军用装备砂尘环境试验技术

介绍了进行砂尘环境试验的目的、适用范围及环境影响因素,并说明应根据产品使用环境、本身特点及其产品技术条件来选择试验程序和确定各试验参数.同时指出了确定试验持续时间的方法,最后对砂尘试验箱(室)提出6点设计要求,为我国自行研制军用砂尘环境试验设备提供了依据,从而提高了我国军用武器装备对环境的适应性及可靠性.     

GJB 150.8A淋雨试验解读及淋雨试验探讨

对自然界中云滴到雨滴的转化和降雨的形成过程进行了阐述,同时对降雨过程中雨滴的形状、直径、降雨强度、终速度等的物性特点进行了分析.重点探讨了人工模拟降雨试验方法中关于雨滴直径0.5～4.5 mm、雨滴终速度9 m/s、行程、风速18 m/s等指标要求在实际试验中涉及的部分相关问题,基于对降雨过程和降雨引起的破坏机理的分析,结合淋雨设备原理和国内环境试验设备厂家现状,对现行GJB 150.8A—2009淋雨试验中的雨滴直径、雨滴终速度提出了补充完善的建议和意见.     

集散式控制系统在砂尘环境试验设备中的应用

军用砂尘环境试验设备自动监控是基于PLC的集散式控制系统,系统由上位计算机和PLC组成,对试验过程进行全程监视和控制,上位计算机通过监控画面对PLC进行参数设置,接受参数后PLC执行闭环控制;使用Proficy Machine Edition组态软件设计各种监控画面;计算机与PLC间采用标准TCP／IP协议进行通信,并对系统进行抗干扰设计;该系统配置灵活,控制可靠,编程简单且成本低;通过现场实际应用,控制效果良好,达到了预期的控制目的。     

交流耦合法在砂尘试验设备浓度控制中的应用

采用了交流耦合技术中的浓度在线监测装置.简要介绍了砂尘浓度闭环控制的组成和结构,并对交流耦合法的特点和原理进行了分析和研究,指出了影响测量效果的环境因素.结合设备中应用的砂尘浓度测量闭环控制系统,说明了运用交流耦合法进行浓度测量的具体流程和操作方法.通过实际应用,验证了良好的控制效果,达到了预期的控制目的.     

机械活性物质环境条件对产品的影响及对策

介绍了机械活性物质环境条件中的砂尘环境和影响砂尘环境的因素;分析了砂尘环境对产品的主要影响,如造成产品冲蚀和磨损,降低电子产品的性能等;最后提出了对砂尘防护的几点对策.通过分析研究,旨在为相关企业提供理论依据和技术参考,便于在产品生产过程中,注意增强产品对环境的适应性,从而提高产品的质量.     

滤筒脉喷清灰过程中尘饼剥离对喷吹性能的影响

以滤筒除尘器的脉冲喷吹清灰为研究对象,考察脉冲清灰过程中尘饼剥离对喷吹性能的影响,运用CFD软件构建脉冲喷吹的数值模型,对清灰气流流场进行分析。结果表明:脉冲喷吹在滤筒中下部区域形成的压力显著高于顶部区域;与尘饼固定情形相比,尘饼剥离情形下脉冲喷吹强度更小、喷吹均匀性更差、穿过滤筒的气流更大;随着初始总过滤阻力ΔP_t（<1000 Pa时）的增加,喷吹强度和喷吹均匀性提高,穿过滤筒的气流量降低,ΔP_t>1000 Pa时则达到稳定。所得结论可为脉冲喷吹清灰除尘器的研究与设计提供理论参考。     

常规试验设备温度循环应力筛选技术改进

目的寻找基于常规试验设备温度循环应力筛选技术的改进方法。方法应用常规温度循环试验箱,结合对军用电子产品进行环境应力筛选(ESS)的实际情况,测量产品在温度循环应力筛选时,产品内部升降温的实际速率,通过对这些测量结果比较分析,找出这一方法存在的问题,特别是缺陷暴露程度与应力筛选的相关性差,通过对温度循环筛选参数的合理选择进行分析,找出解决这一问题的思路。结果理论筛选度较高(如0.89)的试验,实际测算额得出的筛选度很低(如0.54)。结论应用温度循环应力筛选的方法,确立合理的应力参数,就可取得理想的试验效果,节省一半的试验时间。     

多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱研制

目的 研制一种多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,主要用于沿海、海岛和舰面大气使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法 通过需求、现状和海洋气候特征分析,提出气候类型模拟的新思路。通过总体和模块设计、集成制造,研制多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,设计试验谱,开展试验验证,考核技术指标的符合性,并评价相关性和加速性。结果 解决了盐雾对光照条件的干扰、盐晶积聚等难题,研制了同时施加光照、盐雾、温度、湿度和风速5因素的多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,编制了5因素综合海洋气候模拟加速试验谱。结论 与万宁站户外暴露试验结果相比,多因素综合海洋气候环境模拟加速试验技术评价金属腐蚀质量损失、工程塑料拉伸强度、有机涂层光泽色差等关键性能指标变化具有良好的相关性和高的加速性。     

