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煤液化调节阀流场演变特性的测试与分析

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 313-319,411页

作者：刘秀梅彭佳佳贺杰李贝贝张雨佳向少斌刘威威中国矿业大学机电工程学院徐州221116 徐州工程学院电气与控制工程学院徐州221018

利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,简称PIV)和涡量分析原理对调节阀不同工况下的流场信息进行测量,研究了进口压力对液压调节阀速度场、涡量场及湍动能的影响。结果表明:调节阀节流口处有对冲射流,其在阀芯头部下游汇... 详细信息

利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,简称PIV)和涡量分析原理对调节阀不同工况下的流场信息进行测量,研究了进口压力对液压调节阀速度场、涡量场及湍动能的影响。结果表明:调节阀节流口处有对冲射流,其在阀芯头部下游汇合后形成向下游的整体喷射;节流口下游的油液轴向速度先减小后增大,在喉部末尾处附近趋于稳定;在靠近壁面区域油液径向流动速度都较低,在流道中心区域流动速度较高;阀芯头部和下游流道存在由速度梯度引起的介质回流旋涡,高涡量区域主要分布在阀芯头部和壁面处,强的正涡与负涡呈2条斜形宽带分布;阀芯头部为高涡量区且具有贴壁特征,壁面附近高涡量区向下游延展;随着调节阀进口压力的增大,阀口流量、流场高速分布区域、旋涡的强度和尺度以及湍动能均随之增大。

关键词：调节阀粒子图像测速速度场涡量场湍动能

脱油沥青进料的气化炉火管废锅中动态灰分沉积与传热特性的数值模拟

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华东理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：姚惟譞韩洋代正华许建良梁钦锋王辅臣华东理工大学资源与环境工程学院上海煤气化工程技术研究中心新疆大学化工学院

为探究脱油沥青气化工艺中的火管式废热锅炉存在的结垢问题，本文采用CFD方法，针对脱油沥青特殊的灰分组成和进出口温差较大的场景，结合熔融液相比例模型、临界速度模型与脱落模型，将整根火管划分为A～G 7个管段，模拟了工业火管锅... 详细信息

为探究脱油沥青气化工艺中的火管式废热锅炉存在的结垢问题，本文采用CFD方法，针对脱油沥青特殊的灰分组成和进出口温差较大的场景，结合熔融液相比例模型、临界速度模型与脱落模型，将整根火管划分为A～G 7个管段，模拟了工业火管锅炉单根火管中的灰分沉积分布、沉积表面温度和出口温度的变化，并探究了合成气入口流量的相关影响。结果表明，火管废锅中的灰分沉积主要集中在A、B管段，在A、B段连接处出现最大沉积厚度6.37 mm。灰分沉积后总传热效率仅降低0.88%，但各管段传热效率变化显著。考察合成气流量的影响时，发现合成气出口温度与合成气流量正相关。将流量由80%增加到120%，火管末端G段出口出口温度仅由590.51 K增加到605.56 K，结果表明可采取增加合成气流量方式提高蒸汽产量。但随合成气流量增加，除A段管壁温度降低，B～G段管壁温度均随之升高。在120%的合成气流量下，温度最高的B、C段管壁温度分别为756 K和768 K，接近材质最高工作温度773 K，影响到锅炉运行的稳定性。

关键词：废热锅炉螺旋异径火管传热数值模拟动态仿真

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基于模型预测控制的菇房空调节能控制方法

农业机械学报 2024年第3期55卷 352-361页

作者：张馨孔祥书郑文刚王明飞单飞飞鲍峰新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 农业农村部华北都市农业重点实验室北京100096

当前工厂化食用菌生产菇房空调控制方法存在节能效率低、室内温度波动大等问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、门控循环单元神经网络(Gated recurrent unit neural network, GRU)与注意力机制(Attent... 详细信息

