封件和减震材料,这些含橡胶部件不可避免地受到辐照环境的影响,而辐照会诱导橡胶交联和分解,导致材料性能下降,威胁到人员和设备安全。因此,提高橡胶的抗老化能力、延长橡胶的使用寿命已成为橡胶... 详细信息

核电和航空航天等领域常使用橡胶作为密封件和减震材料,这些含橡胶部件不可避免地受到辐照环境的影响,而辐照会诱导橡胶交联和分解,导致材料性能下降,威胁到人员和设备安全。因此,提高橡胶的抗老化能力、延长橡胶的使用寿命已成为橡胶满足工程应用的重要需求。在橡胶中添加抗氧化剂,能阻断老化过程中的链式自由基反应,是延缓橡胶老化的重要手段。然而,传统小分子抗氧化剂会迁移到橡胶表面,并且在辐照老化过程中消耗迅速,导致橡胶的抗辐照性能大打折扣,故研发低毒、抗迁移、低成本、高性能抗氧化剂是目前的发展方向。为此,系统地综述了橡胶用抗氧化剂的研究进展。首先,简要介绍了抗氧化剂在辐照老化过程中的作用机理;然后,讨论了提高抗氧化剂持续作用的解决方案;最后,对橡胶抗氧化剂的未来发展趋势和挑战进行了展望。

关键词：橡胶抗辐照抗氧化剂链式自由基反应

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