基于携砂试验的稠油水平井防砂埋风险生产优化研究

稠油水平井出砂后发生井筒砂埋是造成油井产能下降、作业成本增加的关键原因之一,研究稠油水平井中地层砂的运移规律,可为稠油水平井生产设计提供依据。通过水平井携砂能力试验,测量不同稠油黏度和稠油比例条件下水平井筒中地层砂的临界携砂流速,定义了稠油比例黏度系数和稠油极值比例黏度系数,探究稠油黏度和稠油比例对水平井筒中地层砂运移的综合影响。结果表明:增加稠油比例或稠油黏度,水平井筒中地层砂临界携砂流速均会先降低后趋于稳定并呈现轻微上升的变化趋势,水平井筒中地层砂临界携砂流速随稠油比例黏度系数先降低后增加,且存在一稠油极值比例黏度系数使得地层砂运移的难度和砂埋风险最低。基于试验结果提出一套用于稠油水平井开采时防砂埋风险的生产优化方法,即通过测试地层砂对应的稠油极值比例黏度系数,对油井实际稠油比例黏度系数进行调整,以降低地层砂在水平井筒中沉积的风险。现场应用结果表明:该优化方法可有效降低井筒砂埋的风险,对于提高油井经济效益、保证油井稳产高产具有一定的指导意义。     

堆煤场煤尘起尘及其在大气中运移扩散的理论研究

以堆煤场煤尘为对象，在对粉尘颗粒在大气中的受力状况进行分析的基础上，对开放性尘源表面的粉尘起尘及其在大气中扩散的运动轨迹进行了理论研究和数值模拟。利用Lagrange方法，研究了堆煤场煤尘颗粒群的扩散运动方程，为利用计算机对颗粒运动轨迹进行模拟提供了科学依据，同时为评价露天矿堆煤场对环境造成的污染提供了理论指导。     

2017年春季华北地区一次典型沙尘重污染天气过程研究

结合空气质量监测站小时监测数据、NECP资料、卫星遥感资料,分析了2017年5月3—5日华北地区一次典型沙尘重污染天气过程.结果表明,此次重污染过程主要由前期的浮尘和后期的扬沙天气造成.前期,蒙古气旋强烈发展将沙尘源地的沙尘抽吸到空中并在偏西风作用下,长距离传输到华北地区沉降,造成大范围浮尘天气,多个城市出现严重污染,PM₁₀浓度增高显著.后期,随着高空横槽转竖并东移,受强冷锋影响,京津等地出现大风扬沙天气,大风过后,空气质量转好,PM₁₀浓度降低至较低水平.起沙源地高空辐散、近地面辐合产生强烈的上升运动将沙尘带到空中并向东传输至华北上空,近地面处于弱辐散场,高空的沙尘缓慢下沉,形成了浮尘天气;高空槽东移,高空辐合,近地面辐散,700 hPa至近地面为强烈下沉运动,是形成此次扬沙天气的主要原因.结合天气形势分析和特征量诊断,给出了华北地区此次浮尘和扬沙天气的天气学概念模型.     

沙尘天气对北京大气重污染影响特征分析

利用北京市具有代表性的大气污染物监测站资料,统计出2000─2005年各月重污染的天数,并对4和5级的重污染特征进行分析.结果表明,北京市大气重污染主要源于颗粒物. 分析了北京沙尘型重污染年、季节变化特征和表现形式等. 利用2000—2005年北京及周边地区环境监测、卫星遥感以及气象等数据,对沙尘天气影响北京城区大气中ρ(PM₁₀₎进行分析发现,ρ(沙尘粒子)约占ρ(PM₁₀₎的1%～13%;沙尘天气的影响区域逐渐加重的顺序为前门<古城<车公庄<农展馆<东四<天坛<奥体中心<定陵;沙尘天气下ρ(PM₁₀₎具有双峰型特征,细粒子(PM_2.5)质量浓度的增加对人体健康影响极为不利.      

沙尘暴对呼吸及循环系统疾病日门诊量的影响

对沙尘天气频发区甘肃省武威市的7所大、中型医院在2004、2005年沙尘天气高发时段(3月1日～5月31日)的呼吸系统和循环系统每日门诊人数进行了调查,采用半参数广义相加模型(GAM),在排除了医院日门诊量的长期趋势、大气污染因素、气象因素、日历效应等因素之后,分别对每年进行分析.结果表明,沙尘暴和扬沙天气与呼吸、循环系统疾病日门诊人数的增加有联系,且均表现为滞后效应,其影响程度为沙尘暴大于扬沙天气,沙尘暴和扬沙天气对健康的影响因不同年份而不同,表明沙尘天气对健康的影响受多种因素的影响.沙尘暴对健康的影响有性别差异.     

