2013, 44(3):1-5,37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.001
摘要:建立了包含進氣道和氣缸的氫內(nèi)燃機三維仿真模型,研究了進氣道燃料噴射氫內(nèi)燃機不同轉(zhuǎn)速和負荷條件下的回火機理。提出了通過優(yōu)化噴氫相位,使低濃度混合氣在進氣門打開時首先進入氣缸,降低缸內(nèi)廢氣和熱點溫度,從而抑制回火的方法。仿真分析了不同轉(zhuǎn)速和負荷條件下噴氫相位對進氣門處混合氣濃度和溫度的影響,得到了最優(yōu)的噴氫相位。經(jīng)試驗驗證,優(yōu)化的噴氫相位使氫內(nèi)燃機能夠在全工況內(nèi)達到或超過混合氣化學(xué)當(dāng)量燃空比無回火工作。
2013, 44(3):6-11. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.002
摘要:采用雙流體法應(yīng)用線性空化模型對某直噴汽油機多孔噴油器噴嘴內(nèi)部流動形態(tài)進行模擬,分析了噴嘴內(nèi)空化流動發(fā)展規(guī)律,總結(jié)并比較了幾種判斷空化流動的方法。模擬結(jié)果表明:在噴孔內(nèi)及針閥開啟關(guān)閉時與閥座縫隙間均發(fā)現(xiàn)有空化現(xiàn)象;空化形態(tài)不穩(wěn)定,隨時間變化;空化造成噴嘴流量減小流速增大,各孔流量亦產(chǎn)生差異;臨界空化數(shù)可以有效預(yù)測空化現(xiàn)象;GDI多孔噴嘴僅在噴射壓力很小而噴射背壓很大的分層燃燒方式下有可能不空化。
2013, 44(3):12-16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.003
摘要:為了建立汽油缸內(nèi)多孔直噴噴霧破碎模型,對Huh Gosman模型進行分析評估,并且以噴油壓力為參數(shù),建立初始破碎粒徑分布公式,從而建立了汽油缸內(nèi)多孔直噴噴霧破碎模型;并通過定容噴霧試驗進行了汽油自由噴霧試驗,驗證所建模型的合理性。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):以經(jīng)驗公式估計的初始液滴直徑評估Huh Gosman模型,模擬結(jié)果貫穿度偏小;通過建立初始破碎粒徑分布函數(shù),同時對Huh Gosman模型進行修正,模擬計算結(jié)果與實際結(jié)果相近。最后利用該模型對不同噴油壓力下的自由噴霧進行模擬,計算與試驗結(jié)果吻合較好,最大誤差小于5%。
2013, 44(3):17-23. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.004
摘要:以濰柴藍擎WP12型重型柴油機為研究對象,在各轉(zhuǎn)速中等負荷工況,通過對比進氣門晚關(guān)機構(gòu)(IVCA)開閉兩種狀態(tài)對兩級增壓系統(tǒng)匹配關(guān)系的影響,分析其對關(guān)鍵氣路參數(shù)和燃燒過程的影響。研究表明,隨著噴油定時向上止點后推遲,IVCA機構(gòu)對NOx和碳煙折中排放的降低作用越發(fā)明顯。同時,使用IVCA機構(gòu)后,減少了進氣流量,降低了柴油機渦前壓力,這將有利于改善高渦前壓力工況的有效熱效率。結(jié)合IVCA機構(gòu)開閉狀態(tài)對增壓系統(tǒng)運行規(guī)律的影響,協(xié)同控制油路策略和氣路狀態(tài)參數(shù),可實現(xiàn)IVCA機構(gòu)與增壓系統(tǒng)在柴油機中等負荷的優(yōu)化匹配。
張德滿 , 汪正清 , 馬士虎 , 李偉 , 鮑曉峰 , 李凱
2013, 44(3):24-27. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.005
摘要:在柴油機顆粒物捕集器(DPF)前端安裝氧化型催化轉(zhuǎn)換器(DOC),通過在氧化型催化轉(zhuǎn)換器前端噴入柴油來提高柴油機尾氣溫度,并通過降低柴油機尾氣流量進一步提高尾氣溫度,可以實現(xiàn)柴油機顆粒物捕集器再生。整個再生系統(tǒng)由噴油器、氧化型催化轉(zhuǎn)換器和柴油機顆粒物捕集器組成。在發(fā)動機臺架上對該再生方法進行系統(tǒng)試驗研究,包括再生時氧化型催化轉(zhuǎn)換器的升溫特性、噴油流量與溫度升高幅度的關(guān)系、DPF再生過程和再生方法的燃油經(jīng)濟性及二次污染。結(jié)果表明怠速工況下DOC輔助DPF再生能順利實現(xiàn),再生過程消耗柴油120.5g,再生過程中排放的CO和HC分別為12.4g和1.1g。
2013, 44(3):28-32. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.006
摘要:針對柴油機燃用乙醇/柴油的燃燒顆粒,采用熱重分析、掃描/透射電鏡和顆粒分級采樣的方法,研究乙醇/柴油燃燒顆粒的狀態(tài)特征,探討顆粒組分、粒徑分布和微觀結(jié)構(gòu)隨乙醇摻混比例的變化規(guī)律。熱重分析結(jié)果表明,碳煙約占乙醇/柴油燃燒顆??傎|(zhì)量的75%;隨著乙醇摻混比例的增加,顆粒組分中的可溶性有機物比例升高,硫酸鹽比例下降。顆粒分級采樣結(jié)果表明,摻混乙醇后,粒徑在0.78~1.4μm范圍內(nèi)的顆粒減少,粒徑為0.25μm的顆粒增加,顆粒粒徑向小粒徑方向移動。掃描/透射電鏡結(jié)果表明,隨著乙醇摻混比例的增加,顆粒的團聚程度提高;顆粒微觀結(jié)構(gòu)呈聚合、內(nèi)核-外殼和無序結(jié)構(gòu)。
2013, 44(3):33-37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.007
