无上部抽吸装置储罐区人工龙卷风风场模拟

为了减少因储罐泄漏位置不确定造成的人员伤亡,指导应急疏散,提出利用人工龙卷风定向控制气体流动方向的模型。首先基于Fluent软件建立了储罐区域人工龙卷风数值模型,分析切向速度和压强沿径向变化规律,发现与经典Rankine涡模型切向速度沿径向分布规律一致,证实可在储罐区以射流相切的方式形成人工龙卷风风场。其次研究了涡流比和进风量对风场控制气流特性的影响,即分析形成的龙卷风风场最大切向速度、压强差变化规律,结果表明,涡流比越大,形成的龙卷风风场中切向速度和压强差越小,即气流向中心汇聚能力越弱;进风量越大,形成的龙卷风风场中切向速度和压强差越大,即气流向中心汇聚能力越强。研究表明,用人工龙卷风控制储罐泄漏气流方向是可行的。     

Performance-based earthquake evaluation of a full-scale petrochemical piping system

Assessment of seismic vulnerability of industrial petrochemical and oil & gas piping systems can be performed, beyond analytical tools, through experimental testing as well. Along this line, this paper describes an experimental test campaign carried out on a full-scale piping system in order to assess its seismic behaviour. In particular, a typical industrial piping system, containing several critical components, such as elbows, a bolted flange joint and a Tee joint, was tested under different levels of realistic earthquake loading. They corresponded to serviceability and ultimate limit states for support structures as suggested by modern performance-based earthquake engineering standards. The so called hybrid simulation techniques namely, pseudo-dynamic and real time testing with dynamic substructuring, were adopted to perform seismic tests. Experimental results displayed a favourable performance of the piping system and its components; they remained below their yielding, allowable stress and allowable strain limits without any leakage even at the Near Collapse Limit State condition for the support structure. Moreover, the favourable comparison between experimental and numerical results, proved the validity of the proposed hybrid techniques alternative to shaking table tests.     

Efficient and resilient governance of social–ecological systems

New institutions are critically needed to improve the resilience of social–ecological systems globally. Watershed management offers an important model due to its ability to govern mixed-ownership landscapes through common property regimes, translating national goals into local action. Here, I assess the efficacy of state watershed management institutions in the Pacific Northwest, based on their ability to support local watershed groups. I use document analysis to describe and compare state institutions in Washington, Oregon, Idaho, and California. Results indicate that state institutional efficiency and resilience are the key factors determining watershed group activity and stability. The primary drivers of institutional efficiency and resilience were institutional unification, robust funding portfolios, low agency conflict, and strong support for economic multiplier effects, creative partnerships, and scholarly research. My findings elucidate the critical role of institutional efficiency and resilience in governing dynamic and complex social–ecological systems, enabling the flexibility to address emergent transformations.     

升流式生物催化电解反应器(UBER)处理硝基苯废水试验研究

升流式生物催化电解反应器(UBER)是一种将生物方法与电化学相结合的新型废水处理技术,使用UBER降解硝基芳香烃类化合物,不但处理周期短、效率高,而且成本低,占地面积小。通过UBER处理含硝基苯模拟废水,对生物催化电解技术的原理进行讨论,并探索最佳反应条件,为该项技术处理实际废水提供理论依据。考察了进水浓度对硝基苯去除率的影响,同时对阴极催化硝基苯定向还原为苯胺进行探讨,最后分别从外加电压、进水乙酸盐质量浓度及进水p H值3个方面,对UBER还原硝基苯的关键影响因素进行最优试验条件分析。结果表明,UBER可以高效处理硝基苯废水,当硝基苯进水质量浓度为200 mg/L时,去除率可以达到97. 2%,但随进水质量浓度进一步提高至220 mg/L,硝基苯的去除效果不佳,去除率仅为79. 13%。当进水硝基苯质量浓度较低时,苯胺生成率较高,平均值达到91%,随硝基苯进水质量浓度提高,引起阴极电势波动,使得还原反应按照多种途径发生,硝基苯不仅被定向还原为苯胺,还被还原成其他副产物,同时,微生物也可以将部分生成的苯胺进一步氧化利用,造成出水苯胺含量偏低。最优条件试验表明,外加电压在0. 3～0. 5 V,硝基苯的去除率均达到93%以上,此时阳极微生物具有良好的电化学活性,当电压降到0. 2 V时,硝基苯去除率仅为36%,表明外加电压过低会严重影响反应器的稳定运行;将乙酸钠质量浓度从1 000 mg/L逐渐减小,质量浓度降低至700 mg/L时,阳极电位依然保持在-440 m V vs. SCE左右,UBER系统运行稳定,当乙酸钠质量浓度进一步降低,阳极微生物电化学活性逐渐受到抑制;UBER中微生物最佳生长p H值为6～7,当p H值超出这一范围,会影响微生物生长代谢,进而影响硝基苯的去除效果。     

三子汤对水丝蚓铅污染的保护作用研究

为了研究三子汤对铅胁迫下水丝蚓抗氧化酶的保护作用,以探索中药抗重金属污染的特性,采用室内急性毒性的试验方法测定了不同质量浓度的铅离子对水丝蚓6 h、12h、24 h的半致死浓度分别为2. 50 mg/L、2. 00 mg/L、1. 25mg/L;测定了三子汤对水丝蚓的6 h、12 h、24 h半致死浓度分别为45 g/L、24. 75 g/L、22. 50 g/L。然后在反应体系中加入不同质量浓度的三子汤,测定不同质量浓度的三子汤对铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性的影响,与未加入三子汤的铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性进行检测。结果显示,铅胁迫的水丝蚓体内SOD酶活性为0. 087 U/g;加入1/4致死浓度三子汤的水丝蚓体内SOD酶的活性降低至0. 048 U/g;加入半致死浓度三子汤和1/8致死浓度三子汤的水丝蚓体内的SOD酶活性分别为0. 068 U/g和0. 058 U/g;对照组水丝蚓体内的SOD酶活力为0. 047 U/g。研究表明,1/4致死浓度的三子汤对铅胁迫的水丝蚓有明显的保护作用。     

