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硫酸钠制备碳酸氢钠过程中Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律

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化工进展 2024年第3期43卷 1621-1629页

作者：胡洪远张洋张贺东范兵强郑诗礼汤吉海南京工业大学化工学院江苏南京211816 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律的掌握,对硫酸钠高值利用制备碳酸氢钠过程的工艺优化有重要意义。本文采用等温溶解平衡法在101.3~1099.0kPa下303.15K、323.15K和343.15K时研究了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系以及其子体系Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O的液-固相平衡关系,并获得了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系以及SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)在Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律。研究结果表明,Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系中氨对硫酸钠有强烈盐析作用,当温度低于305.55K时在氨的作用下,体系平衡固相以无水硫酸钠的形式存在。同时硫酸钠氨盐水溶液通入二氧化碳进行碳酸化可促进硫酸钠的溶解。低温、高压有利于促进硫酸钠氨盐水溶液的碳酸化,并提高硫酸钠向碳酸氢钠的转化率。

关键词：硫酸钠相平衡碳酸化氨气碳酸氢钠

基于CFD的焚烧炉二次风优化布置数值模拟研究

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能源工程 2024年第4期44卷 36-44页

作者：凌佳喜周向阳刘明辉赵兵何俊刘焕程国坚江苏集萃工业过程模拟与优化研究所有限公司江苏苏州215000 中节能兆盛环保有限公司江苏无锡214200 东南大学流程工业智能化研究中心江苏苏州215000

为研究二次风布置形式和前后墙风速对焚烧炉内流场、温度场及污染物生成浓度的影响规律,针对某200t/d城市生活垃圾焚烧炉进行了CFD数值模拟研究,采用FLIC与FLUENT软件分别模拟了垃圾床层燃烧及炉膛气相燃烧过程,借助二次开发平台开发了... 详细信息

为研究二次风布置形式和前后墙风速对焚烧炉内流场、温度场及污染物生成浓度的影响规律,针对某200t/d城市生活垃圾焚烧炉进行了CFD数值模拟研究,采用FLIC与FLUENT软件分别模拟了垃圾床层燃烧及炉膛气相燃烧过程,借助二次开发平台开发了自定义程序,完成了FLIC与FLUENT数据耦合。仿真结果表明,当二次风口采用交错布置时,前墙风速(21.657m/s)应小于后墙风速(40.220m/s),烟气主流位于炉膛出口中央,二次风根部产生的涡流较小,烟道内气流分布更为均匀,烟气充盈度更佳。当二次风口采用对冲布置时,前墙风速应等于后墙风速(风速为33.413m/s),高温烟气才能位于烟道中部。通过对比污染物生成浓度,发现在采用前后墙各12个二次风口并且互相交错布置时,当前墙风速(21.657m/s)小于后墙风速(40.220m/s),所产生的CO浓度最小,数值为41.64mg/Nm^(3),上述发现可为焚烧炉设计时合理地选择技术参数、改善燃烧效率、降低能耗提供理论支撑。

关键词：焚烧炉数值模拟二次风布置交错对冲污染物浓度

低产杂醇高产酯酵母菌株的选育和共酵对黄酒品质的影响及机制分析

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食品科学技术学报 2024年第4期42卷 31-44页

作者：刘娅刘双平刘甜甜谢铃毛健江南大学食品学院/粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心江苏无锡214122 江南大学(绍兴)产业技术研究院传统酿造食品健康功效重点实验室浙江绍兴312000 国家黄酒工程技术研究中心浙江绍兴312000

杂醇和酯是影响黄酒品质的关键化合物,寻找发酵性能优良的酵母菌株,开发低产杂醇高产酯的发酵工艺具有重要的理论价值和应用前景。以酿酒酵母jiangnan1#作为出发菌株,通过紫外诱变、常压室温等离子体诱变技术,以实验室模拟发酵制得的黄... 详细信息

