水泥基泡沫形成机理及抑制煤堆自燃试验研究

煤炭开采面临煤自然发火等灾害的严重威胁,在分析现有防灭火技术特征的基础上,制备了1种水泥基泡沫材料。探讨了水泥基泡沫形成机理,包括水基泡沫与浆液扰流混合发泡,表面活性剂增加颗粒疏水性及颗粒稳定泡沫液膜,液膜中水泥、粉煤灰颗粒水化反应及促凝剂加速凝结固化。搭建了小型抑制煤堆自燃试验平台,开展了煤堆自燃温升变化及黄泥浆、无机凝胶、阻化泡沫、水泥基泡沫等防灭火介质降温效果试验,结果表明:水泥基泡沫具有向上堆积的能力,能对高温煤颗粒进行覆盖、包裹,并具有较好的热稳定性,总体降温性能最佳;压注后,监测时间0~900 s内,径向距离为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 m处温度分别从376.98,376.00,374.38,372.14,369.27 ℃下降到21,26,29,35,42 ℃。     

矿井突水路径搜索算法与应用

为了实现对矿井突水路径的搜索以及突水范围的预测,基于图论与网络理论,以巷道交叉点的标高为搜索权重,将水流流向分成下向蔓 延和上向升涨两个突水阶段,提出了水流下向、上向蔓延路径搜索算法。实现了对突水路径的搜索,并在已知巷道突水点的情况下,通过两个 时刻的巷道水位变化,计算得出了单位时间的突水量,结合给定的矿井巷道拓扑结构信息,对未来时间段的突水范围和水位标高点进行预测。 研究结果表明:在已知矿井突水点和矿井基础数据信息的情况下,应用无向图宽度优先搜索法生成矿井突水路径, 并结合得出的单位时间的突 水量,对下一时间段的突水量进行计算并对突水范围进行预测。     

Preparation and application of a phosphorous free and non-nitrogen scale inhibitor in industrial cooling water systems

A novel environmentally friendly type of calcium carbonate, zinc (II) and iron (III) scale inhibitor Acrylic acid- allylpolyethoxy carboxylate copolymer (AA-APEL) was synthesized. The anti-scale property of the AA-APEL toward CaCO₃, zinc (II) and iron (III) in the artificial cooling water was studied through static scale inhibition tests. The observation shows that both calcium carbonate, zinc (II) and iron (III) inhibition increase with increasing the dosage of AA-APEL. The effect on formation of CaCO₃ was investigated with combination of scanning electronic microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray powder diffraction (XRD) analysis and fourier transform infrared spectrometer, respectively. The results showed that the AA-APEL copolymer not only influenced calcium carbonate crystal morphology and crystal size but also the crystallinity. The crystallization of CaCO₃ in the absence of inhibitor was rhombohedral calcite crystal, whereas a mixture of calcite with vaterite crystals was found in the presence of the AA-APEL copolymer. Inhibition mechanism is proposed that the interactions between calcium or iron ions and polyethylene glycol (PEG) are the fundamental impetus to restrain the formation of the scale in cooling water systems.     

Investigation of the effects of battery types and power management algorithms on drive cycle simulation for a range-extended electric vehicle powertrain

Fuel cell (FC) hybrid vehicle power trains are an attractive technology especially for automotive applications because of their higher efficiency and lower emissions compared to conventional vehicles. This study focuses on the design of an FC hybrid power train system and evaluation of its simulations for a given speed profile through two alternative power management algorithms (PMAs). Parameters suitable for a small vehicle were taken into consideration in the mathematical model of the vehicle. The proposed hybrid power train consists of an energy storage system, composed of a 4-kg battery pack (either lithium-ion (Li-ion) battery, nickel metal hydride, or nickel–cadmium) and a direct methanol fuel cell (DMFC) as the range extender. The PMAs basically aim to fulfill the power requirements of the vehicle and decide how to command the power split between the battery and the FC. The model comprising a DMFC, a battery, and PMAs was developed in MATLAB/Simulink environment. The polarization curve of the FC was obtained using a one-dimensional DMFC model. Vehicle power requirements for a drive cycle were calculated using the equations of longitudinal dynamics of vehicle, and the results were integrated into MATLAB/Simulink model. As a result of the simulations, methanol consumption, state of charge of the battery, and power output of the FC were compared for the PMAs. This comparison shows the effect of PMAs on the hybrid vehicle performance for three battery types. The results indicate that the vehicle range could be increased when proper strategy is used as PMA.     

雪冰中持久性有机污染物的研究进展

雪冰是温带和极地生态系统中最重要的环境组份,它们不仅影响了能量平衡和水循环,而且也能直接影响当地、区域以及全球环境范围内的化学行为。降雪能很有效地从大气中清除颗粒和气相的POPs。本文简要介绍了雪冰环境中持久性有机污染物研究的科学意义,着重综述了POPs在极地和高海拔地区雪冰中的环境化学行为和雪冰中POPs的历史环境记录,并讨论了雪冰中POPs浓度的不确定性。持久性有机污染物从大气到冰川的过程并不容易理解,半挥发性有机化合物在沉积后的浓度存在不确定性。有机物沉积在积雪中后,随着积雪的老化和变形,它们能够随着融水迁移或者又挥发到大气中。全文最后对未来雪冰中POPs的研究需要进行了展望,并提出四点今后需加强研究的内容。由于青藏高原位于人类居住的低纬度高海拔地区,可能在POPs全球输送过程中起到重要的作用,今后需加强青藏高原地区雪冰中持久性有机污染物的研究;有机污染物在雪冰中主要是通过光化学反应进行转化,雪冰中有机污染物的光化学反应机理研究必须引起重视;随着雪冰样品前处理和分析测试技术的提高,将会推动雪冰中痕量POPs的环境变化记录研究的发展;通过建立模型模拟预算和评价POPs在积雪中的物理化学行为,也可以利用模型模拟POPs在老雪中的命运,确定其在融水中成比例蒸发和渗浸的速率。     