当前工厂化食用菌生产菇房空调控制方法存在节能效率低、室内温度波动大等问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、门控循环单元神经网络(Gated recurrent unit neural network, GRU)与注意力机制(Attention)的菇房空调节能控制方法。该方法以CNN-GRU-Attention组合神经网络为预测模型,结合预测误差补偿和预测模型数据集动态更新机制,实现对菇房室内温度精准预测;建立以空调控制量为状态量的目标函数,分别利用熵权法、主观法明确目标函数权重系数,运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithmⅡ, NSGA-Ⅱ)求解出空调在控制时域内最优控制序列,集成滚动优化和反馈机制,实现菇房环境的精准及节能控制。试验结果表明,提出的CNN-GRU-Attention菇房室内温度预测模型,以历史30 min数据预测未来10 min室内温度效果最好,选取的典型日内预测最大均方根误差为0.122℃、最小决定系数为0.807、最大平均绝对百分比误差为0.611%;菇房空调模型预测控制方法对天气波动具有较好的抗干扰能力。与阈值开关法和PID法相比,在空调节能方面,能耗分别减少21%和14%;在控制温度精度方面,RMSE可分别降低72%、46%。

关键词：菇房预测模型模型预测控制多目标优化神经网络

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基于密度泛函理论的HCN与H/HO气相反应机理研究

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燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：孙明哲许建良侯秋实代正华王辅臣上海寰球工程有限公司华东理工大学资源与环境工程学院上海市煤气化工程技术研究中心新疆大学化工学院

含HCN的废弃物在气化炉内的高温转化是其绿色处理的方法之一,其中,HCN与H2/H2O的反应是其在气化炉内的主要转化过程。本文基于密度泛函理论,采用Gaussian及其配套软件对HCN与H2/H2O的反应机理进行了研究。通过分子成键、断键角度提出HCN... 详细信息

含HCN的废弃物在气化炉内的高温转化是其绿色处理的方法之一,其中,HCN与H2/H2O的反应是其在气化炉内的主要转化过程。本文基于密度泛函理论,采用Gaussian及其配套软件对HCN与H2/H2O的反应机理进行了研究。通过分子成键、断键角度提出HCN与H2/H2O的各两种反应路径,结合能垒和热力学分析确定了相对最优路径,并计算了相对最优反应路径的速率常数。结果显示,HCN与H2反应相对最优路径为:3个H2分子在C≡N上分三步进行加成得到产物CH4+NH3;HCN与H2O反应相对最优路径为:H2O分子进攻C原子,O原子和C原子的H先后转移至N原子得到产物CO+NH3。两条相对最优路径在1473 K以上有明显反应速率,分别为9.57×10-4mol/L·s和1.71mol/L·s。研究结果为高温下HCN与H2/H2O反应的工艺和设备开发提供了理论数据支撑。

关键词： HCN 气相反应密度泛函理论热力学动力学

基于Res-UNet算法的螺旋溜槽精矿带识别分割方法研究

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有色金属（选矿部分） 2024年第2期 70-80页

作者：刘惠中邓富龙刘茜茜刘建业江西理工大学机电工程学院江西赣州341000 江西省矿冶机电工程技术研究中心江西赣州341000

螺旋溜槽在铁、锡、钛、钽铌等金属及硫、煤等非金属矿的选矿生产中获大量应用,但目前螺旋溜槽的精矿截取调节控制还是依赖于人工,急需开发一种精矿的自适应截取技术代替人工截取以提高螺旋溜槽的生产效率。而实现这一目标的首要任务就... 详细信息

螺旋溜槽在铁、锡、钛、钽铌等金属及硫、煤等非金属矿的选矿生产中获大量应用,但目前螺旋溜槽的精矿截取调节控制还是依赖于人工,急需开发一种精矿的自适应截取技术代替人工截取以提高螺旋溜槽的生产效率。而实现这一目标的首要任务就是需要解决依赖人工肉眼获取精矿带位置信息的问题,因此提出了一个改进的UNet网络模型Res50-UNet-FD。算法模型使用UNet模型为基础,将残差网络ResNet50代替UNet网络中编码部分的特征提取网络,解决了深层特征提取过程中特征梯度消失以及网络消失的问题,有效提升了螺旋溜槽精矿带特征信息提取的精度。同时,为了改进和优化螺旋溜槽精矿带图像样本数据难易不平衡的问题,利用FocalLoss和DiceLoss的混合损失函数代替原本的CELoss损失函数。经对比,本文算法优于VGG-UNet、Res34-UNet、DC-UNet网络模型,算法模型的mIOU、mPA、F1分数和精确度分别为0.9632、0.9869、0.9870、0.9907。在性能指标上,本文算法无论是mIOU、mPA还是F1分数,整体性能都比VGG-UNet、Res34-UNet、DC-UNet网络模型高,算法的整体性能稳定。本文算法实现了对螺旋溜槽精矿矿带的分割识别,分割精度可以满足生产中对螺旋溜槽精矿分带特征信息识别的需求,为实现螺旋溜槽精矿的自适应截取奠定基础。

