g 辐照预处理促进剩余污泥发酵产氢的研究

为降低能耗,提高辐照技术的经济性,探讨了在0~9.5kGy范围内,γ辐照剂量对生活污水处理厂二沉池剩余污泥中耗氢菌的抑制效果和对发酵产氢的影响,建立了描述发酵产氢过程及辐照影响的动力学模型.结果表明,γ辐照剂量从0增加至9.5kGy时,污泥溶解率从0增加至4%,上清液中可检测出一定的蛋白质和多糖等物质,其中蛋白质中的氮素占溶出总氮素的90%,表明较低剂量辐照即对污泥菌体造成较明显的破解,这可在一定程度上抑制无法形成芽孢的耗氢菌活性;与之相对应的是污泥发酵产氢能力的明显提升,以葡萄糖为底物(1.0g/L),在35℃和初始pH值为7.0时,当辐射剂量仅为0.5kGy时,累积产氢量即比未辐照时有70%的提升,进一步增加辐照剂量至5kGy,累计产氢量和产氢得率均继续增长且达到最大值,分别为240mL/g葡萄糖和1.93mLH2/mol葡萄糖(发酵液的污泥量达2.0g VSS/L);此后,污泥发酵产氢能力随辐射剂量的增加而降低.修正的Logistic模型能很好地描述本研究中累积产氢量随时间的变化规律,而修正的Han-Levenspiel模型能很好地描述辐照剂量对平均产氢速率的影响.     

1种改进的流变模型在层状覆盖层坝基上的应用*

为了深入剖析深厚覆盖层中各层岩土体的流变性对大坝安全稳定的影响机理。探索新的流变元件模型H-KS以适应层状覆盖层坝基,借助Comsol建立数值模型,计算青湾坝安全稳定指标,分析坝基流变对大坝整体的影响。研究结果表明:对于岩性、物理力学性质差异较大的层状覆盖层坝基,采用H-KS流变模型能较好反应大坝应力、变形和渗流实际情况,与监测值对比,误差在5%以内;相比不考虑流变的模型而言,应力、变形分别增大了10%和15.7%,部分增量会影响大坝结构的安全稳定,应予以重视;流变导致大坝整体渗透性降低,粗细粒层孔隙水压力分别减小了约50%和2.5%,加速了流固耦合过程,对于重新评估大坝的渗透性有重要参考意义;由于流变性不同,深厚覆盖层中粗粒土层在变形、应力和渗流方面影响最大,细粒土的贡献相对较小,除了与岩性相关之外,还与土层所处位置、厚度等相关。研究结果可为层状覆盖层上的大坝安全稳定体系的建立提供理论支持。     

变速器壳体低周疲劳优化设计

目的 分析变速器壳体驻车耐久试验的失效根本原因,对变速器壳体进行低周疲劳优化设计.方法 首先排查壳体的化学成分、铸造质量,排除材料和工艺引起失效问题的可能性,然后通过有限元方法分析驻车轴孔的最大拉应变、驻车工况壳体变形、轴孔接触区域.根据局部应变分布特征,提出驻车轴修形的优化方案,并且根据壳体材料的低周疲劳参数,确定Coffin-Manson模型,并根据该模型预测壳体驻车轴孔优化前后的疲劳寿命.结果 驻车轴孔的最大拉应变高达0.95％,确定应变过大是导致壳体失效的根本原因.驻车轴度修形的优化方案将最大拉应变降低到0.40％,塑性应变占比由42％降低到5％,疲劳寿命的预测值由原来的175次提高到7980次,满足试验循环次数1000次的要求,最终优化物理样机通过了驻车耐久试验验证.结论 使用的Coffin-Manson模型参数能准确地预测变速器壳体的低周疲劳寿命,驻车轴小角度修形优化方案能够有效解决局部应变过大的失效问题,具有一定的工程参考意义.     

复杂火工系统可靠性预计方法及软件研究

目的 解决在进行复杂系统的可靠性建模以及预计时,计算效率低、容易出错的问题。方法 开展基于GO(Goal Oriented)法的复杂火工系统可靠性预计方法研究。建立不同种类火工组件的可靠性模型和算法,结合火工系统的GO图模型,对系统的可靠性进行预计以及定量分析。依据建立的可靠性模型以及算法,开发一套火工系统可靠性建模以及预计的软件,运用该软件对典型座椅弹射火工系统的可靠性进行预计,并且将软件计算结果与蒙特卡洛仿真方法得到的结果进行比较。结果 软件计算结果与蒙特卡洛仿真方法所得结果的最大相对误差不超过0.004 8%。结论 基于GO法的复杂火工系统可靠性预计方法是合理可行的,而且运用GO法开发的软件可以提高可靠性预计的计算效率,同时也为后续的 GO 图分析计算提供了技术支持。     

