地理气候及湖盆形态对我国湖泊营养状态的影响

利用SPSS统计分析软件的相关性分析和曲线估计功能分析了我国145个湖泊富营养化指标与自然因素之间的关系.富营养化指标包括2008—2010年现场监测的总氮、总磷、高锰酸盐指数、透明度、叶绿素a(Chla)和营养状态综合指数(TLI),自然因素包括:2个湖盆形态指标(平均水深和面积)、3个湖泊地理位置指标(经度、纬度和海拔)和3个气候指标(年均温、年平均降水量和>0℃积温).相关性分析的结果表明,TLI指数与湖泊平均水深和海拔呈显著负相关(p<0.01),而与湖泊所在经度、>0℃积温呈显著正相关(p<0.01,p<0.05).Chla与湖泊平均水深呈显著负相关(p<0.05),与年均温和>0℃积温呈显著正相关(p<0.05).曲线估计的分析结果表明,TLI与湖泊平均水深和经度呈幂函数关系,与海拔和>0℃积温呈指数函数关系.研究结果还表明,贫营养湖泊位于高海拔(>1000m)和低经度(<105°)地区,并且湖泊的平均水深大于30m.年平均降水量低于1000mm,>0℃积温低于5400℃.     

膜法富氧技术对高海拔柴油发动机性能的影响

目的通过膜法富氧技术提高柴油发动机的高海拔使用性能。方法以卷式富氧膜为富氧气体来源,以发动机自身动力为动力来源,设计出富氧装置制造富氧气体。采用并联进气方式,在发动机进气系统增加旁通管路通过富氧装置为发动机补充富氧气体以提高进气的氧含量。通过高海拔发动机模拟台架和高海拔实装试验考察富氧技术对发动机性能的影响。结果高海拔发动机模拟台架试验结果表明,海拔的增加使发动机的高海拔使用性能明显下降,与平原相比,模拟海拔5000 m时,柴油机功率平均下降43.2%,燃油消耗率平均增加74.0%;使用富氧技术后,发动机的高海拔使用性能回复,在模拟海拔5000 m,柴油机应用富氧装置后功率平均提高9.9%,燃油消耗率平均下降8.4%。唐古拉泵站的柴油发电机高海拔实装表明,使用富氧装置后,平均单位发电量油耗下降8.52%。试验过程中,使用了富氧技术的发动机工作稳定、可靠。结论膜法富氧技术运用于柴油机,可有效提高柴油机的高海拔使用性能。     

古浪河流域大气降水稳定同位素的时空特征及其环境意义

依据古浪河流域古浪站(海拔2 085 m)和安远站(海拔2 700 m)所采集的降水样品和相关气象数据,分析了降水稳定同位素的时空变化、局地大气水线,讨论了温度、降水量和相对湿度与降水稳定同位素的关系.结果表明:(1)两站δ18O均呈现出夏秋季高、冬春季低的特征;(2)从古浪到安远站,δ18O的月均值随海拔升高呈下降趋势,相反地,d-excess随海拔升高呈增加趋势,反映了当气团沿着山坡不断抬升时,水汽再循环过程加强;(3)稳定同位素特征表明该区除了受干燥的环境和较强的蒸发影响外,可能还受到局地水汽再循环影响;(4)处于低海拔地区的古浪站的温度效应比安远站更显著,古浪河流域整体上没有呈现出降水量效应.该研究结果有助于进一步深入了解古浪河流域的水循环过程.     

基于最优粒度的城市热环境与景观特征耦合分析

综合Landsat和国产高分2号遥感影像反演地表温度、划分地表覆被类型,通过划分100m×100m～1000m×1000m等多个网格单元,分析北京市五环内热环境影响因素的粒度效应;并基于最优粒度分析城市景观组分和构型特征与热环境特征的相互关系.结果表明:随粒度增加,网格单元内平均地表温度和不透水地表(IS)、植被水体(...     

