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基于碳纤维/碳泡沫预制体的高比强度碳/碳复合材料制备及性能

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4180-4188页

作者：王兴俊贾建刚潘子康刘第强臧树俊兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨150046

碳/碳复合材料以其优异的性能广泛应用于航空航天、装备等领域,但碳纤维预制体成本高等因素限制了碳/碳复合材料的发展。碳泡沫具有三维网状结构,其韧带表现出与碳纤维相似的性质,可以作为增强相制备新型碳/碳复合材料。本文以酚醛树脂... 详细信息

碳/碳复合材料以其优异的性能广泛应用于航空航天、装备等领域,但碳纤维预制体成本高等因素限制了碳/碳复合材料的发展。碳泡沫具有三维网状结构,其韧带表现出与碳纤维相似的性质,可以作为增强相制备新型碳/碳复合材料。本文以酚醛树脂作为碳源,NaCl作为造孔剂,制备出不同碳纤维体积含量(0vol%、1vol%、3vol%、5vol%、7vol%)的碳泡沫作为碳/碳复合材料预制体,利用热梯度化学气相渗积(TGCVI)快速致密化技术制备碳/碳复合材料,考察了碳纤维含量对碳纤维/碳泡沫预制体及其致密化后密度、微观结构和力学性能的影响。结果表明:随着碳纤维含量的增加,碳纤维/碳泡沫预制体中的微裂纹数量明显增加,密度由0.51 g/cm^(3)逐渐降低至0.31 g/cm^(3),抗压强度由51.33 MPa下降至1.35 MPa,抗弯强度由42.53 MPa下降至6.32 MPa。致密化之后碳/碳复合材料抗压强度与抗弯强度显著提升,最高分别为183.67 MPa和123.46 MPa,其密度为1.09 g/cm^(3),因此具有高比强度。致密化后复合材料的热导率从0.298 W/(m·K)(致密化前)增大到2.484 W/(m·K),提升了734%,这是由于致密化后碳纤维与热解碳形成了三维导热网络。

关键词： C/C复合材料酚醛树脂碳纤维碳泡沫化学气相增密力学性能

融合可解释机器学习的成品汽油调和配方质量预测评价与致因分析

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 126-136页

作者：李炜郑明杰李亚洁梁成龙兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心甘肃兰州730050 中国石油兰州石化分公司油品储运厂甘肃兰州730060

受成品汽油调和配方需“先验”评价与修正的驱动,本研究将轻量级梯度提升树(LightGBM)与可解释机器学习(SHAP)方法相结合,兼顾复杂模型精度高与后验SHAP可解释性强的各自优势,提出了一种调和配方质量预测评价及致因分析方法。该方法先... 详细信息

受成品汽油调和配方需“先验”评价与修正的驱动,本研究将轻量级梯度提升树(LightGBM)与可解释机器学习(SHAP)方法相结合,兼顾复杂模型精度高与后验SHAP可解释性强的各自优势,提出了一种调和配方质量预测评价及致因分析方法。该方法先引用改进遗传算法(IGA)优化LightGBM的超参数,建立了可同时预测成品汽油性能和环保指标的模型,并结合汽油国ⅥA标准与企业生产实际制定了配方质量评价标准,实现配方“先验”评价;再基于SHAP的全局和局部致因分析,对缺陷配方给出了易于操作的单变量定性修正建议。实验结果表明:相比于传统BP网络和随机森林(RF)、以及采用随机搜索和GA优化参数的LightGBM等模型,IGA_LightGBM模型可得到更全面和精准的预测指标,SHAP致因分析可给出契合实际的修正建议。该方法是智能算法代替人工的有益探索。

关键词：成品汽油调和配方质量评价可解释机器学习预测建模致因分析参数优化

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分段启动对离心泵系统内外流动特性的影响

流体机械 2024年第5期52卷 40-46页

作者：赵斌董治国富友长沙水泵厂有限公司长沙410015 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050

为进一步改善离心泵启动在关死点的振动和噪声问题,以一台比转速为200的离心泵为研究对象,采用数值模拟与试验验证相结合的方法,以内部压力波动和设计扬程比值的7%为限制,对不同启动转速下的压力脉动特性进行了分析。并结合一维水动力... 详细信息

为进一步改善离心泵启动在关死点的振动和噪声问题,以一台比转速为200的离心泵为研究对象,采用数值模拟与试验验证相结合的方法,以内部压力波动和设计扬程比值的7%为限制,对不同启动转速下的压力脉动特性进行了分析。并结合一维水动力模型对泵及阀门的开关特性进行耦合性分析,确保大型泵输水系统启动过程的安全稳定运行。结果表明:为保证大型泵启动过程中的绝对振动幅值的要求,建议使用分段启动的方式,当泵以0.63倍额定转速启动时,可保证压力监测点的压力脉动幅度均处于设计扬程的7%以下;阀门动作规律在泵启动过程中同样至关重要,当选用两阶段开阀方式,配合泵的分段启动,可以很好地降低出口压力幅值,配合阀门先慢、后快的开阀方式,可以最大程度降低泵启动时的倒转流量,使大型泵站安全、稳定运行。研究结果可为大型泵输水系统设计、运行提供理论依据。

