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树干高度耦合壁面热效应对城市街谷内污染扩散的影响研究

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环境工程技术学报 2024年第3期14卷 808-817页

作者：姬蓉姚成崔鹏义黄远东罗杨杨瑞涛上海理工大学环境与建筑学院

在半封闭的街道峡谷内,交通排放和二次污染物容易在通风不良的区域积聚,严重威胁人们的健康。在影响街道峡谷流场和污染物扩散特性的诸多因素中,太阳辐射引起的壁面热浮力以及不同树干高度对空气动力学的影响一直没有得到足够的重视。... 详细信息

在半封闭的街道峡谷内,交通排放和二次污染物容易在通风不良的区域积聚,严重威胁人们的健康。在影响街道峡谷流场和污染物扩散特性的诸多因素中,太阳辐射引起的壁面热浮力以及不同树干高度对空气动力学的影响一直没有得到足够的重视。通过设置5种树干高度(0.18H、0.40H、0.62H、0.84H、1.06H,H为建筑高度)耦合4种壁面加热配置,研究不同树干高度(耦合树木遮阴效应)和墙体加热条件对城市街道峡谷内气流流动和污染物扩散的影响。结果表明,不同树干高度及壁面热效应对城市街道峡谷内气流流动和污染物扩散有显著影响。当树干高度低于建筑物高度时,壁面加热产生的热浮力作用会降低街谷内污染物浓度并增强通风性能;当树干高度超过建筑物高度时,迎风面加热所产生的热浮力会对污染物扩散造成阻碍。采用全壁面加热能够实现更低的污染物积累。研究结果可为城市绿色设施的优化设计,实现对局部微气候环境和空气质量精准调控提供技术指导。

关键词：街道峡谷数值模拟风洞试验树木高度壁面热效应

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直流电下导电沥青混凝土非线性导电行为研究

上海理工大学学报 2024年第3期46卷 339-346页

作者：李秀君张恒莫洁清宋明洋上海理工大学环境与建筑学院上海200093

导电沥青混凝土中非线性导电行为的导电机制尚不明确。基于实验室制备的碳纤维(CF)–碳纤维粉(CFP)导电沥青混凝土,通过测试外力场对导电沥青混凝土电阻率的关系,结合线性随机电阻网络模型、动态随机电阻网络模型和非线性随机动态电阻... 详细信息

导电沥青混凝土中非线性导电行为的导电机制尚不明确。基于实验室制备的碳纤维(CF)–碳纤维粉(CFP)导电沥青混凝土,通过测试外力场对导电沥青混凝土电阻率的关系,结合线性随机电阻网络模型、动态随机电阻网络模型和非线性随机动态电阻器模型,研究导电沥青混凝土非线性导电行为,明确非线性导电行为的导电机制。结果表明:随着碳纤维掺量、油石比和压力的增加,电阻率呈现明显且相似的非线性下降趋势,其中,碳纤维粉掺量的增加导致电阻率先下降后上升;不同掺量的导电沥青混凝土伏安特性曲线均呈现非线性特征;在强电场作用下,导电相材料本身的非线性导电行为和绝缘态部分载流子通道导通引起的非线性导电行为共同导致了碳纤维–碳纤维粉导电沥青混凝土的非线性导电行为,并证明在电场作用下导电沥青混凝土存在隧道效应。

关键词：碳纤维粉电阻率导电沥青混凝土非线性导电行为隧道效应

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高压电脉冲-水力压裂耦合过程中岩体缝间扰动规律研究

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地质科技通报 2024年

作者：饶平平宁肯崔纪飞上海理工大学环境与建筑学院

为了研究高压电脉冲-水力压裂岩体缝间扰动及裂缝扩展规律，以弹性力学、断裂力学、损伤力学为基础，采用扩展有限元法对高压电脉冲在水压(3 MPa)下的放电过程进行了数值计算，并对岩体裂缝进行了分析。结果表明：在5 kV放电电压下，高... 详细信息

