高浓度臭氧水溶液研究

采用涡流叶轮泵、射流器和喷嘴等物理方法可将高浓度臭氧气体（＞100g/m³）有效地溶解于水,使臭氧溶解率达到98.6％,臭氧水溶液的臭氧浓度达到8.06g/m³,生成无残留物的绿色强氧化药剂、强消毒杀菌剂．     

An experimental study on the airlift pump with air jet nozzle and booster pump

The experiments for high head airlifting performance with vertical tube were examined for wastewater treatment. Comparing with the centrifugal pump and other pumps, the airlift pump has some problems and limited applications. However, an advantage of an airlift pump is in its geometrical simplicity, not having any moving parts, so it is suitable in lifting fluids including tiny pieces of metal or grit. In this study, for the purpose of high lifting head, an air jet nozzle was used. We have performed experimentally according to various characteristics of the airlift pump system such as the change of submerged depth, lifting head of liquid-air mixture (total head) and air flow rate. This work has verified through experiments that airlift pump shows lifting ability for 3 m (S_r = 0.3) in comparison with conventional height, 2 m (S_r = 0.4). Also, we suggested that the new airlift pump system with the air booster pump be used to improve the higher lifting head performance.     

18CrNi4WA 钢渗碳针阀体开裂失效分析

目的研究18CrNi4WA钢渗碳针阀体开裂失效原因。方法通过化学成分分析、断口扫描分析、金相组织分析、能谱分析等测试手段,对18CrNi4WA钢渗碳针阀体的断裂模式及失效原因进行分析。结果针阀体失效件原始材料符合针阀体制造要求,但渗碳淬火温度过高,未得到最优的渗碳层组织,燃油中存在的硫元素导致喷油孔位置产生严重腐蚀,燃油局部压力的变化导致针阀体表面产生空蚀损伤,裂纹起始于喷油孔圆周面,自裂纹源向外发散呈月牙状,为典型疲劳断裂特征。结论腐蚀与空蚀损伤的协同作用加快裂纹的萌生,使针阀体在热疲劳及机械振动等交变载荷的作用下产生疲劳开裂,使用寿命大为降低。     

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。     

用柴油/醇组合燃烧法在城市车用柴油机上实现同时降低碳烟与NOx排放的研究

柴油机在部分工况采用柴油扩散燃烧 ,另一部分工况则采用柴油引燃醇燃料形成的均质混合气压燃燃烧 .这种组合燃烧利用醇的高汽化潜热和含氧特性 ,达到同时降低柴油机碳烟及氮氧化物 (NOx)排放的目的 ,并可以避免小负荷燃烧醇燃料带来的高醛类排放问题 .在一台 4 85QDI直喷式柴油机上采用上述组合燃烧法进行了试验 ,醇均质混合气经进气管处喷射形成 ,用电控装置控制醇燃料喷入量及其喷入时刻 .试验结果表明 ,与原机相比 ,碳烟和NOx 排放分别可以减少 5 0 %和 30 %以上 ,同时燃料的消耗率也有大幅度降低 .该方法为降低城市车用柴油机的碳烟排放提出一个新的解决途径     

袋式除尘器喷吹管设计参数对喷吹气量影响的计算分析

针对袋式除尘器的脉冲喷吹气流量不均匀性问题,利用CFD数值模拟建立含有结构参数、运行参数的脉冲袋式除尘器的喷吹气流分布模型,通过正交试验法研究了喷吹压力P、喷口个数N、喷口口径D、喷嘴管长H、脉冲时间T和喷口间距L对脉冲喷吹气流量不均匀性σ的影响程度,并拟合得到了各参数与σ的关系式。在设计压力条件下修正喷口管径,获得较好的气流量分布;对修正后的均匀喷吹管,得到在不同喷吹压力下其气流量不均匀性的变化情况。     

Water jet guided laser as an alternative to EDM for micro-drilling of fuel injector nozzles: A comparison of machined surfaces

