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煤中原生活性位点的水−气掩蔽效应及脱附后煤体的常温氧化

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2298-2314页

作者：李金虎徐天硕陆伟赵兴国何启林李金亮卓辉安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001

煤的常温氧化为煤炭自燃提供初始热量来源,探究煤中可与氧气常温条件下发生氧化反应的原生活性物质是煤自燃理论研究的难题。此前进行的受热分解实验发现,热解煤中含有能在惰性气体中稳定存在并与氧气发生常温氧化的活性位点,因此推测... 详细信息

煤的常温氧化为煤炭自燃提供初始热量来源,探究煤中可与氧气常温条件下发生氧化反应的原生活性物质是煤自燃理论研究的难题。此前进行的受热分解实验发现,热解煤中含有能在惰性气体中稳定存在并与氧气发生常温氧化的活性位点,因此推测煤中同样可能存在惰性介质下被迫封存的原生活性位点。为进行煤中原生活性位点的探寻,运用真空干燥技术,使原煤中能够在高负压的低温环境下完成水分的蒸发和气体的脱除。同时借助循环氧化在线监测技术,设计实施不同因素(煤种、脱附温度、氧化温度、粒径)条件下脱附后煤样的常温氧化实验,并结合相应的低温氮吸附、XPS、ESR实验分析反应机理。循环条件下的常温氧化实验表明,真空脱附后的煤体在常温氧化过程中会形成大量的CO和CO_(2)等气体氧化产物,且气体在通入氧气后很快出现并不断积累,证明煤在常温下即可发生氧化反应。原生煤体脱附后的常温氧化实验说明原始煤体中存在大量受水−气掩蔽影响的活性位点,而负压脱附水分和气体后会导致活性位点的大量暴露并形成有利于氧气输运和反应的通道,从而迅速发生氧化反应。因此实验找到了导致原生煤体自发氧化的活性结构,实验将活性位点的常温氧化观点从受热分解的特殊状态扩展到一般状态。由气体产物生成规律对比可知,不易被孔隙吸附的CO会在原生活性位点与氧气接触瞬间迅速产生,据此得到CO相较于CO_(2)而言更适合作为活性位点浓度的直观气体评价指标。煤体原生活性位点的常温氧化有助于煤炭自燃机理的揭示,为高瓦斯矿井瓦斯抽采自燃及低阶煤井下CO超限问题提供解决思路。

关键词：煤炭自燃常温氧化水−气掩蔽负压脱附原生活性位点

氦冷固态包层氚增殖球床气体和粉末流动特性的数值研究

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核聚变与等离子体物理 2024年第2期44卷 163-169页

作者：王开松刘明宗汪键安徽理工大学机电工程学院淮南232001

基于计算流体力学和离散元耦合分析,研究了氦冷固态增殖包层球床中吹扫氦气的速度分布和破碎的正硅酸锂粉末速度随时间的变化及粉末数量随氦气入口流速变化。模拟结果表明,在吹扫氦气流动方向上,用入口流速归一化的氦气速度分布与入口... 详细信息

基于计算流体力学和离散元耦合分析,研究了氦冷固态增殖包层球床中吹扫氦气的速度分布和破碎的正硅酸锂粉末速度随时间的变化及粉末数量随氦气入口流速变化。模拟结果表明,在吹扫氦气流动方向上,用入口流速归一化的氦气速度分布与入口流速无关,在靠近球床边缘速度变化较大,在球床中部速度变化较小;用入口流速归一化的粉末平均速度与入口流速关系不大,会随吹扫时间逐渐趋于稳定;对小粒径粉末,吹扫气体流速越大,越容易被吹出球床,对大粒径粉末,因其本身体积过大,易在球床中形成堵塞。

关键词：氦冷包层正硅酸锂球床计算流体力学离散单元法

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基于MGCD的转子故障数据集降维方法

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 266-273,408页

作者：张勇飞赵荣珍邓林峰兰州理工大学机电工程学院兰州730050

针对由于特征维数过高导致故障数据集分类困难及故障模式辨识精度偏低的问题,提出一种基于多图协同决策(multi graph collaborative decision-making,简称MGCD)的转子故障数据集降维算法。首先,在边缘Fisher分析(marginal Fisher analys... 详细信息

针对由于特征维数过高导致故障数据集分类困难及故障模式辨识精度偏低的问题,提出一种基于多图协同决策(multi graph collaborative decision-making,简称MGCD)的转子故障数据集降维算法。首先,在边缘Fisher分析(marginal Fisher analysis,简称MFA)算法框架基础上,通过建立近邻图和远邻图解决因单一图结构导致的故障类别局部不可分问题;其次,采用最大化散度加权差分方式去削弱小样本问题造成的影响;最后,利用两个不同结构型式的转子系统故障模拟数据集对算法性能进行了验证。结果表明,使用本算法对故障数据集进行降维得到的敏感故障数据集使故障类别之间的差异性更加突出,能够提高故障模式识别准确率,为提高旋转机械智能故障诊断技术水平提供一定的研究参考依据。