煤矿照度对人反应时间和可靠度的影响研究

煤矿综采工作面狭窄,工作环境昏暗,照明环境普遍不好,是近年来井下事故多发的重要因素之一。针对目前煤矿综采工作面存在的照度问题,通过控制光照时间和操作难度,利用舒尔特表测算反应时间和操作可靠度,使用SPSS20. 0和Excel进行数据处理,设计试验组和对照组来进行对比试验。结果表明,1)从反应时间来看,0～25 min,试验组平均反应时间的变化趋势与对照组相反,被试者的注意力先下降后上升; 25～55 min,被试者逐渐适应低照度环境,反应时间也在逐渐缩短;被试者在低照度条件下操作55 min后,反应时间随光照时间增加而大幅度增加,超过劳动时间临界值后,视觉疲劳度迅速增加,反应急速减慢,从而可能导致安全事故的发生,影响生产效率,此时应合理安排工人休息。2)从操作难度来看,在简单及正常操作难度时,试验组和对照组操作可靠度变化比较接近,表明低照度条件对一般操作的可靠度影响不明显;在极难操作难度时,低照度条件对可靠度影响明显,在井下生产过程中,低照度环境下应尽量避免安排复杂的机械化操作。3)反应时间与光照时间呈二次函数关系,通过建立回归方程量化了两者的关系,为以后合理安排煤矿工人劳动休息时间提供了理论依据。     

基于改进型AHP与证据理论的应答器系统风险评估

为了科学客观地对应答器系统进行风险评估,规避评估过程中的主观性和不确定性,提出了一种基于改进型AHP与证据理论的评估方法。首先识别系统的风险因素,采用改进型AHP法确定风险因素的权重;然后依据权重将模糊子集引入证据体空间,并加入模糊概率,将专家的模糊描述转换为定量描述,利用证据理论合成规则得到系统风险的mass函数值。最后,以应答器系统为例进行风险评估,结果表明,该方法的评估结果与实际情况基本吻合,验证了该方法的可靠性和有效性。     

瓦斯压力对卸荷原煤力学特性及能量特征的影响

运用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,以原煤煤样作为研究对象,进行了含瓦斯煤固定轴向压力、卸围压的渗流试验,研究了卸围压过程中瓦斯压力对煤样力学特性和能量特征的影响。结果表明:在轴压加载阶段,煤样的变形模量基本不变,泊松比逐渐减小;在定轴压卸围压阶段,煤样的变形模量先小幅度增加,然后逐渐减小,泊松比则逐渐增大。瓦斯压力越高,煤样的承载能力越低,煤样发生破坏时相应的轴向应变和围压卸荷量百分比越小,而煤样破坏时的径向变形和扩容量越大。各应变围压柔量Δεi与瓦斯压力呈线性关系且线性相关性良好。随瓦斯压力升高,轴向应变的围压敏感性降低,径向应变和体积应变的围压敏感性显著升高。随瓦斯压力升高,煤样发生破坏时存储的弹性应变能Ue减小,而总能量U、耗散能Ud和耗散能比例Ud/U都增大。     

空区处理与残矿回采对围岩及地表影响的数值模拟分析

为了提高矿山企业开采的生产效益及确保施工中设备人员的生命财产安全,采用现场声波测试试验与室内物理力学试验得出的力学参数,应用FLAC3D数值模拟软件,在空区顶板-矿柱体系简化为弹性矩形薄板-H-K体流变力学模型的基础上,分析空区处理与残矿回采对围岩及地表的影响规律。结果表明:矿区三中段充填回采过程中压应力最大值出现在Ⅲ-10开采之后,右帮壁形成了9. 8 MPa的压应力集中区;拉应力区域主要存在于充填体内,且大部分拉应力超过了充填体抗拉强度幅值0. 12 MPa;地表移动带范围内垂直方向位移保持在0～1 mm。实际施工中应采取加强充填体强度达0. 27 MPa以上或保留部分矿体支撑顶板等措施确保回采安全。     

以氢气为主要成分的其他可燃气体对低浓度甲烷爆炸特性的影响

为研究矿井火区中一氧化碳(CO)、氢气(H_2)、乙烯(C_2H_4)和乙烷(C_2H_6)等其他可燃气体对甲烷(CH_4)爆炸特性的影响,利用可视球形气体爆炸系统开展了多元可燃气体爆炸压力特性试验,观察并分析了峰值爆炸压力、最大爆炸压力上升速率及其相应时间。通过高速摄影系统拍摄了视窗范围内爆炸火焰传播图像,基于边缘检测方法确定了火焰前锋位置,继而得到最大火焰传播速度。分析了以氢气为主要成分的其他可燃气体对低浓度CH_4-空气混合物压力特性和火焰传播行为的影响。结果表明,多元可燃气体的存在增加了低浓度CH_4-空气混合物的爆炸危险性。随混合气体体积分数增加,低浓度CH_4-空气混合物的峰值爆炸压力、最大爆炸压力上升速率和最大火焰传播速度非线性增加;此外,到达峰值爆炸压力、最大爆炸压力上升速率的时间显著缩短。