高原高寒地域中重型车辆发动机预热起动辅助装置研究

目的提高中重型车辆装备在高原高寒环境下的低温起动性能。方法研制一种适应高原高寒地域低温低气压环境的冷却液加热器,加热器将燃油燃烧产生的热量传递给冷却液,通过冷却液的循环对发动机机体进行预热。结果在低温试验室内-41℃常压环境下,使用冷却液加热器预热25 min后起动发动机,一次起动成功。在高原进行环境适应性试验,预热时间在25 min内,发动机一次起动成功。结论发动机预热可有效提高-30^-41℃温度地域的发动机低温起动性能。     

托来河流域不同海拔降水稳定同位素的环境意义

为了探讨祁连山中段托来河流域不同海拔降水稳定同位素的环境意义,依据该流域托勒站(3 367 m)和嘉峪关站(1 658 m)的降水样品和气象数据,分析了降水稳定同位素的时间变化、局地大气水线、海拔变化,讨论了降水稳定同位素与温度、降水量、平均水汽压和相对湿度的关系.结果表明,研究时段内托勒站和嘉峪关站降水稳定同位素具有一定的季节变化特征,托勒站表现为夏秋较高值,冬春季为较低值,与托勒不同的是,嘉峪关站春季较高,其他季节较低.嘉峪关站降水δ~(18)O和d-excess值展现出显著的反向变化趋势,托勒站则不显著,随海拔升高对应的相关系数呈下降趋势,反映了内陆河流域低海拔地区存在较强的云下蒸发,同时高海拔地区受局地水汽再循环的强烈影响;从嘉峪关到托勒站大气降水线的斜率和截距都明显升高,表现出从低海拔到高海拔的增加趋势;处于高海拔地区托勒站的温度效应比低海拔地区的嘉峪关站更显著,对于气温在10℃以上的降水事件而言,托勒站δ~(18)O与气温呈显著正相关,嘉峪关站则表现出相反的变化趋势,可能是嘉峪关站云下蒸发对高降水量事件稳定同位素的富集作用减弱,使得呈现降水量效应;从托勒站到嘉峪关站,δ~(18)O和dexcess与平均水汽压的正相关关系减弱,变化幅度也明显减小,原因可能是从高海拔到低海拔地区,水汽压升高,饱和水汽压升高,降水难以形成,降水量较小,降水稳定同位素受云下蒸发影响作用明显,δ~(18)O和δD偏正,高海拔地区受局地水汽再循环的作用明显,δ~(18)O和δD偏负;嘉峪关站降水δ~(18)O与平均相对湿度呈不显著正相关,托勒站则相反.研究结果为托来河流域同位素水文过程研究提供了理论依据.     

黄山土壤细菌群落和酶活性海拔分布特征

黄山具有保存较完整的生态系统及明显的地势高差,为研究中亚热带森林生态系统土壤微生物群落海拔分布格局提供天然场所.本研究在黄山景区670～1 870 m按每100 m的间隔采集土样,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析土壤细菌群落结构及多样性的海拔变化特征,同时测定相关土壤理化性质和土壤酶活性.结果表明:(1)土壤全氮、碱解氮、全钾和总有机碳含量均存在显著海拔差异(P 0. 01),且总体上随着海拔升高而增加;土壤蔗糖酶活性存在显著海拔差异(P 0. 01),且总体上随海拔升高而增强,但酸性磷酸酶和脲酶活性无显著海拔分异(P 0. 05);(2)将12个海拔梯度分为高中低3组(低海拔670～875 m;中海拔1 080～1 370 m;高海拔1 460～1 780 m),发现土壤细菌OTU数目:中海拔低海拔高海拔,但是高、中、低海拔的差异不明显;(3)在875～1 370 m小范围海拔内,土壤细菌群落多样性沿海拔呈单峰模式分布;而在670～1 780 m整个海拔范围内,土壤细菌群落多样性无明显海拔分布模式;(4)所有样地中,相对丰度大于3%的优势菌门共7个,优势菌目共15个;(5)相关性热图分析表明,土壤p H对不同海拔土壤细菌群落结构差异性影响最大. Pearson相关性分析和偏Mantel分析表明,细菌群落α多样性(P 0. 01)和β多样性(偏Mantel r=0. 560,P=0. 001)主要受土壤p H影响.因此,土壤p H是决定黄山不同海拔土壤细菌群落结构及多样性的主要环境因子.     

干旱内陆河流域降水稳定同位素的时空特征及环境意义

依据石羊河流域武威站(海拔1 531 m)、民勤站(海拔1 389 m)和西大河(海拔2 897 m)于2013年7月至2014年7月一个完整水文年的降水样品和气象数据,分析该流域降水稳定同位素的时空变化和局地大气降水线,讨论降水过程中温度、湿度、降水量、平均水汽压以及相对湿度等环境因素对降水稳定同位素演化的影响.结果表明:①研究时段内降水稳定同位素呈现出显著的季节性变化,冬季和春季较低,夏季和秋季较高;②武威站D-excess月均值低于西大河,除可能具有不同的水汽来源外,也反映了高海拔山地地区更多的受到局地再循环水汽的影响,低海拔平原地区云下二次蒸发更强烈;③流域降水稳定同位素表现出显著的温度效应,在天气尺度上体现出降水量效应,可能是受到淋洗作用或季风环流的影响;④δ18O值与平均相对湿度呈负相关关系,可能是随着降水量与湿度的增加使云下二次蒸发作用减弱.     