关键词：故障诊断降维远邻图小样本

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基于改进DeepLabv3+的光伏电站道路识别方法

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 776-782,I0010页

作者：李翠明王华徐龙儿王龙兰州理工大学机电工程学院兰州730050

针对移动清洁机器人在光伏电站作业时需要精确快速识别道路的问题,提出一种改进的DeepLabv3+目标识别模型对光伏电站道路进行识别.首先,将原DeepLabv3+模型的主干网络替换为优化的MobileNetv2网络以降低模型复杂度;其次,采用异感受野融... 详细信息

针对移动清洁机器人在光伏电站作业时需要精确快速识别道路的问题,提出一种改进的DeepLabv3+目标识别模型对光伏电站道路进行识别.首先,将原DeepLabv3+模型的主干网络替换为优化的MobileNetv2网络以降低模型复杂度;其次,采用异感受野融合和空洞深度可分离卷积结合的策略改进空洞空间金字塔池化(ASPP)结构,提高ASPP的信息利用率和模型训练效率;最后,引入注意力机制,提升模型识别精度.结果表明,改进后模型的平均像素准确率为98.06%,平均交并比为95.92%,相比于DeepLabv3+基础模型分别提高了1.79个百分点、2.44个百分点,且高于SegNet、UNet模型.同时,改进后的模型参数量小,实时性好,能够更好地实现光伏电站移动清洁机器人的道路识别.

关键词：光伏电站道路识别 DeepLabv3+模型注意力机制 MobileNetv2

非圆齿轮传动误差及齿侧间隙的数值模拟与试验

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 865-873页

作者：董长斌李龙坤刘永平裴王鹏兰州理工大学机电工程学院兰州730050

非圆齿轮的传动误差模型建立困难以及齿侧间隙难以获取等问题限制了它在精密场合的应用。为了提高非圆齿轮的传动精度,在考虑偏心误差的基础上,基于啮合线增量法建立了双向传动下的非圆齿轮传动误差模型及齿侧间隙模型,分析了偏心率及... 详细信息

非圆齿轮的传动误差模型建立困难以及齿侧间隙难以获取等问题限制了它在精密场合的应用。为了提高非圆齿轮的传动精度,在考虑偏心误差的基础上,基于啮合线增量法建立了双向传动下的非圆齿轮传动误差模型及齿侧间隙模型,分析了偏心率及偏心误差对双向传动误差和齿侧间隙的影响,并通过传动试验验证了理论分析的正确性。分析表明:非圆齿轮的齿侧间隙可通过双向传动误差获得;随着偏心率和偏心误差的增大,双向传动误差均呈现递增趋势;优化初始相位在一定程度上可以降低传动误差和齿侧间隙;随着负载的增大,传动误差和齿侧间隙也呈现递增趋势,且由于轮齿变形的存在,齿侧间隙有一定累计值产生。

关键词：机械制造及其自动化非圆齿轮啮合线增量传动误差齿侧间隙传动试验

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负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板的吸声性能

复合材料学报 2024年第4期41卷 2157-2166页

作者：孔维凡付涛昆明理工大学机电工程学院昆明650500

为了改善传统蜂窝夹层板结构的吸声特性,提出了一种负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构,该结构上面板为微穿孔板,夹芯层为负泊松比内凹六边形蜂窝,其由19个具有内延伸管的单元腔体谐振器构成。采用COMSOL仿真软件对负泊松比内凹六边形蜂... 详细信息

为了改善传统蜂窝夹层板结构的吸声特性,提出了一种负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构,该结构上面板为微穿孔板,夹芯层为负泊松比内凹六边形蜂窝,其由19个具有内延伸管的单元腔体谐振器构成。采用COMSOL仿真软件对负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构在500~950 Hz频率范围内进行吸声系数的计算,并运用B&K驻波管测量系统对仿真结果的有效性进行了验证。在保持负泊松比内凹六边形蜂窝胞元结构不变的前提下,研究了胞元参数对蜂窝夹层板结构吸声系数的影响,研究结果表明:当胞元倾角增大、内延伸管孔隙率减小、腔体壁厚减小时,结构的吸声性能增强;此外,腔体深度的增加和内延伸管管长的增加都会导致共振频率向更低频方向移动,其中腔体深度的改变更明显。在500~950 Hz频率范围内,该结构比传统蜂窝夹层板结构的平均吸声系数提升了5.64%,表明负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构在低频范围内具有更优的吸声性能。

关键词：负泊松比吸声结构吸声系数夹层板腔体谐振器

基于智能合约和CPSO_DNN的流程工艺参数可信自决策模型

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控制与决策 2024年第6期39卷 1869-1878页