摘要:研究多學(xué)科耦合作用下的結(jié)構(gòu)快速設(shè)計優(yōu)化技術(shù),提出將多學(xué)科設(shè)計方法應(yīng)用于柴油機結(jié)構(gòu)設(shè)計,實現(xiàn)了柴油機運動機構(gòu)綜合性能優(yōu)化。建立曲軸—連桿—活塞結(jié)構(gòu)三維參數(shù)化模型,以結(jié)構(gòu)輕量化為設(shè)計目標(biāo),結(jié)構(gòu)靜強度、振動性能和熱性能等為約束,基于多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化設(shè)計思想建立設(shè)計優(yōu)化模型,完成了柴油機運動機構(gòu)的多學(xué)科性能綜合優(yōu)化并取得了良好的優(yōu)化結(jié)果。
2013, 44(3):38-44. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.008
摘要:針對泵站優(yōu)化運行計算時最優(yōu)解評價指標(biāo)單一的問題,建立了包含機組開停機約束的泵站優(yōu)化運行數(shù)學(xué)模型和運行方案選優(yōu)的投影尋蹤決策模型。提出了求解泵站多機組優(yōu)化運行模型的蟻群算法,并通過分析模型的特性改進了算法中啟發(fā)式信息和信息素更新方式。對江都四站多機組日優(yōu)化運行計算的結(jié)果顯示,變量同等離散的情況下,利用蟻群算法優(yōu)化的結(jié)果比用動態(tài)規(guī)劃逐次逼近法優(yōu)化的結(jié)果節(jié)省了2.8%的電費,前者相比設(shè)計工況運行時節(jié)省了29.2%的電費,且蟻群算法優(yōu)化結(jié)果對應(yīng)的運行方案中葉片調(diào)節(jié)次數(shù)少,機組運行時間短;方案選優(yōu)時投影尋蹤決策模型能夠兼顧多個評價指標(biāo)的優(yōu)選,得到的運行方案不僅運行成本低,且更合理,更貼切于日常運行,可見改進后的蟻群算法結(jié)合投影尋蹤決策模型在泵站優(yōu)化運行及相近的領(lǐng)域有較大的實用價值。
2013, 44(3):45-49. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.009
摘要:變頻調(diào)速的燈泡貫流泵站借助于變頻裝置逐步降低機組轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)機組的安全平穩(wěn)停機。分析了變頻調(diào)速機組的正常停機特點,建立停機過程的水量平衡和力矩平衡動態(tài)方程。根據(jù)變頻裝置的特性設(shè)置轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律,通過數(shù)值模擬停機過程中主要水力參數(shù)的變化特征,尋求轉(zhuǎn)速變化規(guī)律、起始時刻與閘門關(guān)閉時間之間的最佳匹配,為變頻調(diào)速燈泡貫流泵站的安全穩(wěn)定運行提出了不同停機規(guī)律的建議。
2013, 44(3):50-54. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.010
摘要:在研究取水泵站能量模型及能效開環(huán)優(yōu)化控制基礎(chǔ)上,提出一種系統(tǒng)級的運行效率模型預(yù)測控制方法。本控制方法以定速泵運行狀態(tài)為優(yōu)化變量,以泵站總能源費用最小為目標(biāo)。目標(biāo)函數(shù)融入了分時電價及取水口水位等變量,并處理了總用水量、清水池水位高低限等約束。以一座配置定速泵的取水泵站為例,對開環(huán)優(yōu)化及模型預(yù)測控制方法分別進行了仿真研究和對比分析。驗證了能效模型預(yù)測控制方法的有效性及其處理變量預(yù)測誤差的性能。提出的控制方法還能實現(xiàn)需求側(cè)優(yōu)化管理,有助于電網(wǎng)“移峰填谷”策略的實施。
歐鳴雄 , 施衛(wèi)東 , 田飛 , 張德勝 , 盧熙寧
2013, 44(3):55-58,63. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.011
摘要:進水流道設(shè)計是大型立式循環(huán)泵裝置設(shè)計中的重要環(huán)節(jié),為了解不同工況下葉輪對流道出口流場的影響,分別對考慮葉輪影響和不考慮葉輪影響下的進水流道內(nèi)部流場進行計算和分析。研究發(fā)現(xiàn)不考慮葉輪影響下的進水流道內(nèi)部流場特征幾乎不受流量變化的影響,而考慮葉輪影響的進水流道情況則比較復(fù)雜。在小流量情況下,葉輪流場的進口回流效應(yīng)會對進水流道出口流場產(chǎn)生顯著影響。隨著流量的降低,進水流道出口分析截面內(nèi)的流速分布均勻度和流速加權(quán)吸入角兩個指標(biāo)逐漸降低,在0.4Q0流量時,截面外緣出現(xiàn)明顯的圓周速度分量,其變化接近于渦核內(nèi)的圓周速度曲線,并不斷向葉輪上游流道擴展。
2013, 44(3):59-63. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.012
摘要:利用虛擬儀器構(gòu)建了基于變頻器內(nèi)置PID控制器的離心泵恒壓閉環(huán)控制測試系統(tǒng),將泵系統(tǒng)出口端改造成3個球閥的出口形式,能定量快速地改變工況,實現(xiàn)了近似階躍的輸入擾動。編寫LabVIEW測試程序?qū)﹄x心泵恒壓控制特性進行了試驗研究,得出了離心泵恒壓控制系統(tǒng)給定壓力的設(shè)置范圍,通過比較恒參數(shù)PID控制在不同工況變化下的控制性能,發(fā)現(xiàn)恒參數(shù)PID控制在工況變化較快和較大時,控制性能不理想;通過分析同一工況下恒參數(shù)PID和變參數(shù)PID的控制性能,得出變參數(shù)PID控制能更好地適應(yīng)離心泵恒壓控制系統(tǒng)。