为了研究高压电脉冲-水力压裂岩体缝间扰动及裂缝扩展规律，以弹性力学、断裂力学、损伤力学为基础，采用扩展有限元法对高压电脉冲在水压(3 MPa)下的放电过程进行了数值计算，并对岩体裂缝进行了分析。结果表明：在5 kV放电电压下，高压电脉冲-水力压裂较传统水力压裂的最大裂缝宽度提高了35%，且随着放电电压增大，裂缝的最大缝宽和起裂压力均增大，缝间干扰能力增强。此外，岩体中缝间干扰还与主应力差、注入速率、裂缝数量有关。具体而言，在相同的电压下，注入速率越快，裂缝长度越长，应力阴影效果越明显，缝间扰动越强；在注入速率相同的情况下，主应力差越大，裂缝朝最大主应力延伸的方向性越明显，起裂压力和最大缝宽均随着主应力差的增大而减小；多个裂缝分支可以同时扩展并相互交叉，三条裂缝的应力阴影区比两条裂缝的影响范围更广。研究结果旨在为水下高压电脉冲压裂和煤层增透技术的研究提供理论依据和研究方法，并且为实际工程人为控制裂缝奠定一定基础。

关键词：高压电脉冲水力压裂多裂缝扩展应力干扰扩展有限元

废家电拆解和废塑料再生产生灰尘中重金属的生物可利用性及健康风险

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环境科学学报 2024年第8期44卷 488-498页

作者：徐梦瑶方佳莉冯千千郭杰阮菊俊陶红上海理工大学环境与建筑学院上海200093 中山大学环境科学与工程学院广州510275

电子废弃物拆解处理将造成车间含重金属粉尘的污染,而粉尘在车间飘浮及沉降过程中将造成工人对重金属的暴露风险.基于废家电拆解和废塑料再生两类处理工艺,分析灰尘(粒径<75μm)中8种重金属的浓度水平和形态组成,采用体外模拟实验进行... 详细信息

电子废弃物拆解处理将造成车间含重金属粉尘的污染,而粉尘在车间飘浮及沉降过程中将造成工人对重金属的暴露风险.基于废家电拆解和废塑料再生两类处理工艺,分析灰尘(粒径研究,并基于体外模拟数据进行健康风险评价.结果表明,两类车间灰尘中重金属的浓度含量和形态组成相似,Zn的浓度最高,其次是Cu、Pb和Ni,而Cd的浓度最低.Cu以碳酸盐结合态为主,Co、Ni、Zn、Cd和Pb以铁锰氧化态为主,而Cr和Sb主要存在于残渣态中.Zn在胃液的生物可利用性最高(79.6%),Cu在肠液和肺液的生物可利用性是最高为60.6%和82.3%.Zn、Cd和Pb在胃液中的生物可利用性高于肠液,而Cu、Cr、Ni和Sb在肠液中的生物可利用性高于胃液.重金属的形态组成对其生物可利用性具有影响,其中铁锰氧化态与胃液的生物可利用性呈显著正相关.基于生物可利用性数据进行风险评价,所有重金属的危险指数均低于1,Cr、Ni、Cd和Pb的致癌风险也是可接受的.

关键词：电子废弃物拆解回收金属形态体外模拟实验暴露风险

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钙镁二元盐复合材料的储热性能

化工进展 2024年第4期43卷 1764-1773页

作者：刘涵曲明璐叶振东杨帆黄蓓佳张亚宁刘洪芝上海理工大学环境与建筑学院上海200093 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150006 北海道大学大学院工学研究院北海道札幌0608628

水合盐热化学储热利用可逆的化学反应,能够在吸附与脱附过程中实现热量的释放与储存,其具有储热密度高、适合长期跨季节储热等优点,与太阳能相结合可以减少对化石能源的依赖。为探究两种不同多孔基底对钙镁二元盐复合热化学储热材料储... 详细信息