作者：刘孝保袁智慧张雨东孙海彬阴艳超姚廷强顾文娟昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对流程制造过程中工艺关系复杂、优化效率难保证和数据安全问题,提出一种基于智能合约和改进混沌粒子群算法的工艺参数可信自决策模型PPO-TS.首先,基于区块链技术设计适合流程制造工艺特性的数据集成与存储机制,通过数据上链技术实现... 详细信息

针对流程制造过程中工艺关系复杂、优化效率难保证和数据安全问题,提出一种基于智能合约和改进混沌粒子群算法的工艺参数可信自决策模型PPO-TS.首先,基于区块链技术设计适合流程制造工艺特性的数据集成与存储机制,通过数据上链技术实现数据的可信存储;然后,设计工艺参数自决策智能合约机制,利用智能合约搭建基于区块链广播式通信协议的工艺参数优化网络,启动网络并编译质量指标访问、优化自决策和决策自执行智能合约,通过自动触发工艺参数优化事务完成自决策和自执行过程;在此基础上构建基于改进混沌粒子群算法CPSO和深度神经网络DNN的优化算法CPSO_DNN,实现流程制造工艺参数优化;最后,以现场采集的某流程生产线数据为例,验证了PPO-TS模型的实用性和有效性,为流程制造工艺参数优化提供了一种新思路.

关键词：流程制造区块链智能合约数据可信存储工艺参数自决策工艺参数优化

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换热器内逆向折流板对螺旋管传热性能的影响

西安交通大学学报 2024年

作者：季家东倪旭旺赵金辉潘玉玲陈清华安徽理工大学第一附属医院安徽理工大学机电工程学院

为了提高换热器的综合传热能力，以逆向折流板螺旋管(RBST)换热器为研究对象，通过改变折流板与螺旋管的安装方式，获得了更高综合传热性能的RBST换热器；采用双向流-固耦合的计算方法，研究了不同流速和不同结构方案下流体诱导螺旋管... 详细信息

为了提高换热器的综合传热能力，以逆向折流板螺旋管(RBST)换热器为研究对象，通过改变折流板与螺旋管的安装方式，获得了更高综合传热性能的RBST换热器；采用双向流-固耦合的计算方法，研究了不同流速和不同结构方案下流体诱导螺旋管振动对RBST换热器综合传热性能的影响，并探讨了螺旋管振动的有效性。研究表明：当RBST换热器内的折流板与螺旋管采用间隙安装时，螺旋管的振幅随入口速度的增加而增加，但其振动频率始终保持不变；螺旋管振动能够增强RBST换热器的综合传热性能，但是强化传热评价指标最高值仅为1.0303，效果并不显著，且振动强化传热效果会随着入口速度的增加而削弱；当RBST换热器内的折流板与螺旋管采用无缝安装时，换热器综合性能评价指标最高值为1.018，这既延长了螺旋管的使用寿命，同时提升了换热器综合传热性能。

关键词：振动强化传热螺旋管换热器折流板安装方式

含石墨烯油气润滑的角接触球轴承腔热流数值分析

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计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2139-2147页

作者：靳岚卢世奇芮执元李卫兵曾鑫磊兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

为更有效地降低大功率高速电主轴用高速角接触球轴承腔温度,对含石墨烯的油气润滑影响轴承腔热流特性的规律进行分析。基于流体力学守恒方程,建立了高速角接触球轴承腔体内压缩气体、润滑油和石墨烯颗粒形成的气液固三相流热流分析数学... 详细信息

为更有效地降低大功率高速电主轴用高速角接触球轴承腔温度,对含石墨烯的油气润滑影响轴承腔热流特性的规律进行分析。基于流体力学守恒方程,建立了高速角接触球轴承腔体内压缩气体、润滑油和石墨烯颗粒形成的气液固三相流热流分析数学模型。通过数值模拟分析了不同速度压缩气体状态下油气通道中的石墨烯润滑油环状流形成条件、轴承腔内石墨烯润滑油流场速度,以及石墨烯颗粒分布与轴承腔温度场的关系。结果表明,石墨烯润滑油速度与压缩气体速度之比为1∶10时,油气通道中会形成石墨烯润滑油环状流,使高速角接触球轴承腔具有良好的润滑效果;高速运转工况下,轴承腔内石墨烯的分布状态同时受离心力与滚珠高速自旋的影响,而且石墨烯颗粒分布越密集,该区域的温度越低;石墨烯润滑油在滚珠与内圈接触区域流速越大,表面换热系数越高,该区域散热越快,为石墨烯油气润滑更好地降低高速角接触球轴承温度、保障轴承正常工作提供了理论依据。

关键词：油气润滑石墨烯角接触球轴承三相流