杂醇和酯是影响黄酒品质的关键化合物,寻找发酵性能优良的酵母菌株,开发低产杂醇高产酯的发酵工艺具有重要的理论价值和应用前景。以酿酒酵母jiangnan1#作为出发菌株,通过紫外诱变、常压室温等离子体诱变技术,以实验室模拟发酵制得的黄酒中杂醇、酯类化合物质量浓度为评价指标,筛选出1株优良的突变菌株,命名为YAR28。对YAR28进行了生孢纯化筛选,获得1株产醇酯较佳的酿酒酵母,命名为酿酒酵母Y28-23。将酿酒酵母Y28-23连续5次传代培养,进行稳定性验证,结果显示,该酿酒酵母的酒精产量没有显著性差异(P>0.05),但产杂醇的质量浓度[(378.16±28.76)mg/L]比出发菌株降低了21.41%,且产酯的质量浓度[(152.86±19.73)mg/L]增加了35.57%。将酿酒酵母Y28-23与52株具备潜在产酯性能的非酿酒酵母共酵,以低产杂醇高产酯为评价指标,最终确定了异常威克汉姆酵母Y34为较佳的非酿酒酵母。进一步优化酿酒酵母Y28-23与异常威克汉姆酵母Y34的共酵条件,发现在主发酵阶段的温度为20℃的条件下以1∶10的添加比例共酵黄酒,对于黄酒醇酯比的优化效果较佳,杂醇的质量浓度为(281.20±5.73)mg/L,酯类的质量浓度为(240.02±2.47)mg/L。相比于单菌发酵,黄酒中杂醇的质量浓度降低了25.63%,而酯类的质量浓度增加了57.13%。基于代谢组学分析,获得多条与黄酒发酵过程中底物利用及风味形成密切相关的差异代谢物和代谢通路,阐明了黄酒共酵过程中异常威克汉姆酵母Y34对酿酒酵母Y28-23的代谢调节作用。研究可为利用发酵菌株控制黄酒酿造过程中的醇酯含量提供技术支持,对黄酒发酵菌种资源的开发利用以及黄酒品质的提升具有参考价值。

关键词：低产杂醇高产酯酿酒酵母异常威克汉姆酵母共酵代谢组学

湿法纺制PEDOT:PSS基纤维及其在柔性电子器件中的应用进展

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复合材料学报 2024年

作者：张强飞陈勇吉王水莲赵科良刘振国西北工业大学宁波研究院浙江省柔性电子重点实验室西北工业大学柔性电子研究院河南大学柔性电子学院河南省柔性电子产业技术研究院

近年来，导电聚合物材料在柔性可穿戴电子领域的应用越来越瞩目。与薄膜材料相比，纤维材料在柔性、可织造等方面有着先天的优势，湿法纺丝技术是连续制备导电纤维的主要手段，PEDOT:PSS基纤维具有柔性、高导电性、比表面积大、可纺性... 详细信息

近年来，导电聚合物材料在柔性可穿戴电子领域的应用越来越瞩目。与薄膜材料相比，纤维材料在柔性、可织造等方面有着先天的优势，湿法纺丝技术是连续制备导电纤维的主要手段，PEDOT:PSS基纤维具有柔性、高导电性、比表面积大、可纺性等优势。然而，PEDOT主链的刚性使纤维的拉伸性和导电性无法同时满足，使其在柔性可穿戴电子领域的应用受到限制。因此，经湿法纺丝制备高性能导电纤维的研究成为了时下的热点和难点。通过对湿法纺丝过程中的关键步骤进行优化，可以有效提高纤维的综合性能，从而为导电纤维在未来柔性电子领域的应用提供新的可能性。本文总结了当前湿法纺丝PEDOT:PSS基纤维的制备策略，包括纺丝液设计、凝固浴调控及后处理优化三个关键步骤，分析了PEDOT:PSS基纤维在柔性电子器件领域中的应用和存在的问题，展望了PEDOT:PSS基纤维在新一代纤维基柔性电子器件中的性能表现和发展方向。

关键词：聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS) 湿法纺丝导电纤维柔性电子复合材料柔性传感器超级电容器可穿戴电子

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结构光测量中相机曝光优化与图像质量评估

激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 184-193页

作者：张伟宋杰吕圣曾志龙方麒王生怀湖北汽车工业学院机械工程学院湖北十堰442002 湖北中程科技产业技术研究院有限公司湖北十堰442003

为了解决结构光三维测量采集过程中无法准确确定曝光量的问题,提出了一种基于相机响应函数求解最优曝光时间的方法。该方法主要通过使用大津法(Otsu)对不同被测物体图像进行背景分割,然后利用相机响应函数求解真实像素值与曝光时间之间... 详细信息

