基于不同风速下火旋风的数值计算及特性分析

基于大涡模拟(LES)技术,对不同风速下的火旋风进行数值模拟。运用最小二乘拟合方法研究不同风速下火旋风的中心漂移角速度的变化,其结果表明:随着风速的增加,中心漂移角速度的变化规律遵循某3次方多项式变化趋势,发现存在某一临界风速(3.18m/s)对火旋风中心漂移角速度的变化速率有较大影响。同时,对热量释放率及火焰温度场进行分析,认为随风速的增加,热量释放率逐渐增加且波动逐渐减小,火焰温度场分布梯度逐渐增加,高温区分布呈现连续纺锤面分布形式。     

Sustainability research and practices in enforced residential institutions: collaborations of ecologists and prisoners

Enforced institutional settings such as penitentiaries provide environments to raise awareness, carry out research, and implement and assess practices for sustainable living. Institutions where residence is enforced due to health, recreational, military, or legal reasons (e.g., assisted living centers, summer camps, army bases, prisons) house people who may lack scientific training but have time and need for intellectual stimulation that can be filled by supervised research. These institutions have stable populations, structured social organization, and measurable inputs and outputs of materials and energy to carry out sustainable practices in tasks that affect regional resources such as groundwater quality and landfill use. We report on three examples at a corrections center resulting from partnerships among visiting academic ecology researchers, sustainability practitioners, corrections administrators, and prisoners: (1) research on how to sustainably “farm” moss for the horticulture trade to reduce harvesting pressure on wild moss populations; (2) a vermiculture and thermophilic composting system to reduce the kitchen waste; and (3) a monthly seminar series at the prison. Over 26 months: (1) participants developed methods to optimize moss growth; (2) landfill-bound waste and particulate flow rate destined for wastewater treatment decreased by 50%, to less than 50% of permit limits; (3) resulting compost (ca. 5000 kg) fertilized institutional vegetable gardens; (4) water quality improved so that the prison could return funds allocated to upgrade the prison’s water quality. The lectures encouraged intellectual exchange among researchers, convicts, and guards. Researchers derived new perspectives and broader impacts for their work. This can be a model for other correctional facilities and other enforced residential institutions (ERIs). Readers should send their comments on this paper to: BhaskarNath@aol.com within 3 months of publication of this issue.     

铈改性Al2O3担载Pd催化剂的CO氧化性能研究

浸渍法制备了Al2O3＋CeO2为载体的Pd催化剂,对制备中各因素对催化剂效果的影响作了初步研究。考察了活性组分含量与催化剂性能的关系以及焙烧温度、水蒸气对催化剂活性的影响。结果表明,稀土Ce元素的存在使催化剂的性能得到明显改善。制备过程中焙烧步骤对催化剂的活性影响很大,催化剂制备必须高于600℃焙烧。     

层状氢氧化镁铝对直接冻黄的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的磷酸二氢根型层状氢氧化镁铝,考察了层状氢氧化镁铝及其焙烧产物对直接冻黄染料模拟废水的脱色效果。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3制得的层状氢氧化镁铝对直接冻黄溶液的脱色效果最好;在最佳处理条件下,层状氢氧化镁铝及其焙烧产物的脱色率可分别达到99.68%和99.87%;处理直接冻黄染料模拟废水时在较宽的pH值范围内,二者均具有良好的脱色效果;焙烧态的层状氢氧化镁铝在脱色时用量更少,脱色反应更迅速,脱色性能更好。     

后处理对离子镀铝涂层腐蚀性能的影响研究

研究了喷丸和化学氧化后处理方法对离子镀铝涂层微观形貌和耐腐蚀性能的影响,并对离子镀铝、电镀锌、低氢脆镀镉、氯化铵镀镉等4种涂镀层的耐腐蚀性能和与铝合金的接触腐蚀进行了对比研究.研究表明通过喷丸可有效地减少镀层孔隙率,提高镀层致密度;喷丸 化学氧化,化学氧化后的离子镀铝层具有良好的耐腐蚀性能;离子镀铝涂层耐腐蚀性能大大高于锌镀层,但低于同等厚度的镉镀层,离子镀铝涂层与7B04铝合金的接触腐蚀性能略优于其他3种镀层.     