2013, 44(3):64-68. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.013
摘要:基于RANS方程和SST湍流模型,應(yīng)用SIMPLEC算法,對混流泵內(nèi)流場進行非定常數(shù)值模擬,分析了不同流量工況和不同轉(zhuǎn)速工況時混流泵內(nèi)4個代表性監(jiān)測面上壓力脈動的時域和頻域特性。取非定常計算的功率平均值與試驗值對比,證明該數(shù)值模型可較準(zhǔn)確描述泵內(nèi)流場特征。結(jié)果表明:混流泵內(nèi)最大壓力脈動在葉輪進口,從輪轂到輪緣脈動幅值遞增;在葉輪進口和葉輪出口壓力脈動頻率主要為葉輪葉頻,而導(dǎo)葉中間和導(dǎo)葉出口壓力脈動頻率與流量工況相關(guān);偏離最優(yōu)工況越遠脈動越大,偏小流量對葉輪進口壓力脈動影響明顯;不同轉(zhuǎn)速時最優(yōu)工況壓力脈動頻率成分相似,脈動幅值隨轉(zhuǎn)速增加而增加。
2013, 44(3):69-72. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.014
摘要:為了研究不同比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵用作透平時的差別,應(yīng)用數(shù)值計算的方法對不同比轉(zhuǎn)數(shù)的泵進行了研究,分析了泵作透平的效率與泵效率之間的關(guān)系,以及泵作透平時的流量、揚程換算系數(shù)隨比轉(zhuǎn)數(shù)變化的規(guī)律,并對不同比轉(zhuǎn)數(shù)的泵內(nèi)部功率損失分布進行了研究。研究結(jié)果表明:泵作透平的效率通常不高于泵的效率;泵在透平工況下的流量和揚程比泵工況的流量和揚程大,泵用作透平運行時的流量、揚程換算系數(shù)隨比轉(zhuǎn)數(shù)的增加而逐漸減小;功率損失分布分析表明,葉輪內(nèi)部的功率損失是泵作透平內(nèi)部主要的功率損失,并隨比轉(zhuǎn)數(shù)的增大而逐漸增大,因此對泵作透平的優(yōu)化設(shè)計應(yīng)當(dāng)集中在對葉輪的研究。
2013, 44(3):73-87. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.015
摘要:近紅外光譜技術(shù)在分析土壤成分含量以及理化特性參數(shù)方面獲得了良好的預(yù)測精度。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、小波變換和支持向量機等現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理算法的應(yīng)用,最大限度消除了光譜外界干擾、提取了光譜有效信息,使得土壤特性參數(shù)預(yù)測分析模型更準(zhǔn)確、穩(wěn)定。在進行土壤參數(shù)原位實時光譜檢測時,如何消除土壤含水率、土壤粒度等的影響,還需要技術(shù)突破。開發(fā)便攜式或車載式農(nóng)田土壤光譜實時分析儀,是促進精細農(nóng)業(yè)實踐的重要措施,已開發(fā)的車載式土壤在線光譜儀可以實現(xiàn)多個土壤參數(shù)的分析,并達到了相當(dāng)高的精度。進一步開發(fā)多功能土壤在線檢測系統(tǒng),利用土壤介電特性或機械特性與光譜特性測量結(jié)果相互補償與校正以消除誤差并提高測量精度,是未來的發(fā)展方向之一。光聲光譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜和太赫茲光譜技術(shù)等現(xiàn)代光譜分析方法在土壤成分與特性參數(shù)分析方面表現(xiàn)出很強的能力,開展基礎(chǔ)研究,揭示這些光譜技術(shù)在不同土壤類型、不同土壤成分條件下的吸收特征參數(shù),是未來的研究方向。
2013, 44(3):88-91,136. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.016
摘要:應(yīng)用可見/短波近紅外光譜分析測量土壤堿解氮和速效鉀含量。為了提高該分析方法的預(yù)測精度,消除無信息建模變量對模型穩(wěn)定性的影響,原始光譜平滑后采用蒙特卡羅無信息變量消除方法(MC—UVE)對土壤堿解氮和速效鉀的建模變量進行篩選,應(yīng)用偏最小二乘方法(PLS)建立校正模型。對于堿解氮模型,采用MC—UVE PLS方法,建模變量減少為210,相關(guān)系數(shù)和預(yù)測均方差分別為0.84和17.1mg/kg。對于速效鉀的預(yù)測模型,采用MC—UVE方法后,建模變量減少為150,模型的預(yù)測相關(guān)系數(shù)為0.76,預(yù)測均方根誤差為15.4mg/kg。
2013, 44(3):92-96. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.017
摘要:通過盆栽試驗研究了不同水氮互作條件下水稻各項生理指標(biāo)短期和長期的后效變化。結(jié)果表明:適宜的水氮組合復(fù)水短期內(nèi)對生理活性有一定的補償效應(yīng),生育后期表現(xiàn)出延緩衰老的長期后效性;水、氮單因子復(fù)水短期內(nèi)對葉片葉綠素含量、熒光參數(shù)、丙二醛含量等生理指標(biāo)影響顯著,水氮協(xié)同互作效應(yīng)在復(fù)水15d后達顯著水平;不同的水分脅迫后復(fù)水,水氮互作效應(yīng)不同,重旱處理產(chǎn)量隨復(fù)水后施氮量的增加而增加,但產(chǎn)量較其他處理明顯降低。應(yīng)避免水稻拔節(jié)期重旱,土壤含水率不能低于田間持水率的70%;充分灌溉和輕旱處理產(chǎn)量隨施氮量的增加有所降低,拔節(jié)期高水高肥不一定高產(chǎn),輕旱后復(fù)水結(jié)合低氮追肥,節(jié)水保產(chǎn)效果最佳。