北非沙尘天气时空分布特征及其远程传输路径

通过对北非地面300个气象站20a沙尘暴、浮尘、风场及冬夏季气溶胶指数（AI）的时空分布分析,探讨了其远程传输路径,结果表明：1）北非在阿尔及利亚、毛里塔尼亚、尼日尔和乍得中部、埃及东部、苏丹北部、博德莱洼地存在6个主要沙源区,3月沙尘暴范围和强度最大,8~11月最小.从11月起逐渐在萨赫勒地区形成了一条浮尘带,其强度和范围在3月最大,其后逐渐收缩并在6~10月分裂成3~4个小带.2）受冬春季地面高压影响,萨赫勒浮尘带由其北部发生的沙尘暴远距离传输而来.4~8月,来自赤道的南风北抬并与来自大西洋的西北风在萨赫勒中西部交汇,形成静风区并导致浮尘带收缩、断裂.3）北非存在2条沙尘主传输路径,其中Ⅰ起自阿尔及利亚,向东到地中海、埃及和苏丹,然后转向萨赫勒,从东向西传到大西洋;Ⅱ起自阿尔及利亚,向南传输到毛里塔尼亚,向西传到大西洋;同时在主传输路径Ⅰ上还出现了4个分支路径.     

沙尘媒质微波衰减特性研究*

目的研究沙尘媒质中微波衰减特性。方法根据随机媒质电磁波传播理论,给出了沙尘媒质中沿水平路径和沿地空路径的微波衰减和相移模型,与Sharief,Erdenekhuu和尹文言衰减模型计算结果进行比较和分析。结果衰减模型与Goldhirsh模型比较吻合,验证了其正确性。模型预测结果与Sharief模型结果一致。结论仿真结果验证了提出模型的有效性,模型计算方便,适用于不同频率。     

沙尘的红外衰减特性研究

应用Mie理论分析了沙尘粒子的散射特性,研究了具有一定粒径分布的沙尘粒子的红外衰减特-洼。研究结果表明,指数分布和对数正态分布下沙尘的衰减预测结果比较接近且随能见度的增大衰减减小。不同沙尘天气衰减计算结果表明,波长为11μm时,沙尘暴引起的衰减最大、自然沙尘引起的衰减最小。     

基于Mie理论的带电沙尘媒质微波衰减特性研究

目的研究带电沙尘媒质中微波衰减特性。方法根据带电球形粒子Mie散射理论,分析带电沙尘粒子的散射特性及带电沙尘媒质的微波衰减。结果在同一频率下,消光系数随着沙粒半径增大而增大,带电沙粒的消光系数要大于不带电沙粒的消光系数。对于同一频率和能见度,带电沙的衰减要比不带电沙的衰减要大,且衰减随能见度的增大而减小。结论带电沙尘粒子对微波传播影响比中性沙尘粒子明显。     

沙尘天气对呼吸系统疾病日入院人数影响的时间序列研究(1995～2003年)

为了探讨沙尘天气,特别是沙尘暴对人群呼吸系统健康的影响,对过去9年(1995～2003)沙尘暴高发地区甘肃省武威市的6所大中型医院沙尘天气高发季节(3月1日～5月31日)每日呼吸系统疾病入院人数进行了调查.采用半参数广义相加模型(Semi-parametric generalized additivemodel,GAM),在控制了长期趋势、日历效应(calendar effect)以及气象因子等混杂因素后,考虑到具体年份的差异,分别对每年建立GAM回归模型(滞后7d)并进行分析.然后应用Meta-分析方法的固定效应模型对各年GAM分析结果(即相对危险度RR)进行效应量合并,计算合并效应量(RR ),以此表示沙尘天气对呼吸系统疾病日入院人数的综合影响.结果表明:(1)对于沙尘暴的影响,各年呼吸系统疾病日入院相对危险度(RR)合并效应量(RR )随沙尘暴滞后天数的不同而不同,且在滞后3、4、5 d时每天的RR 均有统计学意义,其RR 分别为1.40(95%CI为1.06～1.86)、1.34(95%CI为1.01～1.77)、1.73(95%CI为1.35～2.23);(2)扬沙天气在其滞后第6天RR 有统计学意义(RR 为1.14(95%CI为1.01～1.30);(3)浮尘天气与扬沙天气类似,也在其滞后第6天RR 有统计学意义,其RR 为1.12(95%CI为1.00～1.25).(4)沙尘天气对人群健康的影响,可根据滞后不同天的RR 值变化,分为滞后早期效应、滞后中期效应和滞后后期效应三类;(5)沙尘天气引发和加重的呼吸系统疾病主要为各种肺炎、上呼吸道感染和感冒以及急、慢性支气管炎.这些结果表明,呼吸系统日入院人数沙尘天气,特别是沙尘暴与有关联系,且均表现为滞后效应,而且沙尘暴的影响强度大于扬沙天气或浮尘天气的影响.     

和田降尘与浮尘、扬沙、沙尘暴关系的研究

通过野外调查、定位试验和室内分析,探索了新疆和田扬沙、沙尘暴、大风和浮尘产生的原因及发生规律与土壤降尘量的关系及其时空变化特点。结果表明,和田地区的降尘受浮尘、扬沙、沙尘暴日数和强度的影响,对土壤有重要作用。