蒸汽热网散热损失计算及其影响因素分析

为满足长距离蒸汽热网设计和运营需求,分析了不同保温材料的散热性能,采用蒸汽热网散热计算模型研究了保温厚度、蒸汽温度、环境温度和风速对管道保温效果的影响。结果表明:综合考虑价格和导热系数,离心玻璃棉更适合用于蒸汽管道保温; DN 300和DN 400管道保温厚度由80 mm增加至300 mm时,散热量下降幅度分别为79.1%和78.4%; DN 300管道保温厚度分别为80 mm和180 mm,蒸汽温度由300℃降低至140℃,散热量分别减少65.3%和65.5%; DN300管道保温厚度为80 mm和180 mm,环境温度由-20℃升高至30℃时,散热量分别降低9.2%和8.9%,风速由0增大到8 m/s时,散热量分别增加3%和1.2%。     

气溶胶采样头在无人机上安装位置的模拟

利用流体力学软件CFD对固定翼无人机在海拔1000m高处以30m/s速度飞行时采样头的最佳安装位置进行了模拟.首先利用ICEM CFD前处理软件对无人机模型进行了网格划分;然后利用FLUENT软件及其中的DPM模型先后对气相(连续相)和颗粒相(离散相)分别进行了数值模拟,最后用DPM模型模拟了从速度入口方向以30m/s速度释放粒径为1,2.5,10μm的颗粒物,由颗粒物的轨迹图得到了颗粒物在机身周围的阴影区和密集区厚度.得到主要结论如下:对于本研究中的无人机,在海拔1000m高处,采集PM1,PM2.5,PM10时的气溶胶采样头的最佳安装位置为机身下部距机头距离约42~75cm,采样头探头距机身下部壁面的距离分别应大于4,4,4.3cm,但不超过26cm(机身下部距地面距离).     

低真空度下土工离心机产热机理试验研究

目的为1000 g以上的大型高速土工离心机提供散热方案,保证土工离心机的正常工作。方法通过试验研究和理论分析相结合的方法,研究低真空度下高速转子的产热机理,分析散热模式。结果绝对压力越高,离心室内的升温速度越快。不同真空度下(绝对压力10000、5000、3000、2000、1000 Pa),离心机驱动电机的输入功耗分别为2.17、3.79、5.17、7.66、11.56 kW。超重力高速土工离心机的产热主要由空气与高速转子的摩擦引起的第一热源,由高速旋转空气与离心舱壁面摩擦产生的第二热源,还有其他机构摩擦、空气与底部顶部摩擦产生的少量热源。结论第一热源产生的壁面热量可以通过设置冷却夹套快速带走,离心舱中心产生的第二热源的热量可以通过通入适量的冷风加以冷却,还可以通过注入冷却剂快速蒸发,利用汽化潜热进行快速冷却。     

车用发动机热平衡研究进展与展望

以发动机热量分配、热负荷及冷却系统智能控制为切入点,综述了车用发动机热平衡研究的现状,并探讨了进一步的发展方向。指出针对我国特殊的高原环境,进行极端工作环境下热量分配变化规律的研究、发动机热平衡模拟试验技术研究、开展高原环境柴油机冷却系统智能控制研究,以最优化匹配散热需求是未来发动机热平衡研究的方向。     

水平对置活塞发动机高空热平衡特性研究

目的研究不同海拔大气压力特别是高空条件对水平对置活塞汽油机热平衡性能的影响。方法利用内燃机高空模拟试验台进行不同海拔高度(0~7000 m)下水平对置活塞汽油机的热平衡试验,测得不同海拔下排温、缸体表面温度等特征参数,计算热流量分配特性,并对比分析热流量分配特性随海拔高度的变化规律。结果随海拔升高,汽油机排温和缸体表面温度逐渐下降,且海拔愈高,缸体表面温度下降幅度愈大。汽油机有效功率随海拔升高逐渐下降,余项损失百分比逐渐上升,且在低转速下,变化幅度增大。在6000 m模拟海拔、3000 r/min转速下,汽油机有效热效率不到5%,而余项损失达到了30%以上,此时部分汽油甚至并未燃烧。结论高空环境对水平对置汽油机热平衡性能造成严重影响,成为制约其高海拔性能恢复的关键因素。     

车用锂离子电池组冷却系统传热仿真分析

目的 解决电动汽车锂离子电池组在高温下的安全性和热失控问题.方法 建立锂离子电池组冷却系统的三维分析模型,应用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法 ,结合热传导和热对流理论,对电池组进行仿真分析.结果 锂离子电池组的温度场分布基本相同,呈现出中间低、两侧高的分布特点,且...     