水合盐热化学储热利用可逆的化学反应,能够在吸附与脱附过程中实现热量的释放与储存,其具有储热密度高、适合长期跨季节储热等优点,与太阳能相结合可以减少对化石能源的依赖。为探究两种不同多孔基底对钙镁二元盐复合热化学储热材料储热性能的影响,基于摩尔比为1∶2的MgCl_(2)与CaCl_(2)两种水合盐,本文对以微孔分子筛(13X)为多孔基底的MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料和以介孔硅藻土(WSS)为多孔基底的MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的孔结构、平衡吸附量和循环稳定性等进行实验对比分析。采用蜂窝状储热单元的二维模型,对两种MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合热化学储热单元的储/放热过程进行模拟对比分析。结果表明,与WSS相比,13X的孔隙更小、比表面积更大、平衡吸附量更高。由于MgCl_(2)/2CaCl_(2)的填充,两种复合材料的孔体积、比表面积、孔隙率较多孔基底均有所下降。受MgCl_(2)/2CaCl_(2)与多孔基底协同作用的影响,MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的平衡吸附量在整个相对湿度区间均有明显提升,Polanyi吸附势理论可以很好地描述MgCl_(2)/2CaCl_(2)复合材料的等温吸附线。WSS20储热单元的储热密度为371.94MJ/m^(3),可以持续输出20℃温升以上的空气198min,其放热功率和热回收效率均高于13X17储热单元。WSS20在循环47次后仍然保持完整的结构和良好的吸附量,而13X17在循环10次后发生破裂。综合储热密度和循环稳定性,WSS20更适合作为储热材料使用。

关键词：热化学储热钙镁二元盐硅藻土循环稳定性储热密度

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锚栓屈服型可抬升柱脚节点抗震性能试验研究

上海理工大学学报 2024年第2期46卷 190-198页

作者：陈刚高玲张煜坤郑七振上海理工大学环境与建筑学院上海200093 上海建工一建集团有限公司上海200120

为满足结构在震中安全且震后可修复使用的目的,设计了一种锚栓屈服型可抬升柱脚节点,该节点是一种半刚性节点,将柱脚锚栓的一部分作为节点的阻尼器,阻尼器为柱脚提供抗弯能力和可抬升能力,在地震时柱脚节点塑性变形主要集中在阻尼器上,... 详细信息

为满足结构在震中安全且震后可修复使用的目的,设计了一种锚栓屈服型可抬升柱脚节点,该节点是一种半刚性节点,将柱脚锚栓的一部分作为节点的阻尼器,阻尼器为柱脚提供抗弯能力和可抬升能力,在地震时柱脚节点塑性变形主要集中在阻尼器上,震后通过更换阻尼器即可完成柱脚节点的修复。为此,设计一组普通外露式柱脚节点和锚栓屈服型可抬升柱脚节点进行对比试验,并通过拟静力试验,研究它们在低周往复荷载下的滞回特性、抗弯承载力、刚度退化、耗能能力等抗震性能,同时研究柱脚节点在更换阻尼器前后的抗震性能。研究结果表明:对比普通外露式柱脚节点,锚栓屈服型可抬升柱脚具有更好的耗能能力和变形能力,试件的损伤基本集中在可更换的阻尼器上,耗能模式和损伤机制较为合理。在进行修复后,除初期转动刚度略低于修复前试件外,整体抗震性能基本可恢复至震前水平。另外,该新型柱脚的阻尼器拆卸和更换较为简便。

关键词：可恢复功能结构可抬升柱脚可更换构件锚栓屈服抗震性能

低钒高活性低温脱硝SCR催化剂：钒前驱体种类与表面钒浓度的影响

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燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：田茜叶鹏吴启龙熊尚超甘丽娜陈建军上海理工大学环境与建筑学院西南交通大学地球科学与环境工程学院清华大学环境学院

氮氧化物（NOx）作为大气污染的主要污染物，对生态环境和人类健康都有严重危害。SCR技术作为处理氮氧化物最有效的方法而被广泛应用。SCR技术的核心在于SCR催化剂。传统商业催化剂的反应温度很难达到最佳工作温度区间，将V2O5/TiO2催... 详细信息