关键词：螺旋溜槽重力选矿 Res-UNet 矿带分割

基于改进YOLOv5的螺旋选矿机矿物分带图像分割算法研究

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有色金属（选矿部分） 2024年第1期 96-105页

作者：刘惠中宁剑邹起华彭志龙阮怡晖江西理工大学机电工程学院江西赣州341000 江西省矿冶机电工程技术研究中心江西赣州341000

螺旋选矿机是一种流膜类重力选矿设备,目前其精矿的截取是通过工人观察矿物分带,根据经验确定精矿与中矿或尾矿的边界分割位置,并相应调节截取器的分矿块的分割点到精矿边界分割线位置,从而实现对精矿的准确截取和精矿品位的控制。由于... 详细信息

螺旋选矿机是一种流膜类重力选矿设备,目前其精矿的截取是通过工人观察矿物分带,根据经验确定精矿与中矿或尾矿的边界分割位置,并相应调节截取器的分矿块的分割点到精矿边界分割线位置,从而实现对精矿的准确截取和精矿品位的控制。由于每个工人的经验和技术水平不一样,难以保证每次获取的矿带分割线位置信息和调节操作的准确性,而容易造成选矿指标的波动。螺旋选矿机分选流体存在流速快、矿带边界模糊的问题,采用常规的图像识别算法和原始YOLOv5算法都难以得到满意的结果,针对此问题,提出了一种能够识别模糊小目标矿带分割点的改进YOLOv5算法,利用本算法对从工业中采集的螺旋选矿机生产矿带图像样本进行了矿带边界分割识别试验和测试。结果表明,改进的YOLOv5算法比原始YOLOv5算法准确度提高了14.3%,其识别的精度可以满足生产中对螺旋选矿机矿物分带自动识别的要求。

关键词：螺旋选矿机重力选矿深度学习目标检测算法

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智能卸煤机器人关键技术

科学技术与工程 2024年第17期24卷 7131-7139页

作者：郑宏远卢宁龚涛北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京市建筑安全监测工程技术研究中心北京100044

传统机械卸煤方式易损坏敞车车体,敞车破损严重危害煤炭运输安全,破损敞车维修费用高昂,对比传统卸煤方法优缺点,提出使用卸煤机器人方式进行敞车卸煤。作为一个新兴的研究领域,卸煤机器人在国内外的研究尚处于起步阶段,并没有成熟的技... 详细信息

传统机械卸煤方式易损坏敞车车体,敞车破损严重危害煤炭运输安全,破损敞车维修费用高昂,对比传统卸煤方法优缺点,提出使用卸煤机器人方式进行敞车卸煤。作为一个新兴的研究领域,卸煤机器人在国内外的研究尚处于起步阶段,并没有成熟的技术体系可以借鉴,因此对现有的研究进行系统的分析和总结。提出智能卸煤机器人概念,根据卸煤机器人智能化的需求提出了卸煤机器人所需突破的关键技术问题。详细探讨智能卸煤机器人自动化作业框架,对框架进行模块化处理,分成不同的子系统,对不同子系统进行了定义与阐述分析,强调了自动化作业系统的功能主要依托于关键技术。研究结果表明:今后国内中小型露天场站敞车卸煤将朝着自动化、智能化的方向发展,智能卸煤机器人为国内中小型露天场站智能化、自动化卸煤提供了一个新的思路。

关键词：智能卸煤机器人路径规划抑尘技术电子围栏可移动高速输送技术控制系统

3WSH-500型喷雾机喷杆高度调控系统设计与试验

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农机化研究 2024年

作者：吴建国杨硕李成前翟长远新疆农业大学机电工程学院北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京市农林科学院信息技术研究中心

针对地面起伏造成喷雾机喷杆高度波动的问题,以永佳3WSH-500型喷雾机为试验平台,电动推杆为喷杆高度调节驱动部件,采用滞环控制原理,设计了基于超声探测的喷杆高度调控系统。首先,对3种路面(水泥地路面、田间未耕路面和田间翻耕路面)下... 详细信息