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

可变喷嘴涡轮增压器(VNT)对高原地区车用柴油机性能与排放的影响研究

目的系统研究可变喷嘴涡轮增压器(VNT)对运行在高原地区的车用柴油机动力性、经济性以及排放性能的影响关系,为高原地区电控柴油机与VNT的匹配控制以及降低其污染物排放提供一定的理论指导。方法在海拔高度约为1960 m的高原地区,选取柴油机的典型运行工况,即低速1400 r/min全负荷、2200 r/min全负荷(最大转矩工况)以及4000 r/min全负荷(额定功率工况),通过试验研究VNT对柴油机性能与排放的影响。结果在低速工况,随着VNT喷嘴环开度的增大,动力性降低,经济性恶化;在最大转矩与额定功率工况,均存在一个最佳的VNT喷嘴环开度使得转矩最大,同时油耗最低。随着VNT喷嘴环开度的增大,进气流量、空燃比、中冷前压力、中冷前温度以及涡前压力均降低,而涡前温度升高。在三个典型运行工况下,随着VNT喷嘴环开度的增大,氮氧化物(NO_x)比排放逐渐降低,而烟度、一氧化碳(CO)以及碳氢(HC)比排放逐渐升高,VNT对HC排放的影响较小。结论在高原地区,通过减小VNT喷嘴环开度可以降低涡前温度,进而降低柴油机的热负荷,提高其可靠性,合理调节VNT喷嘴环开度可以获得较为满意的NO_x比排放与烟度排放。     

国内外机载电子设备液体冷却系统分析

首先分析了国内外机载电子设备液冷系统的工作原理,即冷却液在液体泵的作用下,进入电子设备冷板,带走电子设备的热量,再通过热交换器进行降温处理,热量传递到空气或燃油中,降温后的冷却液流向液体泵,进行下一次的冷却循环。其次分析了某些机载电子设备因安装位置不适用液冷系统,则采用强迫通风为其进行冷却,但热量最终经过空气还是传递至液冷系统中。最后对未来飞机的液体冷却技术进行了展望,液冷系统未来的发展趋势一定是有区域故障隔离能力,且冷却液的流量是随着热载荷而动态变化的,其代偿损失也较小。     

R134a在水平环形通道内的凝结换热性能

在空气源热泵热水器中,对水平套管冷凝器环形通道内R134a的凝结换热特性进行实验研究。在冷凝器不同进水流量、进水温度时,实验测试了水平套管冷凝器凝结换热系数随热流密度、冷凝压力及干度的变化。实验工况为:冷凝器的进水流量为0.6~1.0 m~3/h,进水温度为15~60℃。实验结果表明:水平环形通道内R134a的凝结换热系数随热流密度和冷凝压力(温度)的升高而减小,当冷凝压力为1.3 MPa,热流密度由18 k W/m2增加至20.5 k W/m~2时,R134a的凝结换热系数减小了6.9%;当热流密度为15 k W/m~2,冷凝压力由1.78 MPa增大至1.83 MPa时,R134a的凝结换热系数减小了5.8%。R134a的局部凝结换热系数随干度的增大而增大,当冷凝压力为1.1 MPa,热流密度为18.3 k W/m~2,制冷剂干度由0.1增大至0.9时,R134a的局部凝结换热系数增大了24.4%。     

内嵌式蒙皮散热器气动阻力影响研究

目的 开展内嵌式蒙皮散热器对小型飞行器气动阻力影响研究,探明气动阻力产生的原因及影响因素。方法 利用数值仿真技术,对气动阻力增大的诱因进行理论分析,分别研究蒙皮散热器引流口半径、导流口半径和翅片厚度等结构参数对飞行器气动阻力及散热性能的影响,进而平衡蒙皮散热器散热能力和飞行器气动阻力等设计指标。结果 配置蒙皮散热器为电子设备提供热沉会导致小型飞行器气动阻力增大,原因是配置散热器诱导产生了额外的压差阻力和摩擦阻力。结论 增大引流口、导流口半径可减小压差阻力,增加翅片厚度,则可减小摩擦阻力,进而减小飞行器气动阻力。增加翅片厚度,可使气动阻力减少20%以上,同时也会导致传热性能的显著降低,增大引流口、导流口半径则可在一定程度促进传热。