2013, 44(3):97-103. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.018
摘要:為了解不同土質(zhì)坡面土壤含水率的空間分布差異,選擇固原黃土區(qū)云霧山和石質(zhì)山區(qū)疊疊溝為研究區(qū)域,采用多電極電阻儀法,在長約400m的坡面上設(shè)置縱向樣線,多點同步連續(xù)測定了土壤含水率和電阻率。結(jié)果表明:黃土區(qū)云霧山土壤電阻率和含水率的相關(guān)性較好(R2=0.78),說明通過測定坡面電阻率推求土壤含水率的坡面變化是可行的。云霧山土壤電阻率沿坡面表現(xiàn)為由坡上至坡中逐漸增大,到坡下部又逐漸減小;而固原石質(zhì)山區(qū)疊疊溝坡面從坡上到坡下電阻率逐漸減小。土壤干層特征方面,云霧山草坡在1~3m土層出現(xiàn)輕度干層,3~4m出現(xiàn)中度干層,6~17m出現(xiàn)重度干層;疊疊溝坡面在3m土層才出現(xiàn)輕度干層,在6m以及更深層處出現(xiàn)重度干層。
陳軍鋒 , 鄭秀清 , 臧紅飛 , 劉萍 , 任霞 , 孫明
2013, 44(3):104-109. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.019
摘要:通過季節(jié)性凍融期裸地、地膜覆膜地和秸稈覆蓋地的田間系列灌水試驗,研究了凍融期不同階段灌水對土壤溫度及凍融特性的影響。試驗表明:不論何種地表條件,入冬后凍結(jié)期較早的灌水地塊耕作層土壤溫度在整個凍融期處于較低值。消融期,灌水對裸地和地膜覆蓋地耕作層土壤溫度的影響較小,灌水加速了地表凍層的融化;秸稈覆蓋地灌水后土壤溫度較低且變幅較小,秸稈覆蓋不利于土壤的消融解凍。5cm土壤累積負溫快速增加階段灌水對于降低土壤最大凍結(jié)深度影響非常明顯。
李道義 , 李樹君 , 劉天舒 , 黃希國 , 吳麗麗 , 景全榮
2013, 44(3):110-113,141. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.020
摘要:研究了牛糞原料高溫(55℃)干式厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)氣效果和物料參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明:接種比例3∶10、8r/min連續(xù)攪拌條件下,物料TS(總固體)產(chǎn)氣率為311mL/g,甲烷平均體積分?jǐn)?shù)為57.1%,平均容積產(chǎn)氣率為2.73L/(L·d);容積產(chǎn)氣率在第3天達到最高,為5.23L/(L·d);反應(yīng)初期揮發(fā)性脂肪酸迅速積累,1d后即達到峰值,隨后迅速減少;在反應(yīng)初期pH值略有下降,隨后逐漸升高;氨氮質(zhì)量濃度和總堿度則一直呈上升趨勢。
2013, 44(3):114-118. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.021
摘要:為了提高厭氧產(chǎn)氫菌利用復(fù)雜原料產(chǎn)氫的能力和穩(wěn)定性,在35℃條件下,采用批式試驗,考察了牛糞與餐廚廢棄物混合比例對混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的揮發(fā)性固體產(chǎn)氫率、pH值、液相末端產(chǎn)物組成和揮發(fā)性固體去除率等發(fā)酵特性的影響。試驗結(jié)果表明,當(dāng)牛糞與餐廚廢棄物比例接近時,體系pH值維持在5.5左右,丁酸為主要液相末端產(chǎn)物,二者以40∶40混合時,揮發(fā)性固體產(chǎn)氫率和揮發(fā)性固體去除率均達到最大值,分別為17mL/g和27.9%;當(dāng)?shù)孜镆圆蛷N廢棄物為主時,體系pH值在4.0以下,乙醇為主要液相末端產(chǎn)物,不產(chǎn)氫;當(dāng)牛糞為主要底物時,體系pH值在6以上,乙酸為主要液相末端產(chǎn)物,產(chǎn)氫率低。
2013, 44(3):119-123. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.022
摘要:選擇幾種商業(yè)化的分子篩,在常溫(25℃)、低壓(0.2MPa)下,進行CH4與CO2混合氣的動態(tài)吸附分離性能試驗。結(jié)果表明:3A和4A分子篩對CO2的吸附量很小,而5A和13X分子篩都能較好地分離CH4與CO2?;旌蠚庠?3X分子篩上的分離系數(shù)要高于5A分子篩,表明13X分子篩對CH4與CO2的分離效果更好。但5A和13X分子篩使用一次之后,都不能通過抽真空法完全再生,原因是吸附劑被吸附質(zhì)毒化,紅外光譜可以解釋這一原因。5A和13X分子篩要成為產(chǎn)業(yè)化沼氣凈化的吸附劑,再生性能還需要進一步提高。
2013, 44(3):124-128. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.023