藻形态及混凝剂组成对混凝-超滤过程的影响

为了保证藻类暴发阶段优质的饮用水供应,提高藻类的去除率,缓解藻类对水处理过程的影响,本研究以铜绿微囊藻(蓝藻)、小球藻(绿藻)和小环藻(硅藻)这3种不同形态藻细胞为研究对象,使用了3种具有不同铝形态分布的混凝剂[Al_2(SO_4)_3(AS)、Al_(13)、Al_(30)]进行混凝-超滤实验.在分离胞外有机物(EOM)的情况下,考察混凝过程中絮体的特性(粒径,强度因子,恢复因子)以及不同条件下形成的絮体对膜通量的影响.结果表明Al_(13)与Al_(30)的混凝作用以静电簇作用为主导,AS主要是以电中和作用为主导.对于铜绿微囊藻与小球藻体系,由于藻颗粒表面存在一定的凹陷,当Al_(13)与Al_(30)做混凝剂时,在投加量较低的情况下,吸附在颗粒表面凹陷处的混凝剂“失活”,其他部位由于仍带有一定的负电荷而造成絮体形成不明显,而AS做混凝剂时,混凝机制主要是电中和作用,可以明显降低颗粒之间的排斥力,在较低投加量下即可形成絮体.对于小环藻体系,由于其藻细胞呈现光滑的表面,Al_(13)与Al_(30)可有效发挥其静电簇作用机制,絮体在较低投加量下即可有效形成.膜通量与絮体粒径有明显的相关性,絮体粒径越大,超滤过程中形成的沉积层越疏松,膜比通量越大.     

北江流域水文特征变异研究

水文特征变异研究是水文学研究中的重点之一。水文特征变异不仅包括时间、空间上的概念,还包括属性上的概念。研究水文序列在属性、时间及空间上的变异,才能够全面地反映水文序列的变异情况。论文探讨了水文特征变异的内涵,提出水文特征变异是研究对象或现象在属性、时间和空间上的变异量度。以北江流域径流量及降雨量资料为基础,全面分析了属性范畴下及时空范畴下北江流域水文序列的变异情况。结果表明:1992-2006年的径流量序列和1973-2006年的径流量序列相对于1956-1972年的径流量序列都发生了变异;从重心移动方向来看,北江流域在1959、1967、1975和1983年移动方向发生了转折,从重心移动的距离来看,降雨重心离多年平均较远的年份分别是1967、1975、1983和2000年。     

Al13形态分离纯化方法的初步研究

对ＳＯ＾２－４／Ｂａ＾２＋法分离提纯Ａｌ１３形态的影响因素进行了研究,实验结果表明,聚合铝浓度、ＳＯ４／Ａｌ比、Ｂａ／ＳＯ４摩尔比、以及超声反应时间对分离效果上具有较大的影响。较高浓度的聚合铝利于沉淀的形成与分离。同时选用１：１的ＳＯ４／Ａｌ与Ｂａ＾２＋的共存对形态分析不产生影响,形态鉴定结果表明,经过上述分离条件所得产物形态为Ａｌ１３。     

模拟酸雨对红壤中硅铝铁释放的影响

通过模拟酸雨对湖南红壤的淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝铁离子动力学释放规律和特点.结果表明,在一定淋溶范围时,酸雨酸度是决定红壤矿物溶解及离子释放的主要因素,且硅、铝、铁对酸雨响应存在差异.在pH<5.6的各酸度酸雨淋溶下,硅均有大量释放,铁基本无释放.pH在3.0～5.6时铝的释放量很小,只有在酸雨pH值较低时才会有大量溶出.随酸雨淋溶的进行,酸雨pH在3.0～5.6的硅铝释放能力总体呈下降趋势.pH 2.5的酸雨可使红壤矿物的风化作用加强,硅铝释放量均明显增加,铝的增幅更大,但随淋溶量增加硅铝释放能力的增长速度趋缓.实验结果还表明,红壤受酸雨影响pH值降到一定程度后,淋出液中铝浓度与其pH值及DOC都呈线性负相关,酸沉降可破坏固相有机络合铝并使其溶出,但强酸性酸雨作用下红壤溶解而释放的铝主要来自铝硅酸盐的溶解.