To characterize the inner surface of the fuel injector nozzle holes drilled by EDM and water jet guided laser drilling (Laser Micro-Jet) a specifically conceived scanning probe microscopy technique with true non-contact operating mode was used. A difference in morphology of the drilled surfaces is evident from the acquired surface topography along the hole axis for the two compared drilling techniques. Results showed that the surface texture can be characterized by (i) maximum peak-to-valley distance and (ii) periodicity. Acquired maps confirm that electro-eroded surfaces are an envelope of craters randomly distributed with total excursion up to 1.7 μm with a crater size of 15 μm. While, the efficient melt expulsion and immediate cooling of water jet guided laser generates a peak to valley distance of 800 nm with a periodicity of 18 μm. Average R_q derived from the measured cylindrical surfaces was 450 nm and 150 nm for EDM and Laser Micro-Jet, respectively. Water jet guided laser drilling has proved to be a reliable alternative to EDM from the point of view of repeatability of the results and surface quality to facilitate the atomization of the fuel jet.     

锯齿形翅片对喷管流动及噪声特性的影响分析

喷注噪声理论表明,改变喷口形状会使喷注噪声发生改变.针对发动机排气系统,设计了锥型啧管及锯齿形出口的锥形喷管,建立相应的喷注射流模型,利用数值手段对2种喷管进行啧注流场分析和噪声预测,研究锯齿形翅片对流动和噪声特性带来的影响.     

柴油/甲醇二元燃料发动机的非常规排放特性研究

在一台电控单体泵增压中冷柴油机上,利用FTIR研究柴油/甲醇二元燃料发动机不同甲醇替代率下的非常规排放特性.结果表明,柴油/甲醇二元燃料燃烧模式下的非常规排放物甲醛、未燃甲醇、1,3-丁二烯及N_2O的比排放与纯柴油模式相比均有不同程度的增加,且均随着甲醇替代率的增加而增加;甲醛、未燃甲醇及N_2O的比排放随着负荷的增加逐渐降低;随着转速的增加,未燃甲醇的比排放趋势相差不大,排放量也无明显差别;CO_2的比排放随着甲醇替代率的增加而下降.     

膜法富氧助燃技术应用于工业锅炉节能减排的研究

膜法富氧助燃技术就是采用高分子膜法产生氧气含量大于21%的富氧空气,根据工业锅炉的结构特点、燃料特性和运行工况,采用独特的喷嘴喷射技术,将富氧空气喷入炉膛燃烧区助燃。将膜法富氧助燃技术用于工业锅炉,不仅能使燃料充分燃烧、优化火焰燃烧特性、提高热量有效利用率、减少热量损失、降低燃料消耗,还能减少烟尘、CO及SO2等污染物的排放,从而有利于提高环境空气质量。     

不同喷油策略对柴油-四氢呋喃混合燃料燃烧和排放的影响

为了解决环境污染和能源短缺等问题,本研究针对四氢呋喃作为一种含氧替代燃料展开研究.在一台六缸增压柴油机上开展了不同喷油策略下四氢呋喃和柴油混合燃料对柴油机燃烧和排放的影响研究,所用3种燃料分别为：纯柴油、5%四氢呋喃和95%柴油、15%四氢呋喃和85%柴油混合燃料（混合比例均为体积比）,以原机国六脉谱图为基准调节主喷时刻和喷油压力.结果表明,添加5%四氢呋喃使燃油消耗率增加,有效热效率降低,当加入15%四氢呋喃后燃油消耗率进一步升高,有效热效率相比于添加5%四氢呋喃有一定程度改善,但仍低于纯柴油燃料;当喷油压力高于100 MPa时,混合燃料的燃油消耗率和有效热效率随喷油压力的提高基本保持不变.四氢呋喃加入使小负荷下NO_x、CO和HC排放增加;大负荷下使NO_x排放增加,CO和HC排放逐渐降低,各工况下的碳烟排放均降低.由此可见,柴油-四氢呋喃混合燃料的有效热效率相比于纯柴油降低了1%~2%,加入四氢呋喃可有效降低碳烟排放和改善部分工况下的气体污染物排放.     

