新型真空膜渗透结晶工艺初探

真空膜渗透结晶工艺(vacuum membrane percrystallization, VMPC)是一种新型膜结晶工艺,可同步实现溶质的结晶及其与溶剂的分离回收。以NaCl溶液为目标物系,对VMPC过程的原理进行了分析,初步考察了进料液温度、浓度和操作压力对该工艺产能的影响。结果表明：VMPC过程是膜渗透和真空压差闪蒸结晶的协同作用的过程,随进料液温度的升高,结晶盐通量和水通量均增大;随进料液浓度的升高,结晶盐通量增大,水通量降低;而操作压力对工艺产能影响较小,但对生成晶体的形貌影响显著;当进料液温度为34 ℃,进料质量分数为25%,操作压力为0.5 kPa时,可获得高达8.04 kg·(m²·h)⁻¹的盐通量和30 L·(m²·h)⁻¹的水通量,远高于现有太阳能驱动膜结晶技术的产能。针对现有膜滤浓缩液类高浓盐水结晶工艺流程复杂、能耗高、效率和产能低的问题,VMPC工艺为新型高效处置技术的开发及应用提供了可行的解决方案。     

基于神经网络的闸阀模糊可靠度计算

为提高闸阀可靠度计算准确性,将模糊准则引入闸阀可靠性设计,将闸阀应力与阀体通径、内压之间隐式关系显式化,并基于神经网络构建地震工况下闸阀数学模型;利用蒙特卡洛法,计算闸阀在常规方法下的可靠度;利用正态型隶属函数描述闸阀强度的模糊性,计算闸阀在考虑模糊强度时的可靠度;对比强度的模糊性对可靠度计算结果的影响,分析不同隶属函...     

西部横断山区强降温气候条件下桥塔温度效应及抗裂性能优化研究∗

在强降温极端气候条件下,桥塔混凝土表面存在开裂风险。为此,以我国西部横断山脉地区某大跨悬索桥为工程背景,开展了强降温气候条件下桥塔温度效应及抗裂性能优化研究。首先,提出了桥址区极端天气的识别与模拟方法,并验证了所提模拟方法的有效性。随后,建立桥塔节段的 3D 有限元模型,分析了强降温极端天气下混凝土桥塔的温度场以及温度应力分布特征。最后,针对强降温极端天气下混凝土桥塔外表面存在开裂风险的问题,提出了两种桥塔混凝土表面抗裂优化方法,并通过参数分析给出了本例桥塔的最优参数。研究结果表明：在强降温天气下,当不考虑任何抗裂优化措施前,桥塔表面拉应力极值为 2.06 MPa,存在较大开裂风险;当采用抗裂优化措施后,提出的两种措施均能有效降低混凝土桥塔表面的拉应力极值。通过参数分析发现,采用有机涂料涂装桥塔表面的优化方法时,白色有机涂料的优化效果最佳;当采用桥塔表面覆盖 UHPC 的优化方法时,其厚度为 0.04 m 时优化效果最佳。     

中国南方7省冰冻天气时空分布规律研究

利用我国南方7省1951～2008年112站逐日气象资料,采用极差标准化数据处理技术,设计了可反映我国南方地区冰冻天气时空分布的综合指标体系。指标体系定义了冰冻日、单站冰冻天气过程、综合冰冻指数及区域持续性冰冻过程,并基于综合冰冻指数分位数,对冰冻天气过程进行了分级。给出了发生区域持续性冰冻过程年度的冰冻起止时间和地理分布范围,通过对冰冻日、雨凇雾凇日、冰冻指数及其重现期等项目分析,揭示了我国南方地区冰冻天气时空分布规律,主要有：（1）我国南方地区发生区域持续性冰冻灾害天气最严重的前5位分别为2008、1955、1984、1964、1957年度,其中2007～2008年度最严重。1951～2008年冰冻日数和冰冻指数减小明显;（2）贵州是我国南方地区冰冻天气最为严重省份,其次为安徽、湖南和湖北。冰冻天气与海拔高度相关性较好,海拔越高,冰冻越严重;（3）我国南方地区的冰冻天气,贵州和湖南南部地区以冻雨为主,其他地区以降雪为主。经评估分析,综合冰冻天气指数具有时间和空间可比性,可较好地描述大范围冰冻天气的时空分布规律     

渭河干流(宝鸡段)表层沉积物Cu、Zn、Pb污染特征与评价

对渭河干流（宝鸡段）表层沉积物中重金属Cu、Zn、Pb含量进行了调查,用潜在生态危害系数法对其污染水平进行了评价,并与松花江（吉林市段）、淮河（江苏段）、长江（下游）、苏州河、珠江（广州段）5条河流表层沉积物中Cu、Zn、Pb的含量做了对比研究。结果表明,3种重金属元素平均含量均超出相应的土壤背景值,出现了一定程度上的富集;生态危害系数均〈40,属轻微生态危害。重金属含量水平在国内诸河中处于中间位置。     