关键词：离心泵分段启动压力脉动过渡过程分析

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污泥生物炭对水体中磷的吸附

中国环境科学 2024年第3期44卷 1347-1356页

作者：马锋锋郑旭东张建赵浩张鑫焦雅仙康宏兵李庆兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

以污水处理厂剩余污泥(RS)制备成的污泥生物炭(SDBC)作为吸附剂,采用批平衡法研究SDBC对磷的吸附特征,考察投加量、溶液pH值等因素对SDBC吸附磷的影响,并通过响应面法(RSM)对影响磷吸附的条件进行优化,结合实验结果与表征数据对SDBC吸... 详细信息

以污水处理厂剩余污泥(RS)制备成的污泥生物炭(SDBC)作为吸附剂,采用批平衡法研究SDBC对磷的吸附特征,考察投加量、溶液pH值等因素对SDBC吸附磷的影响,并通过响应面法(RSM)对影响磷吸附的条件进行优化,结合实验结果与表征数据对SDBC吸附磷的机制进行探究.结果表明,SDBC对磷的吸附动力学符合Elovich(R^(2)=0.984)方程,说明SDBC对磷的吸附过程是多种反应共同作用的非均相扩散过程;Langmuir(R^(2)=0.980)和Langmuir-Freundlich(R^(2)=0.979)方程能很好地描述磷在SDBC上的吸附行为,由Langmuir拟合所得的磷最大吸附量为4.508mg/g;Langmuir-Freundlich模型拟合均相指数n(1.143)较小,说明SDBC上吸附位点分布不均匀,SDBC与磷之间存在相互作用力.SDBC吸附磷的最佳初始pH值为4.0~5.0;SDBC对磷吸附的最佳投加量为8g/L.通过RSM分析得到SDBC对磷的最佳吸附条件为SDBC的投加量为5g/L,磷的初始浓度c0为10mg/L,pH为***对磷吸附的可能机制包括静电吸附作用,共沉淀作用,置换作用,配体交换作用以及孔隙填充作用.

关键词：剩余污泥生物炭磷响应面法吸附

擦亮美丽甘肃底色——甘肃省教材印制企业绿色低碳高质量转型发展实践

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印刷经理人 2024年第4期 48-50页

作者：邓军军王学全兰州石化职业技术大学兰州新华印刷厂经营科

近年来,以兰州新华印刷厂、甘肃新华印刷厂为代表的甘肃省内骨干印刷企业紧盯印刷产业十四五时期发展专项规划、甘肃省十四五规划和二零三五年远景目标纲要,深入落实习总书记对甘肃重要讲话和指示精神。省内骨干印企坚持书刊绿色印刷主... 详细信息

近年来,以兰州新华印刷厂、甘肃新华印刷厂为代表的甘肃省内骨干印刷企业紧盯印刷产业十四五时期发展专项规划、甘肃省十四五规划和二零三五年远景目标纲要,深入落实习总书记对甘肃重要讲话和指示精神。省内骨干印企坚持书刊绿色印刷主业,补短板、夯基础、扩增量,以“美丽甘肃建设”为引领;以“绿色、低碳、高质量”发展为目标,持续推进企业生产经营与环境保护协同发展;以巩固阵地、传承文化、服务人民为首要职责,在发展质量、效益上取得了明显成效,绿色引领带动作用逐步显现。

关键词：企业生产经营印刷产业转型发展印刷企业绿色印刷补短板协同发展环境保护

改进YOLOv5的探地雷达常见地下管线识别

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地球物理学报 2024年第9期67卷 3588-3604页

作者：王惠琴罗佳何永强曹明华高大庆李佳豪兰州理工大学计算机与通信学院兰州730050 西北民族大学土木工程学院兰州730030

针对当前探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)图像识别准确率低,且小目标识别困难等问题,本文将YOLOv5(You Only Look Once)和ConvNeXt网络相结合,提出一种适用于GPR图像的常见地下管线识别网络ConvNeXt-YOLOv5,显著提高了雷达图像... 详细信息

针对当前探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)图像识别准确率低,且小目标识别困难等问题,本文将YOLOv5(You Only Look Once)和ConvNeXt网络相结合,提出一种适用于GPR图像的常见地下管线识别网络ConvNeXt-YOLOv5,显著提高了雷达图像中小目标的识别精度.同时,为了解决因地下管线原始信息不足而导致的模型训练精度低的问题,使用实测GPR图像、时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)与混类增强算法Mixup模拟图像构建数据集.然后,在此数据集上验证了本文所提方法对常见地下管线的识别效果,并用识别后的二维GPR B-scan图像还原出地下管线的三维图像.实验结果表明,对镀锌输水钢管、PVC管、电缆线和含水塑料瓶等常见地下管线进行识别时,ConvNeXt-YOLOv5表现出优良的识别性能.尤其是对PVC管的识别精度提升明显.与YOLOv4、YOLOv5、YOLOv7和Faster R-CNN模型相比,其平均精度均值分别提高了3.83%、2.82%、1.9%和3.72%.同时,三维探地雷达图像更直观的还原了地下管线信息.