摘要:以玉米秸稈為原料,采用微波液化產(chǎn)物合成可生物降解聚氨酯泡沫,替代傳統(tǒng)石化產(chǎn)品多元醇制備聚氨酯泡沫。通過異氰酸根指數(shù)及發(fā)泡劑水用量對聚氨酯泡沫材料密度、機械性能的影響分析,得到優(yōu)化的聚氨酯合成工藝條件:水添加量0.30g、異氰酸根指數(shù)為1.0;采用土埋法生物降解試驗發(fā)現(xiàn),液化產(chǎn)物制備的聚氨酯泡沫在埋置6個月后質(zhì)量損失約18.71%,熱重分析表明合成的聚氨酯泡沫熱分解分為4個典型的階段。試驗結(jié)果表明玉米秸稈微波液化產(chǎn)物可合成環(huán)境友好可生物降解聚氨酯泡沫,但其材料性能有待進一步表征。
2013, 44(3):129-136. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.024
摘要:利用Aspen Plus軟件建立了加壓串行流化床生物質(zhì)氣化過程的模型,并將模擬數(shù)值與試驗結(jié)果相比較,驗證了模擬研究的可行性。分別研究了氣化溫度Tg、氣化壓力pg以及水蒸氣與生物質(zhì)的質(zhì)量比(S/B)對生物質(zhì)合成氣的成分、氫碳比、氣化份額、生物質(zhì)合成氣產(chǎn)率和生物質(zhì)碳轉(zhuǎn)化率等的影響。結(jié)果表明氣化溫度、氣化壓力和S/B對生物質(zhì)氣化過程有很重要的影響,適當(dāng)?shù)靥岣邭饣瘻囟群蜌饣瘔毫χ迫∩镔|(zhì)合成氣有利(Tg在800 ℃左右,pg在0.4MPa左右),合適的S/B在0.4左右。
楊卿 , 陰秀麗 , 吳創(chuàng)之 , 武書彬 , 郭大亮
2013, 44(3):137-141. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.025
摘要:為考察鈉離子對蘆葦硫酸鹽黑液木素CO2氣化特性的影響,采用熱重—紅外技術(shù)分別對水溶木素(WSL)、水不溶木素(WIL)和硫酸鹽黑液(KBL)的失重特性進行了分析。由于鈉離子的存在,在整個反應(yīng)過程中WSL和KBL的熱重(TG)曲線相似。雖然WSL和WIL的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似,但是它們的CO2氣化反應(yīng)性卻不同。在WSL的CO2氣化過程中,木素化學(xué)結(jié)構(gòu)上的鈉離子對CO的形成具有控制作用。
解菁 , 孫傳恒 , 周超 , 李文勇 , 吳曉明 , 楊信廷
2013, 44(3):142-146,152. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.026
摘要:針對區(qū)域特色農(nóng)產(chǎn)品和受到“指定原產(chǎn)地保護”的農(nóng)產(chǎn)品,設(shè)計了應(yīng)用GPS的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地定位與標(biāo)識系統(tǒng)。通過將GPS模塊集成到多功能溯源電子秤中,實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地信息的獲取、存儲、加密以及標(biāo)識打印。通過該系統(tǒng),可以將產(chǎn)地名稱與客觀地理位置信息相關(guān)聯(lián),驗證產(chǎn)品標(biāo)識與實際信息的相符程度,將其反映至農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)簽中,并最終提供給用戶,供其查詢與驗證。系統(tǒng)的實際測試結(jié)果表明,其產(chǎn)地判斷準(zhǔn)確率可以達到97%。
劉晶晶 , 孫永海 , 陳莉 , 孫鐘雷 , 王笑丹 , 付天宇
2013, 44(3):147-152. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.027
摘要:利用傳感器陣列對玉米飲料滋味在模糊信息層面上實現(xiàn)自動化鑒評。針對玉米飲料滋味感官鑒評的不同剖面引入權(quán)值概念,利用云模型實現(xiàn)定性定量信息的轉(zhuǎn)換和完成綜合云模型基于權(quán)值差異的調(diào)整。分析傳感器對玉米飲料滋味感官鑒評甜味、酸甜味、入口風(fēng)味3個剖面的敏感度差異。在構(gòu)建的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,將針對特定剖面敏感的傳感器陣列采集信息作為輸入,感官鑒評云模型轉(zhuǎn)化的信息作為輸出,訓(xùn)練模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以得到的模糊化層中心值、模糊化層節(jié)點寬度值和模糊決策層調(diào)節(jié)參數(shù)來確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。預(yù)測分析結(jié)果表明,該系統(tǒng)在玉米飲料滋味模糊信息的鑒評過程中,誤差率在0.00243~0.09177之間,效果良好。
2013, 44(3):153-157,179. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.028
摘要:基于最小二乘支持向量機(LS—SVM)建模方法,提出應(yīng)用梨在可見/近紅外光譜譜區(qū)的有效波長(EW)進行其品種鑒別的新方法。用210個樣本作為建模定標(biāo)集,30個樣本進行預(yù)測。根據(jù)偏最小二乘法分析載荷圖和回歸系數(shù)圖選擇鑒別梨品種的有效波長,并建立EW與最小二乘支持向量機相結(jié)合的EW—LS—SVM模型,同時與應(yīng)用逆反饋人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP-ANN)建立的EW—BP-ANN模型進行判別準(zhǔn)確率的比較。結(jié)果表明,應(yīng)用LS—SVM和BP-ANN建立的模型對建模樣本和預(yù)測集樣本的判別準(zhǔn)確率分別為100%和93.3%。研究表明,應(yīng)用EW—LS—SVM模型進行梨品種鑒別是可行的。
