2016年冬季寿县一次边界层低空急流对污染物扩散的影响

利用安徽寿县地区2016年12月16~17日的观测资料与模拟资料,分析了一次夜间边界层低空急流对PM_2.5扩散的影响.此过程中,急流分布范围广,强度大,最大风速可达10~12m/s,而且风向随高度有明显转向,高低层风向差可达90°.急流发展过程中,急流轴基本位于200m以下,急流的最小风速高度出现在400~800m之间.通过分析可知,对于不同高度,急流对污染物扩散的影响存在明显差异.地面至急流轴范围内,PM_2.5总体减少.急流的出现使湍流混合明显增强,在湍流作用下污染物向上混合,使该层PM_2.5显著减少,净质量通量的峰值可达-103×10^-3μg/(m²·s).急流的水平输送可带来上风方较为清洁气团,同样减少了该层的PM_2.5浓度.但与湍流作用相比其影响较小,净质量通量仅为-2.9×10^-3μg/(m²·s).急流存在时,还会加强向下的垂直风速,在垂直输送作用下,上层污染物向下输送,增加了该层PM_2.5浓度,净质量通量约为11×10^-3μg/(m²·s).急流轴至风向转变高度之间,PM_2.5总体增加.这是由于湍流作用将低层高浓度污染物输送至该层,使PM_2.5浓度增加,净质量通量约为23.9×10^-3μg/(m²·s);水平输送作用使该层PM_2.5浓度略有增加,净质量通量约为2.3×10^-3μg/(m²·s);而垂直输送作用带来了高处较为清洁的气团,减少了PM_2.5浓度,净质量通量约为-6.6×10^-3μg/(m²·s).风向转变高度至LLJ最小风速高度之间,PM_2.5总体增加.湍流作用仍占主导,净质量通量约为17.8×10^-3μg/(m²·s);垂直输送作用稍有贡献,净质量通量约为1.4×10^-3μg/(m²·s);而水平输送起减少作用,净质量通量约为-3.7×10^-3μg/(m²·s).     

边界层低空急流导致北京PM2.5迅速下降及其形成机制的个例分析

2015年3月17日18:00~23:00北京地区的PM_(2.5)质量浓度快速下降,在此期间并未出现与冷空气活动相伴的强偏北风.本研究分析了导致空气质量迅速改善的原因,结果表明边界层急流起着关键的作用.随着边界层内偏南风速增大,大气的通风量增大,污染物浓度降低.急流发展也加大了边界层内水平风的垂直切变,从而导致湍流增强和混合层增厚.此外,3月17日20:00在混合层顶附近出现气旋性地转涡度,Ekman抽吸的方向为垂直向上,于是底层的污染物就被带到高空并随强劲的西南风输送到下游.边界层急流的发展与惯性振荡和大气的斜压性有关.     

Carbon‐neutral jet‐fuel re‐synthesised from sequestrated CO2

A chemical pathway combining reverse water gas shift, Fischer‐Tropsch synthesis and hydro‐cracking was considered to re‐synthesise jet fuel from CO₂ captured at high purity by oxy‐fuelling of a typical coal‐fired power station (Drax, UK). The oxygen for oxy‐fuelling and hydrogen for the fuel re‐synthesis process are sourced by electrolysis of water. According to material and energy balances , 3.1 MT/year of jet fuel and 1.6 MT/year each of gas oil and naphtha can be produced from the Drax annual emissions of 20 MT of CO₂, sufficient to supply 23% of the UK jet fuel requirements. The overall re‐synthesis requires 16.9 GW, to be sourced renewably from (offshore) wind power, and releases 4.4 GW of exothermic energy giving scope for improvements via process integration. The energy re‐synthesis penalty was 82% ideally and 95% on a practical basis. With the cost of offshore wind power predicted to reduce to 2.0 p/kWh by 2020, this ‘re‐syn’ jet fuel would be competitive with conventional jet fuel, especially if carbon taxes apply. The re‐use of CO₂ sequestrated from coal power stations to form jet‐fuel would halve the combined CO₂ emissions from the coal power and aviation sectors.     