Atmospheric and kinetic studies of OH and HO2 by the FAGE technique

A new FAGE setup has recently been built at the University of Lille, France. It permits the quantification of OH and HO₂ in the atmosphere with a detection limit of 3×10⁵ molecules/(cm³·min) for OH and 1×10⁶ molecules/(cm⁵·min) for HO₂. Its coupling to a photolysis cell enables the measurement of the total reactivity of the hydroxyl radical in ambient air and kinetic studies in laboratory. Two configurations have been considered: one with the photolysis cell at 90° to the FAGE nozzle, the other on line with the FAGE nozzle. The two configurations have been tested and validated by measuring the well known rate constants of OH with CH₄, C₃H₈ and CO. The advantages and drawbacks of each configuration have been evaluated. The “on line” configuration limits losses and permits measurements over a larger reactivity range but is affected by OH formation from the laser beam striking the FAGE nozzle, thus limiting the ability to carry out energy dependence studies which can, in contrast, be successfully performed in the 90° configuration.     

乙醇柴油混合燃料的制备工艺和废气的排放特性

为降低柴油机排放对环境造成的污染,用乙醇部分替代柴油,探索了乙醇柴油混合燃料的制备方法,研究了掺混乙醇及助溶剂对柴油机排放的影响.结果表明:无水乙醇可以和柴油以任意比例混溶,但痕量水(0.2%)的添加即导致混合物分层,合成的有机助溶剂可保证乙醇-柴油-痕量水体系的稳定性基于台架实验,考察了掺混10%、20%、30%乙醇对燃料排放性能的影响乙醇的最佳掺混比为20%在额定工况点(功率为13kW,转速为1540r/min)时,掺混20%乙醇的混合燃料可降低烟度55%,降低HC排放70%,降低CO排放45%.不添加助溶剂时,乙醇的掺混导致排放尾气中产生乙醇、微量乙醛等有机物.而添加非金属离子助溶剂可使HC、乙醇、乙醛排放的浓度明显降低.     

煤改气后燃气锅炉循环供热节能环保设计方法研究

传统集中燃气锅炉节能控制方法,在煤改气后,过去只基于用户需求自主调控风机和水泵的转速调控热负荷,存在锅炉资源浪费严重的问题,节能控制效果差的问题。因此,提出新的燃气锅炉循环供热节能环保设计方法,分析不同锅炉数量和功率下锅炉的燃料消耗和发热情况,采用分布式的供热形式能提高资源的利用率,释放更多热量;采用转速控制和风阀控制相结合的方式,对锅炉辅助设备送风机转速进行控制,提高锅炉负荷率;采用变频技术设计补水泵变频定压系统,根据室外温度和用热量来对水泵运行参数实施调整,实现锅炉循环供热的节能控制。实验结果说明,所提方法节能减排效果佳,经济效益以及环境效益高。     

木薯燃料乙醇的碳效应分析

出于能源安全的考虑及对温室气体减排的关注,世界各国近些年大力发展生物液体燃料,我国政府提倡以木薯等非粮作物为原料生产燃料乙醇。一直以来科学家们对生物液体燃料的碳效应争论激烈,争论的焦点在于原料种植对土壤碳库的影响及不同技术条件下副产品利用的评估。论文通过建立碳平衡分析模型,将原料种植对土壤碳库影响及副产品利用的替代效应纳入研究体系,评估了我国木薯燃料乙醇生产各个环节的碳排放,研究结果显示:木薯原料种植环节碳排放主要来自氮肥的使用及对土壤碳库的破坏;木薯燃料乙醇加工转化环节碳排放主要来自蒸馏和脱水过程能源消耗,改进加工转化技术对减少此环节碳排放至关重要;木薯燃料乙醇运输及储存过程碳排放较小。在现有生产技术条件下,生产单位质量(1 kg)木薯燃料乙醇平均碳排放为0.647 kg。以汽油的碳排放为参照,在目前技术水平条件下,我国木薯燃料乙醇碳排放呈现负效益;采用较为先进的双酶法中温喷射液化-大罐浓醪间歇发酵-多塔多耦合差压精馏和分子筛变压脱水技术,则其碳排放为汽油的90%;倘若能避免对土壤碳库的破坏,则这一比例下降到64%。因此,为了促进我国木薯燃料乙醇的发展,减少木薯燃料乙醇生产的碳排放,首先应该引导农民合理施肥,利用边际土地种植木薯,不转换林地、草地等土地类型的利用方式,减少对土壤碳库的破坏;此外,要开发高效节能的燃料乙醇转化技术并加强对副产品的二次利用。     