为了解决结构光三维测量采集过程中无法准确确定曝光量的问题,提出了一种基于相机响应函数求解最优曝光时间的方法。该方法主要通过使用大津法(Otsu)对不同被测物体图像进行背景分割,然后利用相机响应函数求解真实像素值与曝光时间之间的关系,从而得到在理想像素均值下的最优曝光时间。此外,构建了通过计算图像过曝与欠曝像素点的占比与归一化的像素均值等其他基本图像质量评价参数的图像质量评价方法,该方法能够对被测物体图像进行有效评价。实验使用不同曝光时间进行双目结构光三维测量,对比了模型重建中相位匹配点数量与关键特征的测量结果。结果表明:使用最优曝光时间采集被测物,图像评价结果参数均在90%以上;在模型重建过程中相位匹配点数最多,关键特征测量结果准确,与其他测量方法的最大测量误差为0.02 mm;同时被测物图像质量评价结果与相位匹配点数呈正相关,证明了该评价方法的有效性。本研究为结构光三维测量中曝光量的选择提供了科学的依据。

关键词：测量与计量结构光三维测量相机响应函数阈值分割图像质量评价方法

电动汽车驱动电机与负载模拟系统建模及电弧故障仿真研究

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电子测量与仪器学报 2024年第1期38卷 237-245页

作者：杨凯庄宏航董毓利张认成涂然华侨大学机电装备过程监测及系统优化福建省高校重点实验室厦门361021 华侨大学机电及自动化学院厦门361021 厦门产业技术研究院厦门361001 华侨大学土木工程学院厦门361021

电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展... 详细信息

电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展大量实验,研究电弧故障特性。首先,在电动汽车负载转矩计算和等效缩放的基础上搭建了模拟实验平台,采集三相永磁同步电机线路串联电弧故障电流。其次,运用MATLAB软件构建空间矢量脉宽调制控制的电动汽车驱动电机与负载模拟系统,引入Cassie电弧故障模型并进行改进,对电动汽车三相永磁同步电机线路串联电弧故障展开仿真分析。最后,采用基于平肩宽度占比和小波包分解能量占比的特征提取方法,将仿真数据与实测数据进行比较并定量评价。结果表明,所提出的高斯电弧故障复合模型的相对平均误差最小,仅为7.6%。所构建的仿真系统可有效模拟实际线路的电弧故障,对电动汽车电气火灾的防控具有重要意义。

关键词：电动汽车驱动电机负载模拟电弧故障模型评价

C_(6)F_(12)O混合气体与三元乙丙橡胶的相容性研究

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工程科学与技术 2024年第5期56卷 106-116页

作者：田双双刘本立邓广宇张晓星李慧慧刘伟豪陈辉湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心湖北武汉430068 襄阳湖北工业大学产业研究院湖北襄阳441000 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北武汉430000

C_(6)F_(12)O作为一种新型环保绝缘气体,与缓冲气体混合后具有作为绝缘介质运用于中低压电气设备的潜力。然而,环保气体绝缘设备内的密封材料是否与C_(6)F_(12)O长期兼容还有待深入研究。为此,本文研究了C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与... 详细信息

C_(6)F_(12)O作为一种新型环保绝缘气体,与缓冲气体混合后具有作为绝缘介质运用于中低压电气设备的潜力。然而,环保气体绝缘设备内的密封材料是否与C_(6)F_(12)O长期兼容还有待深入研究。为此,本文研究了C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与气体绝缘设备中常用的三元乙丙橡胶(EPDM)的相容性和O_(2)对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与EPDM相容性的影响。本文搭建了气固相容性实验平台,并结合实际运行温度进行不同温度下C_(6)F_(12)O混合气体与EPDM的相容性实验,测试了实验后EPDM的表面形貌、表面元素、力学性能和气体成分的变化,以确定C_(6)F_(12)O混合气体与EP-DM的长期相容性。同时,构建了C_(6)F_(12)O混合气体与EPDM分子链的仿真模型,基于分子动力学(MD)理论计算了C_(6)F_(12)O、CO_(2)与EPDM之间的扩散系数、相互作用参数和混合能。结果表明:在110℃热加速实验后EPDM表面产生鳞状结构,并在EPDM表面检测到C—F键、有机氟化物和金属氟化物,EPDM的力学性能降低,实验后主要气体产物为C_(3)F_(6)和C_(3)F_(7)H。加入O_(2)后,EPDM在90℃时表面出现凸起,并且有大量O、F元素积累在表面,EPDM力学性能下降,气体产物增多。理论计算也表明升高温度和加入O_(2)会加速C_(6)F_(12)O混合气体在EPDM中的扩散,导致气体分子与EPDM相容性变差。本文的研究成果将为C_(6)F_(12)O气体绝缘设备的设计和制造过程提供参考。