国内外机载电子设备液体冷却系统分析

首先分析了国内外机载电子设备液冷系统的工作原理,即冷却液在液体泵的作用下,进入电子设备冷板,带走电子设备的热量,再通过热交换器进行降温处理,热量传递到空气或燃油中,降温后的冷却液流向液体泵,进行下一次的冷却循环。其次分析了某些机载电子设备因安装位置不适用液冷系统,则采用强迫通风为其进行冷却,但热量最终经过空气还是传递至液冷系统中。最后对未来飞机的液体冷却技术进行了展望,液冷系统未来的发展趋势一定是有区域故障隔离能力,且冷却液的流量是随着热载荷而动态变化的,其代偿损失也较小。     

企业环保信用评价政策实施研究

2013年《企业环境信用评价办法(试行)》印发后,各地在健全环保信用评价制度上做了不少探索,一些专家、学者也对企业环保信用评价制度做了一些研究,但针对全国实施情况和地区实施差异性的总体研究和深度总结较少。本文在系统搜集我国31个省、自治区、直辖市所发布的企业环保信用评价政策文件的基础上,从评价范围、评价方法和评价结果等方面对结合地方特点制订的21份文件进行剖析,并对政策实施效果及执行中存在的问题进行总结归纳,最后提出加快立法进度、完善政策体系和强化结果应用等对策建议。     

高温喷水冷却后方钢管再生混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究高温喷水冷却后方钢管再生混凝土的受力机理,设计了27个方钢管再生混凝土试件在高温喷水冷却后进行轴心受压加载试验。试验考虑的变化参数包括再生粗骨料取代率、历经最高温度和冷却方式。本文对试验的过程进行了简要的说明,观察了试件受力破坏的全过程,获取了荷载-位移曲线,峰值荷载并分析了特征点数据以及各变化参数对高温喷水冷却后方钢管再生混凝土短柱轴压性能的影响规律。试验结果表明:历经最高温度越高,试件破坏后核心混凝土的受损程度越严重。随着历经最高温度的不断提高,峰值荷载和轴压刚度整体呈下降趋势,温度在800℃时试件的延性最好,高温使得试件的耗能能力提高;随着再生粗骨料取代率的增加,峰值荷载的变化规律不明显,但取代率为75%的试件具有最高的峰值荷载,轴压刚度呈波动变化,取代率对延性影响较明显,对耗能影响较小;不同冷却方式对方钢管再生混凝土短柱的延性影响较大,对其它力学性能影响不显著。引入材料强度折减系数后,我国DBJ 13-51-2003规程和日本AIJ规程中计算方法可以较好地评估高温喷水冷却后方钢管再生混凝土短柱的轴心受压承载力。     

城市高温热浪调控机制模拟研究

在全球气候变暖和城市化加速发展的共同影响下,高温热浪事件频繁发生、日趋严重。为了分析屋顶亮化、城市绿化和地表增湿在调节城市热力环境、缓解城市高温灾害中的作用,本文选择了2013年8月的高温天气过程,利用耦合了城市冠层模式的WRF模拟系统,采用屋顶亮化、屋顶绿化和地表增湿3种不同的调控方案模拟分析其对城市热环境、湿度和近地面热量通量的影响,及其不同的降温效果和影响时段。研究发现:(1)3种调控方案通过改变城市地区的辐射过程或者能量平衡过程,降低白天尤其是正午时分的近地面气温,可有效的减缓夏季城市地区的高温热浪。(2)采用地表增湿方案,当城市街道表面含水层厚度从0mm增加到3mm时,潜热通量迅速增加,感热通量迅速减少,降温迅速。这说明在白天用较少水量多次对城市街道增湿,是一种显著降温的有效方法。     

铬离子对SBR工艺活性污泥毒性作用研究

针对重金属铬离子对SBR工艺系统中活性污泥的毒性作用,通过检测不同初始污泥容积指数(SVI)下SBR工艺活性污泥在不同铬负荷下的COD值、挥发性污泥浓度以及受铬离子影响的污泥容积指数(SVI),研究重金属铬离子对活性污泥的毒性作用以及对SBR工艺系统处理污水的影响。研究表明,重金属铬离子会导致SBR工艺系统出水COD升高;将铬离子对活性污泥的毒性作用按照挥发性污泥(MLVSS)铬负荷可划分为耐受范围、非耐受范围、细胞失活范围以及细胞分解范围。耐受范围铬负荷低于约30 mg Cr3+/gMLVSS,此范围内铬离子对于活性污泥的毒性作用不大,不致于导致系统出水水质变差;非耐受范围铬负荷在约30~65 mg Cr3+/g MLVSS,在铬离子作用下系统出水COD值明显高于对照系统;细胞失活范围铬负荷在约70~100 mg Cr3+/gMLVSS范围内,SVI大幅下降,微生物部份死亡和失活,出水COD尽管有一些下降,但与进水COD相比差不了多少;细胞分解范围铬负荷在约100 mg Cr3+/gMLVSS以上,微生物大量死亡,部分死亡细胞分解,系统出水COD值因微生物的死亡分解而超出进水COD值,受铬离子影响的系统SVI值大幅度降低。