针对地面起伏造成喷雾机喷杆高度波动的问题,以永佳3WSH-500型喷雾机为试验平台,电动推杆为喷杆高度调节驱动部件,采用滞环控制原理,设计了基于超声探测的喷杆高度调控系统。首先,对3种路面(水泥地路面、田间未耕路面和田间翻耕路面)下超声波传感器反馈电流信号与喷杆高度的探测曲线进行标定试验,获得3种路面喷杆高度监测曲线。其次,开展喷杆高度调节静态试验,通过改变喷杆高度,获得了静态调节下喷杆高度调节响应曲线,确定静态最优滞环值为10 mm。开展了3种路面下不同车速对喷杆高度调节的性能试验及性能对照试验,根据喷杆高度趋于稳态时的振颤范围,确定动态最优滞环值为50 mm,喷杆高度设定为1 000 mm,车速为2.5、5.0、6.0、8.0 km/h。试验结果表明:车速对系统喷杆高度的调控性能影响较小,而地面起伏对系统喷杆高度调控稳定性具有显著影响,以动态性能对照试验作为对照组,田间未耕地路面的控制合格率由83%～95%提升至93%～97%,在地形波动较大的田间翻耕路面,喷杆高度控制合格率由2%～16%提升至72%～87%。该研究可为喷杆高度调控性能提升提供技术参考。

关键词：喷杆喷雾机喷杆高度调控地面起伏超声探测

两种植物生长调节剂对无核白鸡心葡萄果实品质的影响

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浙江农业学报 2024年第6期36卷 1309-1319页

作者：朱学慧谢辉韩守安王敏白世践马云龙王艳蒙麦斯乐潘明启张雯新疆农业科学院园艺作物研究所新疆乌鲁木齐830091 新疆农业大学园艺学院新疆乌鲁木齐830052 葡萄瓜果研究中心新疆吐鲁番838200 新疆农业大学机电工程学院新疆乌鲁木齐830052

为探究不同植物生长调节剂对葡萄果实品质与香气的影响,筛选提升果实品质、增加香气含量的最佳处理,以乌鲁木齐地区树龄9年的无核白鸡心葡萄为试验材料,设置赤霉素(GA_(3))(30、50、70 mg·L^(-1))加氯吡脲(CPPU)(0、1、2 mg·L^(-1))9... 详细信息

为探究不同植物生长调节剂对葡萄果实品质与香气的影响,筛选提升果实品质、增加香气含量的最佳处理,以乌鲁木齐地区树龄9年的无核白鸡心葡萄为试验材料,设置赤霉素(GA_(3))(30、50、70 mg·L^(-1))加氯吡脲(CPPU)(0、1、2 mg·L^(-1))9个植物生长调节剂处理,于果实膨大期蘸施,以清水为对照,测定成熟期果实纵横径、粒重、可溶性固形物含量、维生素C(VC)含量、酚类物质含量和保护酶活性,并采用气相色谱质谱(GC-MS)法测定香气物质成分。结果表明,不同处理对提高果实品质效果显著(P<0.05),与对照相比,70 mg·L^(-1)GA_(3)+1 mg·L^(-1)CPPU处理后果实纵径、果实横径、粒重、果形指数分别提高33.93%、10.06%、56.18%、19.02%,可溶性固形物含量提高5.79百分点,可滴定酸含量下降0.14百分点,固酸比提升69.44%。此外,GA_(3)和CPPU组合处理对果实中多酚、原花青素、黄烷醇等酚类物质含量的增加效果显著。果实中共检测出74种香气物质,其中玫瑰香型物质有β-大马士酮、香叶醇、月桂烯、香茅醇、α-松油醇、(+)-柠檬烯。与对照相比,50 mg·L^(-1)GA_(3)+2 mg·L^(-1)CPPU处理后β-大马士酮含量提高47.00%,70 mg·L^(-1)GA_(3)+2 mg·L^(-1)CPPU处理后香叶醇、月桂烯、香茅醇、α-松油醇含量分别提高16.67%、18.05%、50.65%、1043.46%,50 mg·L^(-1)GA_(3)+1 mg·L^(-1)CPPU处理后(+)-柠檬烯含量是对照的6.57倍。综上可知,无核白鸡心葡萄经过70 mg·L^(-1)GA_(3)+1 mg·L^(-1)CPPU处理后,能显著提高果实品质,经70 mg·L^(-1)GA_(3)+2 mg·L^(-1)CPPU处理后香气物质含量显著提升。

关键词：无核白鸡心葡萄植物生长调节剂果实品质香气物质