关键词： C_(6)F_(12)O混合气体三元乙丙橡胶相容性分子动力学模拟

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增材制造光电功能薄膜和器件研究进展

硅酸盐学报 2022年第6期50卷 1715-1727页

作者：吴语林爱平赵玬浇范兰兰张骥弟王淑芬曹磊顾锋江西理工大学国际创新研究院先进材料与制造实验室江西南昌330013 江苏省产业技术研究院工业过程模拟与优化研究所江苏苏州215123

光电功能薄膜和器件在平面显示、固态照明、信息传递与储存、新能源和光化学等领域应用广泛,进一步提升其性能是当前关注的热点。增材制造作为一种过程简单、高精度、无需模具、节约材料、满足个性化和批量化的智能制备技术,近年来在制... 详细信息

光电功能薄膜和器件在平面显示、固态照明、信息传递与储存、新能源和光化学等领域应用广泛,进一步提升其性能是当前关注的热点。增材制造作为一种过程简单、高精度、无需模具、节约材料、满足个性化和批量化的智能制备技术,近年来在制备先进光电功能薄膜和器件方面受到广泛关注。本工作综述了当前光电功能薄膜和器件领域主要的增材制造技术及其研究进展,重点介绍了喷墨打印、电流体打印和直接书写技术在制备具有三维结构的光电功能薄膜方面的研究进展,及其在复杂结构和微结构多尺度原位调控方面存在的挑战;进而介绍了气溶胶喷射打印技术,基于其液滴的微反应过程,在光电功能薄膜制备过程中有助于实现微纳米尺度原位控制;同时简要介绍了增材制造技术在开发包括碳基材料和MXene在内的光电功能材料和器件方面的进展;最后对增材制造技术在光电功能薄膜和器件领域的研究重点进行了概述,尚待进一步加强对材料与墨水配方的研发和打印过程调控及新型增材制造技术的开发,并提出了实现多尺度结构原位调控是未来基于增材制造技术开发新型高性能光电功能材料和器件的发展方向。本综述对了解增材制造光电功能薄膜和器件的发展水平和发展趋势具有积极意义。

关键词：光电功能薄膜和器件增材制造先进材料微结构调控

基于深度强化学习的收割机省内协同调度优化策略

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农业工程学报 2024年第14期40卷 23-32页

作者：李子康张璠滕桂法李政王梓怡马世纪河北农业大学信息科学与技术学院保定071001 河北省农业大数据重点实验室保定071000 河北省数字农业产业技术研究院石家庄050000

针对目前多机多地块间调度作业存在效率低、成本高等问题,该研究构建了以收割机地块间转移成本最小为目标的协同调度模型,设计了基于深度强化学习的收割机协同调度优化算法(inter-regional collaborative optimization scheduling algor... 详细信息

针对目前多机多地块间调度作业存在效率低、成本高等问题,该研究构建了以收割机地块间转移成本最小为目标的协同调度模型,设计了基于深度强化学习的收割机协同调度优化算法(inter-regional collaborative optimization scheduling algorithm based on deep reinforcement learning,DRL-ICOSA)。首先分析收割机调度作业的马尔可夫决策过程,构建基于注意力机制的策略网络和价值网络,在随机采样策略中引入动态高斯噪声,以避免训练初期陷入局部最优,同时提高网络模型的鲁棒性;接着采用近端策略优化算法(proximal policy optimization,PPO)训练网络模型;最后利用测试集验证DRL-ICOSA算法,得到收割机优化调度方案。基于有效作业时长40和24 h、农机调度中心位于作业区域中心和区域边缘的4种组合作业场景下,采用DRL-ICOSA算法、遗传算法(genetic algorithm,GA)、粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)和模拟退火算法(simulated annealing,SA)计算调度策略并进行对比分析。试验结果表明:当调度中心位于区域中心或边缘时,有效作业时长为40 h,DRL-ICOSA算法相较于GA、PSO和SA算法,平均调度成本降幅不少于13.9%;有效作业时长为24 h,平均调度成本降幅不少于11.5%。当作业时长为40或24 h时,调度中心位于区域中心,DRL-ICOSA算法相较于GA、PSO和SA算法,平均调度成本降幅不少于12.3%;调度中心位于区域边缘时,DRL-ICOSA算法相较于GA、PSO和SA算法,平均调度降幅不低于11.5%。因此,有效作业时长为40或24 h、调度中心位于区域中心或边缘时,相比其他3种算法,DRL-ICOSA算法均能计算得到最低的调度成本。这一研究结果可为收割机省内协同作业提供科学合理的调度方案。

关键词：农业机械优化算法路径规划深度强化学习协同调度