射频爆磁压缩发生器能量转换效率的提高方法

爆炸产生的化学能转换为电磁能的效率的高低直接影响射频爆磁压缩发生器系统的工作性能。根据射频爆磁压缩发生器的电磁脉冲产生原理,对提高射频爆磁压缩发生器电磁能转换效率的方法进行了综述。指出定子线圈锥形指数螺距绕制可以有效地降低系统欧姆损耗,电流最大时刻起爆可以获得最大初始压缩磁通,轴线方式起爆能够压缩系统工作时间、提高输出脉冲频率。通过数值法求解射频爆磁压缩发生器等效电路方程,对电流最大时刻起爆、轴线起爆方式输出电流脉冲进行了数值模拟。分析表明,所述方法均可有效提高射频爆磁压缩发生器的能量转换效率。     

射频爆磁压缩发生器磁通损失问题分析

在介绍射频爆磁压缩发生器优点及脉冲产生原理的基础上,对射频爆磁压缩发生器能量转换效率低的主要原因——磁通损失问题进行了详细分析.指出趋肤深度、跳匝问题、电击穿是射频爆磁压缩发生器磁通损失的主要原因.对趋肤深度、跳匝现象、电击穿产生的原因进行了分析,给出了这些现象对射频爆磁压缩发生器磁通影响的数学公式.最后提出了降低这些...     

爆炸磁频率发生器在阻性负载上的电特性分析

为了研究爆炸磁频率发生器在阻性负载情况下的能量累积和电流变化情况,从电路模型入手对直接向阻性负载馈电和通过脉冲变压器耦合馈电两种情况进行了分析研究。研究结果表明,在直接馈电的情况下既无法得到电流放大也无法得到有效的能量累积,而通过脉冲变压器耦合馈电可以得到有效的能量累积。     

螯合型离子交换树脂在起爆药生产废水中的应用研究

采用螯合型离子交换树脂对起爆药生产废水中的重金属离子进行了动态吸附研究,探讨了流速、温度、初始浓度等因素对动态吸附、脱附的影响,并确立了适宜的工艺条件。实验结果表明:D418离子交换树脂处理K.D起爆药生产废水中的铅离子,吸附、脱附性能稳定。上批次20mL低浓度的脱附液套用于下批次的脱附,树脂的脱附率保持稳定。适宜工艺条件为:吸附流速60mL/h,吸附温度313K,脱附流速30mL/h,脱附温度室温,脱附剂3mol/L的硝酸,用量50mL。采用离子交换树脂工艺处理起爆药生产废水中的金属离子,不仅具有较高的处理效率,同时可以避免二次污染的产生,进行回收利用,因此是一种较好的处理起爆药生产废水中重金属离子的方法。     

侵彻引信用磁电传感器的输出特性仿真分析

目的 解决侵彻引信用磁电传感器在不同侵彻环境下输出特性难以预知的问题,掌握不同结构参数对传感器输出的影响。方法 基于一种新型磁电传感器的结构原理,提出一种联合仿真研究方法,研究过程分为2部分,一部分是利用ADAMS软件进行磁电传感器惯性系统的力学特性仿真,另一部分是利用COMSOL软件进行传感器机电转换元件的磁电特性仿真,仿真模型的输入是战斗部在穿靶过程中的过载信息。通过磁电传感器在多次冲击加载试验中获取的实测数据,对仿真模型的仿真结果进行验证。改变仿真模型的相关参数,模拟并分析传感器结构对仿真输出特性的影响。结果 仿真穿靶时间的平均绝对误差约为138 μs,穿靶时刻仿真电压值的平均相对误差约为5.9%。在给定力学环境的前提下,侵彻引信用磁电传感器中的线圈与磁铁的相对高度会影响输出信号的正负、幅值以及波峰出现的时间,线圈匝数、线圈与磁铁之间的间隔仅对信号的幅值产生影响。结论 仿真误差在可控范围内,验证了联合仿真模型的正确性与该研究方法的可行性。该仿真模型可以为侵彻引信用磁电传感器的设计提供指导,并为后续进一步验证侵彻引信起爆控制系统的性能工作提供了新的思路。     