劉文營 , 王飛 , 郭立華 , 黃麗燕 , 趙維高 , 盧曉明
2013, 44(3):158-160,185. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.029
摘要:設(shè)計了一套試驗用低溫巴氏殺菌設(shè)備,闡述了設(shè)備的工作原理、主體結(jié)構(gòu)和工作過程,計算了設(shè)備的傳熱能力。依據(jù)蠕動泵規(guī)格參數(shù),設(shè)備最大流量為230mL/min,最大處理能力為13800mL/h。采用水為處理物料,經(jīng)傳熱能力計算可知設(shè)備滿足物料的升溫需要,且可以實現(xiàn)在4.5s內(nèi)從4℃到52℃的升溫,以及3s內(nèi)52℃到20℃和6s內(nèi)52℃到10℃的降溫。蛋清液殺菌試驗表明,在55℃條件下,2.5min可以實現(xiàn)菌體濃度降為100CFU/mL。性能試驗顯示:設(shè)備傳熱能力較強,具有較好的殺菌效果。
黃群 , 金永國 , 馬美湖 , 張曉維 , 耿放 , 孫術(shù)國
2013, 44(3):161-166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.030
摘要:采用激光拉曼光譜、熒光光譜分析超高壓(UHP)對S-卵白蛋白構(gòu)象的影響,并考察其對溶解性、乳化性和起泡能力等功能特性的影響。結(jié)果表明,經(jīng)UHP處理后S-卵白蛋白的分子量分布沒有明顯變化。隨著壓力增加,無規(guī)卷曲含量逐漸增加,二硫鍵構(gòu)象變化使蛋白穩(wěn)定性降低,酪氨酸殘基包埋于側(cè)鏈中,緊密折疊結(jié)構(gòu)得以舒展。經(jīng)100MPa處理后S-卵白蛋白的熒光強度略有增強,此后急劇下降,無峰位位移現(xiàn)象,說明UHP引起蛋白分子構(gòu)象變化。S-卵白蛋白的溶解性、乳化性及起泡能力等功能特性均隨壓力增加而明顯改善,以300MPa處理較為理想,此后壓力增加至500MPa時反而下降。
2013, 44(3):167-173. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.031
摘要:利用葡萄糖對大豆7s球蛋白進行濕法糖基化處理,制備出大豆7s球蛋白3種糖基化產(chǎn)物。通過旋轉(zhuǎn)流變儀、質(zhì)構(gòu)儀和掃描電鏡對大豆7s球蛋白及其3種糖基化產(chǎn)物凝膠的流變性、質(zhì)構(gòu)性及微觀結(jié)構(gòu)進行分析,研究糖基化反應(yīng)對大豆7s球蛋白熱致凝膠性的影響。結(jié)果顯示:糖基化反應(yīng)提高了大豆7s球蛋白的熱穩(wěn)定性,提前了大豆7s球蛋白的凝膠點,增加了大豆7s球蛋白凝膠的粘彈性,說明糖鏈的接入促進了大豆7s球蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。
李杰 , 羅志剛 , 肖志剛 , 王利民 , 朱秀清 , 孫樹坤
2013, 44(3):174-179. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.032
摘要:為了提高米糠多糖得率,將擠壓與超聲方法聯(lián)用,在單因素試驗基礎(chǔ)上采取二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗,研究了酶法提取米糠多糖的擠壓工藝條件和超聲波處理條件,并構(gòu)建了超聲波處理的數(shù)學(xué)模型。試驗結(jié)果表明:在物料含水率20%、擠壓溫度115℃、螺桿轉(zhuǎn)速120r/min的擠壓條件下,獲取的米糠經(jīng)酶解后,在處理時間21min、超聲波功率117W、處理溫度72℃、液料比為8.7mL/g的優(yōu)化條件下,米糠多糖得率可達7.18%。
朱松明 , 蔡衛(wèi)明 , 汪寧 , 賀惠農(nóng)
2013, 44(3):180-185. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.033
摘要:針對溫室設(shè)施環(huán)境中采用聲波促長技術(shù)時,由于環(huán)境設(shè)施對聲音的來回反射、設(shè)施材料對不同聲頻的吸收作用等影響,使得實際聲波信息失真,造成加載的聲波與期望的聲波相差較大,提出一種解決方案。通過及時修正聲頻發(fā)生系統(tǒng)傳遞函數(shù)特性參數(shù),采用一種基于前饋補償?shù)拈]環(huán)控制方法實現(xiàn)對設(shè)施環(huán)境中所加載聲頻的自適應(yīng)校準(zhǔn)。在一個內(nèi)部長、寬、高分別為1.2m、0.53m、0.9m的人工氣候箱內(nèi)進行聲波加載試驗,結(jié)果表明,該方法提高了聲波在設(shè)施環(huán)境中的加載精度,對純音、組合聲頻、音樂聲頻等類型的聲波均達到了良好的校準(zhǔn)作用,輸出精度都在98%以上。
2013, 44(3):186-191. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.034
