Application of CFD on the sensitivity analyses of some parameters of the modified Hartmann tube

The aim of this work is to determine the influence of operating parameters such as the dispersion pressure, the ignition delay and height on the dust flammability. A Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation, based on an Euler–Lagrange approach, was developed with Ansys Fluent™ and validated experimentally. Such analysis will facilitate the choice of the most conservative conditions for a flammability test. This paper is focused on a case study performed on wheat starch with the modified Hartmann tube. The dispersion process of the powder was studied with granulometric analyses performed in situ and high speed videos. Tests were performed with injections at gas pressure ranging from 3 to 6 bars and the evolution of the particle size distribution (PSD) was recorded at different ignition heights (5, 10 and 15 cm over the dispersion nozzle). The observations highlighted the presence of agglomeration/deagglomeration processes and dust segregation. Besides, a CFD simulation analysis was aimed at evaluating the impact of a set of parameters on the PSD and the local turbulence, which are closely linked to some flammability parameters. For this computational analysis, the CFD simulation was coupled with a collision treatment based on a Discrete Element Method (DEM) in order to consider the cohesive behavior of the combustible dust. Thus the results suggest performing the injection of the gases at approximately 5 bars for the flammability tests of wheat starch in order to obtain the finest PSD at a given ignition height. It is also shown that the finest PSD are obtained at 5 cm over the dispersion nozzle. However, the local instabilities and turbulence levels are so high during the first stages of the dispersion that the flame growth can be disturbed for short ignition delays. Moreover, the stabilization of the bulk of the dust cloud requires longer periods of time when the ignition sources are located at 15 cm. As a result, the recommended height to perform a flammability test is 10 cm in this case. Finally, this study proposes some tools that might improve the procedure of dust flammability testing.     

滇池流域水污染防治财政投资政策绩效评估

滇池流域水污染防治巨额的治理投资尚未带来根本性的水质改善,因此,开展滇池流域水污染防治财政投资政策绩效评估研究,对提高投资资金的效益和效率具有重要意义.为此,本文利用数据包络分析(DEA)的方法,应用数据包络C2R模型和BC2模型,对2001—2012年滇池流域水污染防治财政投资政策绩效进行了评估.结果表明,2001—2012年滇池流域水污染防治投资综合效率值均值为0.708,总体效率水平不是很高,且只有2001年、2006年和2010年DEA有效,DEA无效年份中2011年效率值最低为0.441;影响滇池流域水污染防治投资综合效率的主要因素为城镇污水处理率和滇池综合营养状态指数(外海),同时,工程治理投资和面源污染治理投资存在较多冗余.因此,未来滇池治理可适当调整工程治理和面源污染投资金额,进一步提高城市污水的收集和处理率,以减少污水的排放和降低入湖污染负荷.     

基于生活垃圾分类的厨余垃圾采样方法研究

与复杂的混合生活垃圾相比,厨余垃圾成分较单一,需要针对性的采样方法.本研究基于生活垃圾分类背景,在《生活垃圾采样和分析方法》(CJ/T 313—2009)的基础上,就采样位点和采样节点数对分类存放的厨余垃圾采样的影响展开研究.研究结果表明,仅采集垃圾桶中间位点的样品不具有代表性,不同情景应有不同的采样策略.当厨余垃圾流节点数少于2时需采集所有节点,当厨余垃圾流节点数为3~7时需采集2个节点,而当厨余垃圾节点数为8~18时需采集3个节点,均少于CJ/T 313—2009中要求的采样节点数.厨余垃圾的总量增大,则其最少采样节点数相应上升,但最少采样点受到厨余垃圾流节点数的制约.     

煤矿突发事件应急救援的群决策方法

提出了基于直觉模糊集的煤矿突发事件应急救援TOPSIS群决策模型。其中决策者权重采用偏好值与群体平均偏好值的相似度计算,属性指标权重采用直觉模糊熵权法确定。通过直觉模糊加权集成运算将各决策矩阵进行合成得到综合决策矩阵,利用改进后的直觉模糊距离公式计算出全部备选救援方案到正负理想解的距离,根据TOPSIS运算结果可以确定最佳事故救援决策方案。最后通过黑龙江省鸡西某矿的实例分析,验证了该模型的有效性及合理性。     

赤潮灾害经济损失评估技术方法

为有效应对赤潮灾害防灾减灾、灾后救援及管理的需求,在综合分析前人提出的赤潮灾害损失评估技术方法的基础上,参考赤潮灾害对受灾体的危害特点,结合实际工作的需求及在实际中可获取的业务数据,提出了赤潮灾害经济损失评估指标体系;根据灾害经济学理论,借鉴其他自然灾害经济损失评估的先进思想,采用市场价格法,分别建立了包括海水养殖业经济损失、滨海旅游业经济损失、赤潮灾害业务与应急监测费用和赤潮灾害处置费用的赤潮灾害经济损失评估模型;最后,提出了赤潮灾害损失评估的技术流程。     