基于外加电流阴极保护法的FPSO保护方案

目的 确定目标FPSO主船体结构全寿命期下外加电流阴极保护系统中的最优参数。方法 采用计算机软件数值模拟的方法,建立目标FPSO主船体结构外加电流阴极保护模型,研究外加电流阴极保护系统中辅助阳极位置、数量以及输出电流对目标FPSO保护状态的影响。结果 分别在距离目标FPSO船尾57、127、191、267 m,吃水深度为5.3、5.7、5.7、5.2 m处的左、右两舷侧上对称布置共8个辅助阳极,各个辅助阳极初期释放电流分别为7、6、6、6 A,外加电流阴极保护系统输出总电流以34.6 A/a线性增加,可使得全寿命期下目标FPSO主船体结构水下部分处于完全保护状态。结论 采用计算机软件数值模拟计算可以快速得到外加电流阴极保护系统参数与目标FPSO保护状态之间的关系,进而可得到阴极保护最优参数,这为后续在目标FPSO上使用外加电流阴极保护系统确立最优参数提供了理论依据。     

高空核电磁脉冲对爆炸箔起爆器安全性的影响

目的评估爆炸箔起爆器(EFI)在高空核电磁脉冲下的安全性。方法通过吉赫兹横电磁波室(GTEM)强电磁脉冲模拟系统,开展辐射方式下EFI电极塞在模拟高空核电磁脉冲(HEMP)下的感应电流试验测试。HEMP主要是通过电磁辐射方式在EFI脚线上耦合能量,在爆炸箔上产生感应电流,用光纤场强计监测模拟HEMP的电场强度,并在EFI爆炸箔电极塞脚线上套装电流环,通过示波器监测爆炸箔上的感应电流波形。结果在爆炸箔电极塞两根脚线上分别连接相同长度的导线,按导线长度不同分为5、10、20、30、40、50 cm共6组,使导线成180°状态,EFI的脚线可等效为偶极天线,感应电流随脚线长度增加而增大,两者呈线性关系。结论 EFI在HEMP下的感应电流远小于发火电流,对核电磁脉冲环境具有较高的耐受能力,具有较高的安全性。     

环境因子对某新型延时起爆装置性能影响研究

目的研究环境因子对某火工元件延时性能和输出能量的影响。方法根据某型延时起爆装置的组成结构特点,依据火工品试验法、军械装备环境试验法,结合极限使用环境条件设计了高温高湿、温度冲击试验。结果高温高湿的延迟时间范围为260~630 ms;温度冲击的延迟时间范围为283~513 ms,高温高湿输出能力范围为13~17 mm,温度冲击输出能力范围为13~18 mm。结论高温高湿试验对延迟时间影响较大,出现超出指标的延迟时间。     

冲击损伤对炸药装药冲击起爆特性的影响

目的研究冲击载荷下炸药内部损伤随时间变化特征对其冲击感度的影响规律。方法针对损伤状态随时间变化的两种典型情况,采用冲击波模拟加载的方式对炸药装药进行损伤实验。损伤的恢复时间很长时,在损伤后将试样放置7天后,再研究其损伤状态对其冲击起爆特性的影响;恢复时间很短时,通过控制冲击损伤实验和冲击感度实验之间的时间间隔模拟多层靶板撞击的实际情况。选择常用的两种奥克托金基炸药作为研究对象,通过冲击感度实验确定临界隔板厚度、设计损伤条件,然后进行两种不同损伤愈合时间后的冲击起爆特性实验,研究损伤状态对炸药装药冲击起爆特性的影响。结果在文中损伤条件下,放置7天后,炸药装药的冲击感度均显著下降,而类似于侵彻多层靶板条件的实验后,炸药装药的冲击感度显著增加。结论炸药装药损伤状态随时间的变化对炸药装药冲击起爆有完全不同的影响趋势,在相关的炸药装药安全性设计时,必须考虑与损伤时间状态相关的冲击起爆特性。     

脉冲电流对电化学除氯的影响

目的 探究不同电流密度下,直流和脉冲2种电流模式对钢筋混凝土电化学除氯的影响,降低钢筋渗氢量,减小通电后阴极产生的氢气使钢筋发生氢脆的风险,提高除氯效率,改善电化学除氯效率的均匀性。方法 通过在电流密度为2、3、4 A/m²的条件下,对混凝土进行直流和脉冲电流电化学修复,测定处理后的钢筋的释氢电流,计算释氢总电量,来表示钢筋渗氢量,对比处理后强电流区和弱电流区混凝土的氯离子含量,分析2种方式除氯效率的均匀性,同时用扫描电子显微镜观察电化学除氯前后混凝土的微观结构。结果 计算得到不同通电电流密度下钢筋的释氢总电量和除氯效率,脉冲电流的释氢总电量比直流电流低约20%,而除氯效率提高了约10%。结论 增加电流密度可以提高除氯效率,但是会增加钢筋发生氢脆的风险。相较于直流电流,脉冲电流电化学修复可以降低钢筋渗氢量,显著提高弱电流区的除氯效率,从而改善除氯效率的均匀性。     