摘要:建立了基于CFD模型的溫室溫度多指標(biāo)優(yōu)化閉環(huán)控制系統(tǒng)。采用GA優(yōu)化算法,在綜合考慮溫度平均值、溫度均勻性和控制代價3項指標(biāo)下,通過循環(huán)迭代構(gòu)建了溫度系統(tǒng)的閉環(huán)形式,獲取了自然通風(fēng)模式下的最佳控制量(入口和天窗開度),使得系統(tǒng)在多指標(biāo)條件下達到最優(yōu)。仿真實驗表明:基于CFD模型的設(shè)計方法可將溫室整體納入控制系統(tǒng)之中,區(qū)別于傳統(tǒng)的“點”控制形式,通過多指標(biāo)體系的GA算法尋優(yōu),可使溫室作物的區(qū)域性生長差異和能量消耗減小,提高溫室控制精度,豐富溫室控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。
劉龍申 , 沈明霞 , 姚文 , 陸明洲 , 楊曉靜 , 柏廣宇
2013, 44(3):192-196,191. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.035
摘要:針對目前大規(guī)模集約化養(yǎng)殖對母豬分娩時間判斷主要靠飼養(yǎng)員對母豬產(chǎn)前行為連續(xù)觀察,存在工作繁重,可能由于疏忽而造成仔豬死亡等問題,設(shè)計了一種基于三軸加速度傳感器和無線傳感網(wǎng)絡(luò)的母豬產(chǎn)前行為特征實時監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用無線加速度傳感器節(jié)點采集母豬產(chǎn)前運動信息,根據(jù)不同行為的加速度曲線波動性不同,基于K均值聚類算法對行為特征進行識別分析,并進行實時顯示和3G無線傳輸。試驗表明:系統(tǒng)能夠快速采集和傳輸母豬運動信息,正確檢測出母豬躺臥、站立、吃料、筑窩等典型行為,正確率為87.93%,工作穩(wěn)定。
2013, 44(3):197-203. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.036
摘要:為了提高果實識別的準(zhǔn)確性,減少非結(jié)構(gòu)化環(huán)境對識別的影響,使用基于光學(xué)混合探測(PMD)技術(shù)的深度攝像機與RGB攝像機組合捕獲果園環(huán)境的多源圖像;SURF算法提取待配準(zhǔn)圖像的尺度不變特征,歐式距離作為判斷特征相似性的測度,最近鄰與次近鄰比值實現(xiàn)特征向量的初匹配,最近鄰的搜索策略加速匹配過程;剔除異常點與優(yōu)化模型交替迭代的方法提純匹配結(jié)果;并以均方誤差(MSE)、歸一化互信息(NMI)和相關(guān)系數(shù)(COEF)作為配準(zhǔn)效果的客觀評價標(biāo)準(zhǔn)。不同試驗結(jié)果表明:雙攝像機組合豐富了鎖定目標(biāo)區(qū)域的信息量,配準(zhǔn)算法的實時性、魯棒性及精度均能滿足果園試驗的要求。
2013, 44(3):204-208. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.037
摘要:對脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)進行簡化,并自適應(yīng)確定各參數(shù),將圖像的空間信息和灰度信息耦合到加權(quán)耦合連接系數(shù)中,進行溫室黃瓜圖像分割,采用二維Tsallis熵選擇最佳迭代結(jié)果。試驗結(jié)果表明:用區(qū)域?qū)Ρ榷龋℅C)和區(qū)域一致性(UC)評價方法評價,該方法的分割效果好于采用香農(nóng)熵和最小交叉熵終止迭代的標(biāo)準(zhǔn)脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分割效果。
戈振揚 , 姜利民 , 于英杰 , 李鵬 , 易懷鋒 , 李立成
2013, 44(3):209-214. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.038
摘要:構(gòu)造了百合鱗片的生長機與可視化模型,并根據(jù)鱗片輪生抱合形成鱗莖的生長機理,構(gòu)建鱗莖生長的可視化模擬系統(tǒng)。鱗片視為向線生長的生長趨勢,每生長一小段就向中心莖稈偏轉(zhuǎn)一定角度;鱗片采用四邊形圖元繪制的雙半橢圓臺進行可視化建模,其中截面是月牙形,由兩個長半軸相等短半軸不相等的半橢圓圍合而成。結(jié)果表明該系統(tǒng)能形象地模擬百合鱗莖的生長與抱合過程。
劉鋒 , 蘇真?zhèn)?/a> , 喬麗
2013, 44(3):215-218,256. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.039
摘要:針對棉層表面散布絨毛或游離的纖維細絲,而異性纖維表面光潔無毛的特點,提出了一種基于線激光的樣本截面圖像獲取方法,獲取并顯示了其微觀結(jié)構(gòu)在激光照射下的圖像差異。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)激光照射下二者周圍有無高亮度的星點,以及星點的分布特征,提出了一種棉花中白色異性纖維的識別算法。實驗結(jié)果表明,該方法對棉花中典型白色異性纖維的識別率達到了86.9%。
2013, 44(3):219-224. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.040
摘要:在分析產(chǎn)品能量特性評價的基礎(chǔ)上,建立了融合經(jīng)濟性和環(huán)境性并充分考慮使用過程能耗因素不確定性的產(chǎn)品能量優(yōu)化性能評估模型。基于產(chǎn)品的使用過程建立了面向能量優(yōu)化的經(jīng)濟性分析模型和環(huán)境性分析模型,分析了在產(chǎn)品使用階段中影響能量優(yōu)化的不確定性因素并進行建模分析,得到產(chǎn)品能量優(yōu)化性能評價值。然后采用模糊信息公理法對產(chǎn)品設(shè)計方案進行評價,獲得最優(yōu)設(shè)計方案。以某運輸設(shè)備減速器為例,驗證了所提方法的可行性和有效性。