关键词：探地雷达地下管线深度学习 ConvNeXt 三维显示

基于智能化的精细化工全流程自动化实现路径研究

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化工管理 2024年第29期 24-27页

作者：张鑫媛兰州助剂厂股份有限公司甘肃兰州730300

随着中国步入新时代的发展轨道,化工行业的生产效率和生产质量面临着前所未有的挑战和机遇。为了顺应时代发展需求,化工行业亟待进行深层次的改革,通过技术创新和智能化升级,提高化工流程的精细化和高质量化水平。在智能化背景下,精细... 详细信息

随着中国步入新时代的发展轨道,化工行业的生产效率和生产质量面临着前所未有的挑战和机遇。为了顺应时代发展需求,化工行业亟待进行深层次的改革,通过技术创新和智能化升级,提高化工流程的精细化和高质量化水平。在智能化背景下,精细化工全流程自动化推进过程中还存在一些问题,尽管自动化技术在化工行业的应用已取得显著成效,但产品质量仍有较大的提升空间,产品结构布局尚待优化,自动化体系仍需进一步完善。基于此,文章分析了当前化工行业的发展现状,并结合智能化技术的最新进展,提出了精细化工全流程自动化建设的具体实现路径。

关键词：精细化工智能化全流程自动化化工行业

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高温铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性研究

核科学与工程 2024年第3期44卷 572-581页

作者：常杰元黎义斌杨从新马文生张人会周欢兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学核级泵先进装备创新研究中心甘肃兰州730050 重庆水泵厂有限责任公司重庆400033

为研究铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性,基于液态铅铋的冲磨蚀破坏机理分析,利用边界层理论建立冲磨蚀数学模型,采用SST k-ω湍流模型对0.8Q_(d)、1.0Q_(d)和1.2Q_(d)三种方案下泵内流动进行数值计算,获得了叶片冲磨蚀分布及壁面流速、流态、... 详细信息

为研究铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性,基于液态铅铋的冲磨蚀破坏机理分析,利用边界层理论建立冲磨蚀数学模型,采用SST k-ω湍流模型对0.8Q_(d)、1.0Q_(d)和1.2Q_(d)三种方案下泵内流动进行数值计算,获得了叶片冲磨蚀分布及壁面流速、流态、壁面熵产率与冲磨蚀的影响关系。结果表明:高冲磨蚀区域主要分布在叶片进口边靠近泵壳一侧;随铅铋泵入口流量增加和壁面流态紊乱加剧,叶片受冲磨蚀影响增大;当液态铅铋的最大流速不高于10m/s时,叶片受冲磨蚀影响较小,而最大流速高于10m/s时,叶片表面冲磨蚀急剧加重;叶片表面高冲磨蚀区域是高壁面熵产率主要分布区域,且液态铅铋的冲磨蚀行为与壁面熵产率呈正相关关系。

关键词：高温液态铅铋合金轴流泵数值模拟叶轮冲磨蚀切应力壁面流速壁面熵产率

高低温对碳纤维/环氧树脂复合材料高压气瓶的性能影响

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工程塑料应用 2024年第9期52卷 119-125页

作者：李玉峰赵积鹏张海于斌兰州空间技术物理研究所兰州730000

为了获得T1000碳纤维/环氧树脂复合材料高压气瓶环境适应能力,有效地掌握气瓶高低温适应性固有规律,以容积50 L、工作压力30 MPa的复合材料气瓶(钛为内衬、碳纤维/环氧树脂为复合层)为研究对象,首先介绍了高低温循环下带压气瓶(在-40~8... 详细信息

为了获得T1000碳纤维/环氧树脂复合材料高压气瓶环境适应能力,有效地掌握气瓶高低温适应性固有规律,以容积50 L、工作压力30 MPa的复合材料气瓶(钛为内衬、碳纤维/环氧树脂为复合层)为研究对象,首先介绍了高低温循环下带压气瓶(在-40~80℃范围内成功通过热真空、热循环验证,具备高压承载能力)的热真空、热循环试验数据,然后采用与气瓶相同复合材料的拉伸试样(缠绕角分别为0°和90°),通过高低温极限摸底试验获得了复合材料经历不同梯度高低温后的拉伸性能数据,通过数据比对分析获得了高低温影响拉伸强度衰减的规律。同时,提出了一种高低温极限摸底试验的可靠性评估方法。结果表明,在-50~100℃范围内,试样拉伸强度及断裂伸长率变化较小;当温度高于100℃时,纤维和树脂的性能发生衰减,导致拉伸强度明显降低;当温度低于-50℃时,树脂的性能发生衰减,纤维受到的影响较小。试样高低温极限摸底试验的可靠度大于0.999,表明采用拉伸试样高低温拉伸强度数据的替代方式具有较高的等效性。

关键词：复合材料高压气瓶 T1000碳纤维缠绕气瓶环境适应性高低温影响