Studies on the use of power ultrasound in solid–liquid myrobalan extraction process

Focus on eco-friendly processing techniques makes vegetable tanning a viable option in leather processing and establishes the subsequent need for the more efficient methods of extraction in tannin manufacture. Application of ultrasound has been tried in the extraction of tannins from myrobalan nuts in order to improve the extraction efficiency, to perform the extraction under milder process conditions and to reduce the process time. The influence of process parameters such as ultrasonic output power, time and temperature has been studied. Scale-up trials and the use of ultrasound in pulse mode have also been attempted. The results show that a three- to fivefold improvement is possible with ultrasonic output from 20 to 100 W. Extraction efficiency has been calculated from the maximum extractable materials from myrobalan nuts. Extraction efficiency is found to be 90% for ultrasound, 100 W without external heating as compared to 77% for control process at 70 °C for 4 h. Therefore, ultrasound could be employed even dispensing with provision for temperature controls. The use of ultrasound in pulse mode offered 70% extraction efficiency of continuous mode. Scale-up trials indicate that there exists an optimum ultrasonic output power depending on the amount of nuts used, to achieve better extraction efficiency. The effectiveness of ultrasonically extracted tannin solution has also been tested in the tanning process for its applicability. The degree of tanning efficacy has been assessed by shrinkage temperature measurement. The results indicate that ultrasonically extracted tannin solution is suitable for tanning process. Therefore, application of ultrasound in tannin extract manufacture is a viable option with added advantages.     

脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝试验研究

脉冲电晕放电对PM2.5具有一定的凝并作用,与直流静电除尘器相结合可以提高燃煤电厂烟气中粉尘的脱除效率.基于脉冲电晕放电还可以将烟气中的NO、SO2氧化成NO2、SO3等易吸收的物质成分,与传统的液相吸收洗涤技术相结合可提高NO、SO2的脱除效率.文中进行了脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝的试验研究,研究了影响NO、SO2转化效率的主要因素.实验结果表明,提高脉冲峰值电压、脉冲频率、脉冲放电电极数目.延长停留时间.降低气体初始浓度有助于提高NO、SO2的转化效率;增加空气湿度可以显著提高SO2的转化效率.在本试验中,当NO、SO2初始浓度为150×10-6左右时,其相应的转化效率可以分别达到70%、90%.     

船舶混合锂离子电池储能系统功率分配研究

目的提高极端海况下船舶的适航性和动力性。方法针对能量型和功率型锂离子电池不同工作特性,设计半主动式船舶混合锂离子电池储能系统拓扑结构,提出基于模糊控制理论的功率分配策略,并根据锂离子电池荷电状态(StateofCharge,SOC),限制其最大充放电电流。结果提出的控制策略可充分发挥钴酸锂电池的功率特性和磷酸铁锂电池的能量特性,直流母线电压波纹小于2%。结论在极端海况下,船舶混合锂离子电池储能系统可减少磷酸铁锂电池放电循环次数和放电深度,延长磷酸铁锂电池组的使用寿命,平抑脉冲负载扰动,提高船舶电网稳定性。     

脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝

为改善传统电化学氧化的缺陷,将脉冲式供电引入到电化学氧化中,利用Ti/PbO₂-PVDF电极,对亚甲基蓝（MB）模拟染料废水进行电化学氧化降解处理,分析初始浓度、脉冲电压、脉冲频率、占空比和NaCl浓度等因素对降解效果的影响.结果表明,当MB初始浓度为100mg/L,脉冲电压为5.5V,脉冲频率为1500Hz,占空比为50%,NaCl浓度为0.01mol/L时,降解效果最好.在相同条件下,比较脉冲与直流两种供电模式下的电化学氧化效果.结果表明脉冲模式下,90min内MB脱色率、COD去除率及电流效率分别为100%、94.5%和60.1%,均高于直流模式;脉冲模式下能耗为0.013kWh/gCOD,远小于直流模式的0.107kWh/gCOD.上述结果表明脉冲供电模式相比于直流供电模式具有明显优势.     

