Prediction of vortex height from mechanical mixing in metal matrix nanocomposite processing by means of dimensional analysis and scaling

Mechanical mixing can be used for initial dispersion and distribution of nanoparticle agglomerates in metal matrix nanocomposite (MMNC) fabrication. As vortex height increases, flow is enhanced as well as the risk of oxidate melt contamination. The goal of this study was to examine and predict vortex height using dimensional analysis while varying fluid and the angular speed of a pitched square-blade impeller. An equation proposed by Markopoulos et al. was verified for the present experimental conditions. The relevant dimensionless numbers were the Reynolds (Re), Froude (Fr) and Galilei (Ga) numbers. A modified Fr was defined (Fr*) including the shaft and blade angles of the impeller. Experiments allowed calculation of the dimensionless numbers. Two fluids, water and 50 vol% aqueous glycerine, were used. Angular clockwise speed varied from 200 to 900 rpm in 100 rpm increments. Vortex height was measured in lateral view digital images. Correlations of the dimensionless numbers yielded, first, a linear relationship of the product of dimensionless vortex height (H) and specific gravity (ρ*) with respect to Fr*. A polynomial relationship was found between H and ReFr* for each fluid. The polynomial coefficients, in turn, follow a power law behavior with respect to Ga. This allows a prediction of vortex height in other Newtonian fluids that satisfy the single-phase isothermal flow condition. Perhaps, molten aluminum used in MMNC fabrication, can be analyzed based on a simple, room temperature, low cost transparent fluid system. For the experimental conditions in this study, the equation proposed by Markopoulos et al. was valid. The predicting methodology was verified with experimental results using 25 vol% aqueous glycerine, resulting in an absolute percent error of 5.29%, comparable and lower than an error of 9.12% obtained by predicting vortex height with Markopoulos’ equation.     

丹东生态环境监测业务系统设计与实现

丹东生态环境监测业务系统是用于生态环境监测日常业务观测,编制各类观测报文及数据上网传输的实用型业务系统。系统采取多窗157结构框架,合理布局功能窗口界面,兼容了地面气象观测数据文件格式,统一数据检查标准,观测数据处理更为准确有效。并以VB6．0可视化语言为开发工具适应不用版本Windows操作系统。基于生态环境监测数据统计、数据分析和数据发布为一体的多功能业务应用软件。     

河源市企业环境事故应急预案的评估与管理现状分析

结合应急预案编制相关要求及评估工作实际,分析了我市企业环境事故应急预案评估、备案及管理工作中存在的问题,并提出了建议和措施,以期为企业应急预案的评估和管理工作提供参考。     

储油罐区防火堤受力情况分析

利用ANSYS有限元分析软件,对防火堤受液态物质冲击时受力状况进行模拟,并对防火堤在冲击载荷下的受力情况进行了分析,指出防火堤在事故状态下的脆弱部分,对油库的安全设计、评价和日常维护具有参考价值。     

油田联合站安全性评价模式研究

针对联合站生产过程复杂、安全影响因素多的特点,提出了二级模糊综合安全评价方法。以港东联合站的实际情况为基础,在系统分析联合站危险因素的基础上,选取储罐、管道、监控系统、其他系统4个因素作为联合站安全评价的主要关联因子,构建了针对港东联合站安全的二级综合模糊评估模型。运用层次分析法确定不同层次和因素的重要度,以加权法为运算准则,确定了联合站的安全等级。评估结果表明:该二级模糊综合评价方法提高了联合站安全现状评价的客观性,评估过程易于实现,评价结果更加客观、合理。     

基于Tripod Beta事故模型的触电事故原因分析

应用Tripod Beta事故模型对某厂触电事故进行了深入分析,得到了事故原因,并提出预防类似事故的建议措施。     

北京市PM5.0可吸入颗粒物反演及其时空分布分析

分析城市可吸入颗粒物的空间特征及影响因素对于制定更为有效的可吸入颗粒物污染控制政策具有重要的现实意义.本研究在实际采样和遥感数据处理基础上,构造差值植被指数(DVI),通过建立TM影像与对应PM5.0颗粒物实测值之间的相关关系模型,对北京市2008~2010年3 a的PM5.0的分布进行了反演计算和精度分析;研究了NDBI和NDMI对PM5.0浓度的影响,进一步揭示了北京五环区域范围内可吸入颗粒物的时空分布特征.结果表明,采用DVI反演PM5.0分布的方法可行,反演精度在可接受范围内;整体上研究区2008年PM5.0颗粒物污染最轻,西南三环和四环以及东南三四环之间为颗粒物污染的高值区,西北五环附近颗粒物污染较轻;NDBI(归一化建筑指数)、NDMI(归一化水汽指数)与PM5.0可吸入颗粒物的分布分别呈现显著的负相关和正相关关系,且二者对PM5.0的影响相近.     