基于模糊信息概率区间数的突发地质灾害降水因子评价研究

根据2010、2012两年云南省的820个地质灾害监测记录,基于模糊信息概率区间数的大小来开展降水量因子的评价研究。结果表明:突发地质灾害发生前10 d的单日降水量与灾害的关系很小,基本不能用于预警模型的建立和风险评价分析;累积降水量与突发地质灾害关系明显,特别是5~10 d的累积降水量预测概括率已达60%以上,可以用于突发地质灾害预警模型的建立和实际的监测预警;加衰减系数的有效累积降水量因子对突发地质灾害预测效果并无提升,与普通累积降水量因子相比并无优势。     

基于前向神经网络的广义环境系统评价普适模型

为了建立由水环境、空气环境、生态环境、水资源环境、灾害环境、遥感环境、社会经济环境等不同环境系统组成的广义环境系统评价都能普适、通用的神经网络模型,针对BP神经网络因收敛速度慢、易于陷入局部极值而使实用性受限的缺陷,提出以双极性sigmoid函数作为网络隐层节点(神经元)的激活函数,而网络输出为所有隐层节点输出的线性求和的前向神经网络的广义环境系统评价模型.在设置广义环境系统指标参照值和指标值规范变换式,并对指标值进行规范变换的基础上,分别构建了适用于广义环境系统评价的任意2个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(2)结构)和任意3个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(3)结构).而对于指标较多的广义环境系统评价,只要将多指标分解为以上2个指标和3个指标的两种简单结构的前向神经网络的广义环境系统评价模型的组合表示即可.理论分析和实例检验结果表明:该模型对任意广义环境系统的规范指标值皆普适、通用,因而使不同环境系统的评价变得简洁、统一.规范变换和优化算法相结合的建模思想和方法对简化广义环境系统评价的多元回归、投影寻踪回归、回归支持向量机和径向基神经网络建模亦有借鉴和启迪作用.     

基于水域面积法的山区河流水电站下游生态流量定值研究

水电站的大量兴建导致下游河道萎缩退化甚至断流,如何改变水电站运行调度方式,维持下游河道一定的生态流量、保障河流健康成为国内外普遍关注的问题.本文在传统水文学方法的基础上融入生物栖息地法思想,以河流生态系统的生物多样性为功能目标,用河道流量反映河流的水文过程,河道水域面积反映河流生态系统的生物多样性,创新性地提出考虑河道水文生态特性的生态流量定值方法——水域面积法.以北江上游浈江二级支流罗坝水为例进行分析计算.计算结果表明:枯水年罗坝水生态流量为2.26 m3·s-1,占多年平均流量的25.97%;平水年生态流量分月控制,生态流量过程与建站前流量过程基本一致.根据枯水年的生态流量值和平水年各月份的生态流量值,结合水电站的运行调度规则,换算成一定时期内的径流量来确定该时期内水电站需释放的水量,进而对水电站下游河道的生态功能进行保护和修复.     

工贸行业安全生产预警指数数学模型构建

通过对《冶金等工贸行业安全生产标准化基本规范评分细则》的仔细解读,将安全预警指标分解成13个一级指标和38个二级指标,对应指标给以相应的经过归一化处理后的权重。针对这十三个安全预警指标建立了数学量化模型,给出了计算方法和安全预警指数的状态划分。结合GM(1,1)灰色预测理论和等维新息模型,构建适合工贸企业的预测模型,对未来的安全生产预警指数作出预测,帮助工贸企业实时掌握安全生产动态,做到科学合理决策。     

我国生物质气化发电行业综合风险评价

针对我国生物质气化发电行业的现状,总结诸多风险的影响因素,建立了我国生物质气化发电行业综合风险评价体系。该评价体系主要包括5个一级风险影响因素:市场风险、技术风险、安全风险、管理风险、环境风险,每个一级影响因素包括4个二级风险影响因素。由层次分析法获得各个一级影响因素和二级影响因素的权重值,根据所构建的评价集和评分标准,结合模糊综合评价法对我国生物质气化发电行业现状的综合风险等级做定量定性分析。综合风险评价研究结果表明,生物质气化发电行业处于"较高"的风险等级,与实际情况相符。综合风险评价体系的构建合理,所建立的评价方法以及相应对策分析可为决策者提供参考依据。