2013, 44(3):225-229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.041
摘要:基于偽剛體模型,綜合考慮柔性桿的橫向變形和軸向變形的影響,建立了末端受力作用下柔順機構(gòu)的PR偽剛體動力學(xué)模型,應(yīng)用拉格朗日方程推導(dǎo)了其動力學(xué)方程。從方程特征、響應(yīng)曲線等方面顯示了PR偽剛體動力學(xué)模型的性能變化。數(shù)值分析結(jié)果表明:PR偽剛體模型引入了P副來模擬柔性桿件的軸向運動,可以更真實地體現(xiàn)出柔順機構(gòu)的動力學(xué)特性,更適合于柔順機構(gòu)的動力學(xué)分析與設(shè)計。
盧青波 , 張學(xué)良 , 溫淑花 , 蘭國生 , 劉麗琴
2013, 44(3):230-236,245. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.042
摘要:為研究流體動壓軸承的多目標(biāo)優(yōu)化問題,提出一種改進多目標(biāo)差異演化算法。該算法在選擇差分向量時,對產(chǎn)生差分向量的兩個個體比較其優(yōu)劣,用非支配解減去支配解,引導(dǎo)個體向非劣解進化,提高算法的收斂速度;其次提出了種群修剪策略,消除進化后期種群中相同個體引起的種群全局搜索能力下降的缺點,以提升算法的全局尋優(yōu)能力。通過與其它算法的比較,發(fā)現(xiàn)該算法能有效避免“早熟”收斂,具有較好的收斂速度和多樣性。工程實例求解結(jié)果表明了算法的工程可行性。
2013, 44(3):237-245. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.043
摘要:擺動從動桿盤形凸輪機構(gòu)的最小尺寸綜合問題,迄今未獲得圓滿解決?;陬愃俣葓D原理,通過引入“輔助平行直線族”,求解其與限制凸輪軸心位置若干直線族的交點族中的最左端、最右端者,理論上嚴(yán)格保證其集合為限制凸輪軸心位置的邊界點、邊界線,進而給出限制凸輪軸心位置的邊界點、邊界線的精確解析解和離散數(shù)值解法,據(jù)此直接求解凸輪的最小基圓半徑、擺桿長度和直觀顯示凸輪軸心的容許選取區(qū)域,從而解決了按許用壓力角設(shè)計最小尺寸的擺動從動桿盤形凸輪機構(gòu)的問題。通過機構(gòu)設(shè)計實例,驗證了所提方法的正確性和有效性。
2013, 44(3):246-250. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.044
摘要:針對數(shù)控機床熱誤差補償建模中溫度敏感點選擇及模型建立問題,提出用模糊聚類法和灰色關(guān)聯(lián)法結(jié)合選擇溫度敏感點,用分布滯后模型建立補償模型的方法。根據(jù)機床關(guān)鍵點溫度和熱誤差的實驗數(shù)據(jù),分別建立熱誤差的多元線性回歸模型和分布滯后模型。在一臺Leaderway V—450型數(shù)控加工中心上進行熱誤差建模實驗,測量主軸分別在2000、4000、6000r/min下的熱誤差及溫度,結(jié)果表明分布滯后模型的擬合精度優(yōu)于多元線性回歸模型,用任一轉(zhuǎn)速下的實驗數(shù)據(jù)建模時,分布滯后模型的穩(wěn)健性低于多元線性回歸模型,而綜合任意兩個轉(zhuǎn)速下的實驗數(shù)據(jù)建模時,分布滯后模型的穩(wěn)健性略優(yōu)于多元線性回歸模型。利用分布滯后模型建立的預(yù)測模型在數(shù)控機床熱誤差補償中具有實用性。
2013, 44(3):251-256. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.045
摘要:采用剛塑性有限元法,對擋位齒輪坯閉式精鍛成形缺陷進行仿真預(yù)測分析。通過對模具局部型腔在不同的拔模斜度和圓角半徑條件下成形過程的正交對比模擬,跟蹤描述了各種缺陷的形成過程,分析了缺陷的成因,定量給出了不產(chǎn)生折疊、刮料、充不滿等缺陷的極限結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)范圍圖;針對齒輪類鍛件實際生產(chǎn)中筋部位置度精度較低以及成形載荷過高的問題,基于分流原理設(shè)計了分流精鍛成形工藝方案,通過模擬分析金屬的流動規(guī)律,位置度精度控制在0.08mm以內(nèi),成形載荷也降低了20%~40%,經(jīng)過生產(chǎn)試制分析,其試驗結(jié)果與數(shù)值模擬吻合較好。
田紅亮 , 趙春華 , 方子帆 , 朱大林 , 李響 , 毛寬民
2013, 44(3):257-266. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.03.046
摘要:基于各向異性分形幾何理論,建立了一種結(jié)合面切向接觸剛度改進模型。通過對所建模型的數(shù)字仿真,直觀地揭示了結(jié)合面切向接觸剛度與結(jié)合面法向載荷、切向載荷、結(jié)合面分形維數(shù)D、結(jié)合面分形粗糙度G、相關(guān)因子K、材料特性φ之間復(fù)雜的非線性關(guān)系。數(shù)字仿真結(jié)果表明:結(jié)合面切向接觸剛度隨著法向載荷、相關(guān)因子或材料特性的增加而增加,但隨著切向載荷、分形粗糙度的增加而減??;當(dāng)分形維數(shù)較小時,結(jié)合面切向接觸剛度隨著分形維數(shù)的增加而增加;當(dāng)分形維數(shù)較大時,結(jié)合面切向接觸剛度隨著分形維數(shù)的增加而減小。
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