海洋水下滑翔机浮力调节系统的设计与实验

目的提高海洋滑翔机浮力调节系统的可靠性,进一步降低系统功耗,设计气压与液压结合的低功耗浮力调节系统。方法基于理论分析确定系统的体积控制量,设计气压调节模块以保证高压油泵的正常工作与回油的顺利进行。利用有限元方法分析承压管路的可靠性,通过实验测试,验证浮力系统的响应性能。结果浮力系统的排油效率随着外压的增大而减小,2MPa的压力会使出油率降低3%左右,同时功耗增加50%左右。在大气压力环境下,依靠系统内负压,400 s即可完成回油600 mL,完成上浮到下潜的转换。结论设计的浮力调节系统的气压调节装置能以较低的功耗保障主泵的正常工作,同时保障回油过程的通畅,满足海洋滑翔机对浮力调节的要求,可以应用于一般海洋深度的水下滑翔机。     

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。     

盒形件多点常力压边拉深模设计

对盒形件拉深成形 ,提出了在周向多个位置施加压边力的方法 ,且根据常力压边原理 ,用弹簧和橡胶作弹性元件 ,可根据需要在不同位置施加不同的压边力 ,且每个位置的压边力在拉深过程中保持定值。以此设计的模具所提供的压边力 ,更适合复杂零件的成形 ,也更符合拉深工艺对压边力的要求     

基于航迹数据的空中交通绿色绩效计算分析

为定量、直观地反映空管运行指挥对飞机温室效应的影响,首先基于快速存取记录器（QAR）记录数据建立飞行参数与飞行轨迹的BP神经网络匹配模型;然后基于QAR数据对模型进行验证;之后建立了温室效应表征参数计算模型;最后根据雷达模拟机上的飞行航迹试验数据,估算出污染物排放量和总温变潜势大小,并对不同管制员的指挥差异性进行对比分析.结果表明,利用油耗估算模型计算得到的燃油流量估算值和QAR记录的真实值之间的相对误差不超过2%,运用油耗指标与温室效应指标评估管制员水平结果不同.研究结果可以用于定量分析空管运行对温室效应的影响.     

政府-企业-居民协同共治的道路交通碳交易机制

根据道路交通碳排放的影响机理,提出同时把上游燃料供应企业、中游汽车生产企业、下游汽车使用者同时作为道路交通碳交易的责任主体,设计了政府-企业-居民协同共治的道路交通碳交易机制,包括碳配额总量设定、初始碳配额分配、行业基准设定、履约考核、市场交易以及监测报告核查等制度.通过案例与情景分析揭示了道路交通碳交易的多主体协同作用机理：在政府对于碳配额总量和行业基准的调控下,燃料供应企业将通过改变燃料成分来降低燃料排放因子;汽车生产企业将通过提高汽车燃油经济性和新能源汽车比例来降低汽车能耗强度;汽车使用者将通过减少车辆行驶里程降低交通需求或者购买使用新能源汽车.本文所提出的政府-企业-居民协同共治的道路交通碳交易机制,可以分别从上游、中游、下游促进道路交通碳排放的3个关键影响因素——燃料排放因子、汽车能耗强度、交通活动需求协同优化,能够有效控制道路交通温室气体排放增长,进而加速“碳达峰”的实现和“碳中和”的转型.