电热耦合强化非均质介质中三氯乙烯DNAPL的迁移去除

在氯代烃污染场地修复中,电阻加热技术因不受地层条件影响、污染物修复效率高等特点在氯代烃污染地块修复中得到了广泛关注,但仍存在用电量大、能耗较高等问题.通过创建基于脉动直流电的电热耦合修复体系,以三氯乙烯为模拟污染物,比较了其与传统基于交流电模式的电阻加热技术在修复非均质介质三氯乙烯重质非水相液体(DNAPL,dense nonaqueous-phase liquid)时的去除效率及能耗,分析了造成其修复差异的原因.结果表明:电热耦合体系下介质的增温幅度明显优于交流电体系,最高温度可达100℃,而交流电体系最高温度仅为70℃,这表明脉动直流电通过引入电极水电解反应提高了介质电导率,从而达到更高的温度,进一步促进了污染物的加热挥发作用.反应结束后,电热耦合体系中三氯乙烯主要集中在阴极侧,而交流电体系中三氯乙烯无定向分布特征,表明电热耦合体系中的直流电场可通过电渗析作用增强三氯乙烯向阴极的定向迁移.经过48 h持续反应,脉动直流电体系对三氯乙烯DNAPL的去除率为88%,可较同等电压下交流电体系提升2.2倍,而能耗仅为1.92 kW·h/(log·kg),是交流电体系的32%.研究显示,利用脉动直流电加热可通过强化相变迁移和电渗析定向迁移效应共同作用于三氯乙烯去除,有效提高三氯乙烯DNAPL的去除率,降低体系修复能耗.      

不同施肥模式下甘薯乙醇生命周期能效与环境影响分析

采用生命周期分析方法,以1 000 L甘薯乙醇为单位功能单元,将甘薯乙醇生产体系分成作物种植、原料运输和乙醇转换等3个单元,对其生命周期能耗与环境排放进行清单分析和影响评价,比较习惯施肥与测土配方施肥下甘薯乙醇生命周期9类环境影响潜力的差异。结果表明：两种施肥模式下甘薯乙醇生产体系的生命周期能源效率分别为1.41和1.43。习惯施肥模式下甘薯乙醇生命周期主要环境影响类型包括人体毒性、富营养化、酸化、淡水生态毒性、能耗和全球变暖,其环境影响潜力分别相当于2000年世界人均影响潜力的40%、40%、31%、29%、25%和20%。测土配方施肥降低了化学氮肥和磷肥使用量,提高了肥料利用效率和甘薯单产,使富营养化、淡水生态毒性、酸化和全球变暖潜力分别降低了31%、15%、9%和7%。可见,测土配方施肥模式可改善甘薯乙醇生命周期的能源效率并显著缓解其负面环境影响。     

操作条件对电氧化去除废水中有机污染物的影响研究

为优化电催化氧化操作条件、降低能耗,考察了电解温度、直流电源电流密度、方波脉冲电源频率、占空比等工艺控制参数对苯酚模拟有机废水COD去除率的影响。同时,以水杨酸为羟基自由基(·OH)捕捉剂,通过高效液相色谱分析技术对不同电氧化操作条件下·OH的生成量进行间接检测。结果发现,苯酚溶液的COD去除率随电解温度的升高而下降,随电流密度的增大而升高;随着脉冲频率与占空比的增加,苯酚溶液COD去除率均呈现先升高后下降的规律,在脉冲频率为500Hz、占空比为50%时达到最高。操作条件对·OH生成量的影响与其对苯酚溶液COD去除率的影响规律一致,表明操作条件通过影响生成及进入到电解体系中的·OH量从而影响电氧化效率。比较发现,脉冲电源的单位COD处理能耗相比直流电源降低44%,具有明显节能效果。     

基于随机森林的耕地利用效率测度模型构建及其应用

构建合适的量化分析模型是科学把握耕地利用状况及利用效率的基础性工作,可为制定合理有效的耕地资源管控政策,实现耕地利用与生态环境的协调发展提供决策依据。为了更准确地反映耕地利用系统的复杂性、动态性及差异性等特征,鉴于随机森林的基本思想,运用随机抽样Bootstrap法在合理构建分类树的基础上,构造了耕地利用效率测度的RF模型,进而以中国粮食主产区172个城市为例训练该模型并将其运用至2003-2015年的耕地利用效率测度中,同时将BP神经网络和熵权法作为对比验证其一致性、代表性和优越性。结果表明：（1）耕地利用效率测度的RF模型不受量纲限制,运行所需参数少,运算过程简化,能够较为精确地模拟各评价指标间的复杂联系,科学量化各评价指标对耕地利用效率的贡献。（2）对同一空间单元的效率值而言,RF>BPNN>EW,RF与BPNN所得效率值的总体分布格局相似,且均与EW的测度结果存在较大差异。（3）从评价结果与现实的匹配度和精度表征参数来看,RF的测度结果与自然和社会经济发展等客观事实更相符,具有较高的适用性与可靠性。同时,与其余两种常用模型相比,RF能够降低计算复杂度,提高训练效率,其测度结果的相关系数R为0.8685,M_RPD为2.3533,且具有最小M_MSE0.0174和M_MAE0.0211,更适用于复杂非线性特征的耕地利用效率研究。