海水电磁屏蔽体

目的将海水作为一种电磁屏蔽材料,研究其电磁屏蔽效能以及影响因素。方法基于海水和玻璃的电磁特性参数,并利用电场和磁场切向分量连续边界条件,推导由双层玻璃封装海水所构成的复合电磁屏蔽体结构的屏蔽效能计算公式。结果具有一定厚度和盐度的海水墙体可以展示出良好的电磁屏蔽效能。通过增加海水层的厚度,提高海水的盐度以及温度,均可以有效增强海水电磁屏蔽体的屏蔽效能。改变封装海水的玻璃层厚度,对海水电磁屏蔽体的屏蔽效能影响较小。结论海水可以作为一种有效的电磁屏蔽材料,并具有光波透明、电磁屏蔽效能易重构、可循环导热等独特的优势。在军事和民用领域,海水电磁屏蔽体将具有重要的理论和应用价值。     

Statistical regression modeling for energy consumption in wastewater treatment

Wastewater treatment is one of critical issues faced by water utilities, and receives more and more attentions recently. The energy consumption modeling in biochemical wastewater treatment was investigated in the study via a general and robust approach based on Bayesian semi-parametric quantile regression. The dataset was derived from a municipal wastewater treatment plant, where the energy consumption of unit chemical oxygen demand (COD) reduction was the response variable of interest. Via the proposed approach, the comprehensive regression pictures of the energy consumption and truly influencing factors, i.e., the regression relationships at lower, median and higher energy consumption levels were characterized respectively. Meanwhile, the proposals for energy saving in different cases were also facilitated specifically. First, the lower level of energy consumption was closely associated with the temperature of influent wastewater, and the chroma-rich wastewater also showed helpful in the execution of energy saving. Second, at median energy consumption level, the COD-rich wastewater played a determinative role in the reduction of energy consumption, while the higher quality of treated water led to slightly energy intensive. Third, the higher level of energy consumption was most likely to be attributed to the relatively high temperature of wastewater and total nitrogen (TN)-rich wastewater, and both of the factors were preferably to be avoided to alleviate the burden of energy consumption. The study provided an efficient approach to controlling the energy consumption of wastewater treatment in the perspective of statistical regression modeling, and offered valuable suggestions for the future energy saving.     

基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式,选取北京山区怀柔水库流域为研究对象,基于研究区5期(1990、1995、2000、2005 和2008)卫星遥感影像数据,分析了怀柔水库流域1990~2008年间土地利用时空变化特征,并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明:现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元,增幅5.4%.其中,流域涵养水源功能价值量增加最多,为560.9万元,净化大气的价值增长幅度最大,增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

三棱钻杆粉体负载扭矩计算模型研究

为了实现三棱钻杆转动过程的定量化计算,在分析了三棱钻杆排粉机理的基础上,提出了基本假设,建立了扭矩基本物理模型,并阐述了物理模型的求解过程,得到了基本参数的解析解。在此基础上,对相关参数的求取方法以及最小扭矩问题进行了分析讨论,求得了钻孔内煤粉密度ρ的解析解以及降低钻杆整体扭矩的方法,提出了实际应用环节测定临界转速w界的实验方法,并得到了提高钻孔长度的理论方法。     

弹上电子部件加速因子估计方法研究

目的 针对高可靠长寿命的弹上电子部件在实际贮存环境温度起伏变化的情况,研究基于等效温度的加速因子估计方法。方法 首先剖析弹上电子部件失效机理,然后基于阿伦尼斯模型,分析加速应力与实际环境温度的对应关系,求解实际环境等效温度,进而估计加速因子,最后通过某型导弹综合控制器中的时序控制电路板,验证该方法的工程适用性。结果 该方法能够真实反映环境温度情况,且与传统加权平均温度计算方法相比,加速因子估计和加速试验时间预测更准确,且随着实际环境温度起伏的增大,优势更加明显。结论 该方法在实际贮存环境温度起伏变化的情况下,能够有效提高加速因子估计和加速寿命试验时间预测的准确性,为弹上电子部件加速寿命试验方案设计提供可靠依据,对其他高可靠长寿命产品的加速因子估计也具有一定的参考价值。     

安全观的塑造机理及其方法研究

为引导人形成正确的安全认知和思维模式、输出安全行为,降低事故发生的概率,首先用文献综述法,在对现有的几种有代表性的安全观定义进行总结的基础上,基于安全科学理论高度提出了安全观的新定义,并进一步论述安全观的属性特征、构成要素、层次结构、功能作用等本质内容。然后从自塑造和他塑造两方面构建安全观的塑造模型,并提炼出安全观塑造的8种常见方法及其“三步走”塑造思路。结果表明,安全观具有丰富的本质内容,并指导和决定安全行为输出,能为安全观塑造措施的提出提供参考,以培养、完善、改造人的安全观。