北京地区冬夏季持续性雾-霾发生的环境气象条件对比分析

在北京地区,除冬季供暖期外盛夏也是雾-霾天气的高发季节,与我国南方不同.使用微波辐射仪、风廓线和常规气象探测资料、NCEP再分析资料以及大气成分观测结果,通过对比分析揭示了冬、夏季持续6 d的2个雾-霾过程形成和维持机制的异同.冬季雾-霾过程出现在高空西北气流、低层多短波活动的背景下,其形成和维持的主要机制是边界层内始终有逆温层、地面弱风场、底层湿度逐渐增大.逆温层昼高夜低、湿度昼小夜大是影响PM2.5质量浓度和能见度日变化的重要环境因子.在雾-霾天气持续期间地面弱风场能够维持主要源于冷空气势力弱、常不能影响到地面.此外,入夜后地面迅速辐射降温、边界层上层有暖平流以及空气过山后下沉增温在逆温层的形成中起了关键作用.然而,对于夏季持续性雾-霾天气,气溶胶区域输送、环境大气保持对流性稳定、空气的高饱和度是其发生的重要条件.在副热带高压长时间控制下对流层低层盛行偏南风,北京的PM2.5质量浓度随着偏南风风速增大升高.对流层底层系统性偏南风与北京附近的山谷风共同构成了从北京以南气溶胶累积地向北输送的机制.夏季雾-霾过程低层没有逆温,但是北京上空一直维持超过200 J·kG-1的对流抑制能量,它同样限制了污染物的垂直扩散.夏季自由对流高度也存在昼夜变化,其对PM2.5浓度和能见度的作用与逆温层高度升降相同.因此,冬、夏个例分别代表了2种不同类型的持续性雾-霾过程,导致差异的根本原因在于大气环流型.     

经济结构调整的污染减排效应：以COD减排为例

经济结构调整是减少污染物排放的重要手段.为定量分析经济结构调整对污染减排的影响,将全国分为东部、东北、中部和西部4个子区域、工业分为39个行业,以化学需氧量(COD)为例,通过构建模型分析区域结构和行业结构调整对总量减排和排放强度的影响.结果表明,2000～2010年:1中国COD排放量由1445×104t降至1 238×104t,11 a间共排放14 950×104t.其中东部地区排放量最多,占总量的比重约为35.6%.2在工业COD排放量中,造纸及纸制品业排放量最大,占工业COD排放量的35.8%.3四大地区经济结构变化减少COD排放420×104t,使COD排放强度降低1.29%.4工业内部行业结构的变化减少COD排放533×104t,使COD排放强度降低3.1%.研究结果对指导中国经济结构调整、实现节能减排目标具有一定的参考价值.     

需求视角的中国能源消费氮氧化物排放研究

基于经济投入产出生命周期评价(EIO-LCA)模型构建了中国1990—2010年能源消费氮氧化物完全排放矩阵,从需求的角度分析了氮氧化物排放在部门和不同需求间的分布结构,并通过情景模拟深入探讨了最终需求结构变化对氮氧化物排放的综合影响和拉动效应,以期探索中国氮氧化物减排的多元化途径.研究结果显示,1990—2010年中国氮氧化物排放总量从878万t上升到2398万t,历年来由工业部门拉动产生的氮氧化物占总量的比重高达70%左右;由最终消费拉动的氮氧化物排放比重逐年下降,资本形成和出口拉动的氮氧化物排放比重逐年上升.氮氧化物排放强度则从47.0 kg·万元-1降至6.0 kg·万元-1,其中,能源和交通部门的排放强度最高.通过情景模拟可以看出,提高最终消费比重,扩大内需有利于氮氧化物总量减排,尤其是对工业部门的减排效果显著.实现氮氧化物总量减排目标,要求在技术进步之外,积极寻求多元减排措施,以强化减排效果,突出能源和交通等重点部门的氮氧化物防治体系建设,并通过扩大内需优化最终需求结构以促进工业部门氮氧化物减排.