改进MBR反应器对污染物去除性能的研究

对膜生物反应器提出了合理改进,采用射流曝气为反应器充氧,并对改进后的MBR对污染物的去除效果及机制进行了研究,结果表明,改进后的MBR对COD、氨氮具有良好的去除效果,对COD的去除率能保持在95%以上,氨氮的去除率维持在99%以上。反应器运行的前期生化反应在对COD的去除起主导地位,但随着运行时间的延长,膜对去除COD的贡献率增大。     

前缘射流对空腔噪声抑制效果的试验研究

目的通过在开式空腔前缘增加矩形口射流、九孔射流和九斜孔射流,探究三种射流方式对空腔自激振荡噪声的抑制效果。方法通过风洞试验对亚、跨声速(Ma=0.3、0.45、0.6)下基于前缘射流的空腔噪声抑制方法开展研究,在空腔指定位置安装传声器,获取不同工况下空腔内的噪声信息,综合对比三种射流方式下空腔峰值频率、空腔底部及后壁声压级分布、总声压级分布及不同测点处的频率曲线特征,评估三种前缘射流方式对空腔噪声的控制效果。结果在来流速度Ma=0.3时,三种射流方式对空腔峰值频率处的声压级均有一定抑制效果,但由于前缘射流的引入导致空腔前端底部噪声总声压级提高;在来流速度Ma=0.45时,三种射流方式对空腔峰值频率处的声压级及宽频噪声均有显著抑制效果;在来流速度Ma=0.6时,除矩形口射流对空腔噪声有明显的抑制作用,其他两种射流方式使得空腔内噪声水平增强。结论在空腔前缘引入射流在一定来流速度下能够实现空腔峰值频率处噪声及宽频噪声的有效降低,前缘射流对空腔噪声的抑制效果随射流方式的不同而存在较大差异。     

脉冲清灰喷吹气流偏斜的优化研究

为研究改善除尘滤筒清灰过程中喷吹气流偏斜的问题,通过在多孔喷吹管上安装混流喷嘴,在滤筒迎流面和背流面6个测点分别安装压力传感器,测试不同喷吹压力和喷吹距离下的侧壁压力峰值。结果表明:安装混流喷嘴后,在最优喷吹压力0.4 MPa实验条件下,滤筒迎流面一侧与背流面一侧的压力峰值差距减小,压力动态波形图相似,清灰更加均匀,喷吹气流偏斜问题得到明显改善;在喷吹距离分别为210,240,270 mm时,随喷吹距离增加,6个测点的压力峰值整体均增加,矫正后的脉冲喷吹气流对滤筒的清灰能力得到有效提高,可以改善除尘滤筒清灰均匀性问题。     

固体推进剂在压延中燃烧的预防和灭火研究

固体推进剂的组分中既有氧化剂又有燃烧剂,在没有外界氧气的情况下,也能发生燃烧爆炸事故。针对固体推进剂在压延生产中产生燃烧的主要原因,研究了水分和温度对固体推进剂热点形成的影响,提出了防火安全技术措施。针对部分火炸药企业的消防设施不能有效扑灭固体推进剂火灾和阻止燃爆事故的情况,通过对固体推进剂燃烧灭火机理的分析,采用选择不同的喷水压力、喷头孔径、喷头与火焰区的距离、预先燃烧时间等因素,对固体推进剂进行燃烧灭火效果的实验研究,提出了固体推进剂火灾的高速喷水灭火技术的思路和措施。     

2004年辽宁地区一次沙尘天气过程的动力机制分析

利用NCEP再分析资料、气溶胶指数资料和污染物监测资料,从气候背景和环流形势入手,着重探讨了2004年4月14-16日辽宁地区的一次典型沙尘天气过程的形成动力机制.研究结果表明:2004年春季我国北方的气候背景为春季沙尘天气的发生提供了丰富的沙尘源;此次过程中,高空大槽引导极地强冷空气南下,配合低层强大的蒙古气旋构成了东北地区沙尘过程的典型天气环流形势.在起沙的动力机制方面,高低空急流的耦合加速了低层的辐合上升运动,加速了低层的辐合上升运动,高低空急流的有利配置所触发的强烈上升运动构成此次沙尘过程的主要动力机制.螺旋度上负下正的垂直分布是此次沙尘过程发生发展的重要动力机制,这是由于这种垂直结构对于沙尘过程这种中尺度天气系统而言,构成了低空辐合、高空辐散的深厚上升区,这种螺旋度的垂直分布十分有利于沙尘的发展.     

基于声源成像的发动机模型试车噪声源分析

目的 在发动机试车噪声环境试验中,基于传声器阵列的声源成像测量方法,在近场单点测量之外,提供一种补充测量手段.方法 为验证基于传声器阵列的声源成像方法在发动机工作噪声试验研究中的有效性,通过发动机模型试车试验,设计并搭建传声器阵列,对试验噪声环境进行测量,并详细分析发动机试车中喷流噪声源特征.结果 通过声源成像分析手段获得了模型噪声源在时域和频域中的特征规律.通过声源成像云图中喷流噪声源在各个时刻的形态,能够直观反映出发动机模型工作各时刻状态.喷流噪声源在低频部分的能量比较高,声源主要分布在远离喷口的喷流下游位置处;在高频部分,声源主要分布在喷口附近.在中心频率为2000 Hz的1/3倍频程频段内,声压级最大的声源位置距离喷口最远.结论 通过试验和分析验证了声源成像在发动机模型试车噪声源分析中的可行性.