氮氧化物（NOx）作为大气污染的主要污染物，对生态环境和人类健康都有严重危害。SCR技术作为处理氮氧化物最有效的方法而被广泛应用。SCR技术的核心在于SCR催化剂。传统商业催化剂的反应温度很难达到最佳工作温度区间，将V2O5/TiO2催化剂的温度窗口扩大到低温区域的同时降低钒负载量是需要突破的关键问题。本研究采用固相合成法制备了一系列不同钒前驱体和不同钒负载量的V2O5/TiO2粉体催化剂。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、氨气程序升温脱附和氢气程序升温还原等表征对催化剂的物理化学性质进行了分析，并在固定床反应器上对催化剂的脱硝活性进行了评价。以草酸氧钒（VOC2O4·xH2O）和乙酰丙酮氧钒(VO（acac）2)为钒前驱体，钒负载量为5%时，制备的粉体催化剂在200-350℃内NOx转化率稳定在100%，表现出最高的脱硝活性，相比于以偏钒酸铵（NH4VO3）和硫酸氧钒（VOSO4·xH2O）为钒前驱体制备的催化剂，其最高活性温度往低温区迁移了约150℃。而且以VO（acac）2作为钒前驱体制备的低钒含量（1%）催化剂的脱硝活性甚至高于以NH4VO3为钒前驱体制备的的高钒含量（6%）催化剂。结果表明，以VOC2O4和VO（acac）2为钒前驱体能有效调控催化剂上的活性位点和聚合状态，促进不同价态的V原子相互作用，形成更多的还原性V物种(V4+)，从而表现出优异的SCR反应活性，同时也为制备低钒高活性的低温脱硝催化剂提供了一种有效方法。

关键词： SCR NO 钒基催化剂前驱体 V O /TiO

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黄原胶-粉煤灰联合处理酸污染土试验研究

长江科学院院报 2024年第4期41卷 111-118页

作者：倪静韩晓婷贺青青耿雪玉上海理工大学环境与建筑学院上海200093 温州大学建筑工程学院浙江温州325006

绿色环保型生物聚合物黄原胶应用于岩土工程,可提高土体强度及抗风蚀、水蚀能力。鉴于黄原胶分子中的丙酮酸基团和糖苷键在酸性土壤条件下易水解,导致凝胶黏性减小、固土效果减弱,拟采用碱性材料粉煤灰协同黄原胶固化酸污染土,并开展液... 详细信息

绿色环保型生物聚合物黄原胶应用于岩土工程,可提高土体强度及抗风蚀、水蚀能力。鉴于黄原胶分子中的丙酮酸基团和糖苷键在酸性土壤条件下易水解,导致凝胶黏性减小、固土效果减弱,拟采用碱性材料粉煤灰协同黄原胶固化酸污染土,并开展液塑限、击实及无侧限抗压强度试验。结果表明:粉煤灰有助于提高固化土的塑限、最优含水率及最大干密度。酸性土壤条件下,粉煤灰能明显改善黄原胶固土效果,联合法固化酸污染土强度甚至超过联合法固化未污染土。另外,粉煤灰可提高土壤的pH值,缓解黄原胶水解,使其发挥增黏及胶结土颗粒的作用。基于试验结果,建议采用联合法固化酸污染土(FA=9%,XG=3%),可比酸污染上海黏土强度提高310%;在未污染土中采用黄原胶即可(XG=4%),可比未污染天然上海黏土强度提高90%。研究成果有助于绿色环保型生物聚合物的推广与应用。

关键词：酸污染土黄原胶粉煤灰界限含水率击实无侧限抗压强度

基于金字塔分层L-K光流法的燃气火焰动态特征提取与分析

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燃烧科学与技术 2024年第4期30卷 403-410页

作者：王敬燊毕德贵王宇樊俊杰上海理工大学环境与建筑学院上海200093 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

本文研究了金字塔分层L-K光流算法在燃气火焰诊断中的应用,通过实验提取不同工况下燃气火焰图像动态特征,并验证火焰动态特征灵敏性和有效性.结果表明:在稳定工况下,速度大小的均值和方差相比于速度方向的均值和方差更能反映火焰的动态... 详细信息

本文研究了金字塔分层L-K光流算法在燃气火焰诊断中的应用,通过实验提取不同工况下燃气火焰图像动态特征,并验证火焰动态特征灵敏性和有效性.结果表明:在稳定工况下,速度大小的均值和方差相比于速度方向的均值和方差更能反映火焰的动态变化;在不稳定工况下,动态特征的速度大小、均值出现周期性变化,描述了不稳定燃烧和火焰熄灭的过程;速度大小均值和方差与工况参数之间呈现显著相关,而速度方向均值和方差相关性较弱.本研究为开发新的燃气检测技术提供参考.

关键词：稀疏光流法燃气火焰火焰动态特征特征参数