330MW火电机组一次调频分析与优化

针对国电宁夏石嘴山发电有限公司一次调频响应缓慢、调频幅度与设定值偏差较大等问题,对产生原因进行分析,提出优化方案。结果表明:数字式电液控制系统(DigitalElectronic Hydraulic control system, DEH)一次调频存在滞后环节,严重影响调频速率及调频幅度,经过参数优化后,一次调频功能满足了电网调频要求。     

GIS设备内部检查机器人的模块化设计及实现

由于GIS设备内部存在缺陷或故障需要进行检查时,GIS罐体较长、管径细小,采用人工的方法无法有效查看内部状态并难以进入内部进行检修作业,因此本文研究了GIS设备内部检查机器人,采用模块化设计并实现了柔性机械臂功能、异物清扫功能及环境感知监测功能的模块化替换,可根据不同的作业场所选择对应的机器人功能模块进行内部工作。在实验室搭建了GIS设备罐体进行功能模块实验验证,实验结果表明：柔性机械臂模块旋转角、弯曲角满足GIS内部复杂环境作业要求,异物清扫模块能够完全清理GIS腔体底部的不同类型微小异物,环境监测感知模块可实现罐体内O2、H2S、SO2成分检测,确保机器人在110 kV及以上GIS设备内部发挥效用。     

被动式自适应悬吊质量摆对大跨空间结构振动控制的研究∗

针对悬吊质量摆在地震作用下动力响应过大而导致的大摆角频率失调问题,提出一种基于弧形支座的被动式自适应悬吊质量摆,以保证其在振动过程中周期保持恒定并应用于大跨空间结构的振动控制。首先推导出在大摆角振动中能使悬吊摆的周期保持恒定的弧形支座的数学方程,接着利用拉格朗日方程原理建立了自适应悬摆— 大跨空间结构耦合体系的运动方程。针对悬吊质量摆仅能控制结构水平振动的缺点进行改进,使其可以同时控制大跨空间结构水平和竖向的动力响应。以一单层网壳结构为例,研究了其在不同的水平和竖向地震作用下的减振效果,并与传统的悬吊摆进行对比。结果表明,改进后的自适应摆对大跨结构水平和竖向地震响应的峰值和均值都有较好的减振效果,减振率最高可达 65%,尤其是大摆角时减振效果明显优于传统的悬吊质量摆。     

跨海桥梁大尺度基础波浪荷载计算方法对比研究∗

波浪荷载是跨海桥梁基础的主要环境荷载之一。为了探究大尺度桥梁基础上各类波浪荷载计算方法的差异,分别采用了当前研究中较常用的Morison方程、规范、基于边界元法的三维绕射理论和基于Navier‐Stokes方程的CFD方法计算了某跨海桥梁大尺度圆端型沉井基础在规则波作用下的波浪荷载,研究了不同结构相对尺度对各方法计算结果的影响,并重点比较分析了后两种数值方法的三维流场分布,三维压力场分布,以及非线性二阶力效应的影响。结果表明,在结构相对尺度为0.2左右时,上述方法的计算结果接近,随着结构相对尺度的增加,边界元与CFD方法依然吻合较好,规范方法给出了较为保守的波浪荷载,Morison方程可能高估了波浪拖曳力的贡献。边界元与CFD方法计算得到的速度场与压力场结果整体趋势一致,但在沉井前端自由液面与物面,沉井侧面的波谷等局部区域会产生明显差异,这可能是由于二者考虑绕射效应与黏性效应的理论不同。在边界元方法中考虑非线性二阶力效应会使其波浪荷载结果小幅度增大,并在频谱中增加差频二阶力及和频二阶力成分,考虑非线性二阶力效应后,边界元与CFD方法的频谱曲线更加吻合,边界元方法能更精确地计算波浪荷载。边界元与CFD方法均能合理地给出大尺度结构物波浪荷载结果,研究结论可为跨海桥梁工程波浪荷载的准确计算提供了依据。     

长江流域常量元素的分布特征

2003年4月到5月对长江干流及主要支流河水中常量元素（Ca ²⁺,K⁺,Na⁺,Mg²⁺,Cl^-,SO^2-₄及碱度）进行了测定,并对常量元素的含量及影响因素进行了研究。结果表明,长江阳离子以钙为主,占阳离子总量的40%~80%;而阴离子主要为HCO^-₃,占阴离子总量的60%~90%;阴阳离子含量顺序为HCO^-₃>SO^2-₄>Cl^-,Ca ²⁺>Na⁺ >Mg ²⁺>K⁺。长江干流及主要支流河水的常量离子主要来自于岩石的风化,主要受碳酸盐类溶解的控制,硅酸盐类的风化过程较弱。而大气沉降的影响很小,只有SO^2-₄受大气沉降影响较大。长江干流的Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、HCO^-₃和Cl^-主要来自于上游,下游只是对上游的简单稀释,而没有额外来源。与世界上其它大河相比,长江的常量离子浓度处于较高的水平;温带地区的河流河水中常量离子的含量常处于较高的水平;热带地区的河流河水中常量离子的含量相对较低。