Modeling and optimization of turning duplex stainless steels

The attractive combination of high mechanical strength, good corrosion resistance and relatively low cost has contributed to making duplex stainless steels (DSSs) one of the fastest growing groups of stainless steels. As the importance of DSSs is increasing, practical information about their successful machining is expected to be crucial. To address this industrial need, standard EN 1.4462 and super EN 1.4410 DSSs are machined under constant cutting speed multi-pass facing operations. A systematic approach which employs different modeling and optimization tools under a three phase investigation scheme has been adopted. In phase I, the effect of design variables such as cutting parameters, cutting fluids and axial length of cuts are investigated using the D-Optimal method. The mathematical models for performance characteristics such as; percentage increase in radial cutting force (%F_r), effective cutting power (P_e), maximum tool flank wear (VB_max) and chip volume ratio (R) are developed using response surface methodology (RSM). The adequacy of derived models for each cutting scenario is checked using analysis of variance (ANOVA). Parametric meta-heuristic optimization using Cuckoo search (CS) algorithm is then performed to determine the optimum design variable set for each performance. In the phase II, comprehensive experiment-based production cost and production rate models are developed. To overcome the conflict between the desire of minimizing the production cost and maximizing the production rate, compromise solutions are suggested using Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS). The alternatives are ranked according to their relative closeness to the ideal solution. In the phase III, expert systems based on fuzzy rule modeling approach are adopted to derive measures of machining operational sustainability called operational sustainability index (OSI). Artificial neural network (ANN) based models are developed to study the effect of design variables on computed OSIs. Cuckoo search neural network systems (CSNNS) are finally utilized to constrainedly optimize the cutting process per each cutting scenario. The most appropriate cutting setup to ensure successful turning of standard EN 1.4462 and super EN 1.4410 for each scenario is selected in accordance with conditions which give the maximum OSI.     

苯储罐区火灾爆炸风险分析及对策措施

针对苯储罐区所处的区域位置及火灾爆炸危险性,运用道化学火灾、爆炸危险指数法对苯储罐区的火灾、爆炸风险进行分析评价,得出其安全措施补偿前后的火灾、爆炸指数,确定危险等级,并提出了预防火灾爆炸事故的对策措施。     

近60a来中国洪涝灾情变化趋势持续性和周期性研究

本文利用Hurst指数和小波分析工具对洪涝灾情的1950~2010年的变化动态作了分析,揭示了灾情序列的趋势持续性、特征时间尺度、周期特征和突变点,同时还定性地预测了洪涝灾情的未来走势。研究结果发现:1)根据Hurst指数计算结果,受灾面积时间序列的Hurst指数为0.9338,具有很强的正持续性。未来有进一步增加的趋势。因灾死亡人口数时间序列的Hurst指数为0.4845,具有很弱的反持续性。而房屋倒塌间数时间序列的Hurst指数为0.6124,具有较弱的正持续性,未来有较弱的减少趋势。2)小波分析方法具有较好时空域特性,可以描述洪涝灾害灾情变化的多尺度特征,将隐含在灾情序列中随时间变化的周期震荡显现出来,并确定灾情序列中的突变点位置,为深入探索中国洪涝灾害的时空复杂性提供了全新的理论工具。3)中国洪涝灾害灾情都存在多时间尺度特征,不同的时间尺度表现为不同的循环交替,大尺度的周期变化嵌套着小尺度的周期变化。总体上表现为由小尺度的震荡剧烈,没有明显的规律到大尺度出现明显规律后继续增强或先升后降。4)60 a来,中国洪涝灾害受害面积总体上保持着增加的趋势。在9 a和25 a上分别存在着第1和第2主周期。中国洪涝灾害因灾死亡人口总体上保持着明显减少的趋势。在8 a和18 a上分别存在着第1和第2主周期。中国洪涝灾害倒塌房屋总数总体上保持着减少的趋势。在8 a、17 a和25 a上分别存在着第1、第2和第3主周期。     

2010-2013年舟山污水处理厂排污口邻近海域的表层水质评价

根据2010—2013年对浙江舟山2个污水处理厂排污口邻近海域14个站位的表层海水铜、铅、锌、镉、砷、总铬、总汞、p H值、无机氮、活性磷酸盐、石油类、化学耗氧量、悬浮物和粪大肠菌群等14项污染因子的调查,采用单因子指数法和营养指数法对监测海域海水水质进行评价。结果表明,舟山污水处理厂排污口邻近海域表层海水质量总体良好,基本符合第二类海水水质标准;主要污染因子为无机氮、活性磷酸盐和悬浮物,其他水质指标则较低;2个污水处理厂排污口邻近海域海水均呈高富营养化状态,并受到一定程度的铅污染。     

我国持久性有机污染物污染事故预警指标体系构建

面对严峻的持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)环境污染问题,以及不断提升的化学品风险管理要求,我国对于POPs污染事故预警管理的需求日益迫切.基于生命周期理论及POPs生成机制,针对不同的POPs和污染事故的种类,构建出POPs污染事故的预警指标体系,以期为完善我国POPs污染事故预警管理提供决策支持.预警指标体系主要包括两部分:POPs预警指标和运行保障机制.POPs预警指标包括了警源指标、警兆指标和警度指标.为保障预警体系的有效实施,构建了预警响应机制及政策保障机制,包括对风险源的动态清单管理和定期评估,及时有效的警情上报,各部门的协调合作等.     

基于多元统计和水质标识指数的辽阳太子河水质评价研究

以太子河辽阳段为例,通过因子分析从16个水质评价基础指标中筛选出8个作为水质评价重要指标.在利用方差分析(ANOVA)对各监测断面多年水质指标数据进行时间与空间尺度上显著差异性检验的基础上,通过层次聚类分析将2009—2012年3个断面的144个样本点分成11组.同时,以各组的样本均值为基础,采用水质标识指数方法得到各组的水质评价结果,并将其分解到各组对应的水质样本点,以实现对多断面、长时间大量样本的水质评价.实证结果表明:2009—2012年间太子河辽阳段干流的水质状况大部分处于Ⅲ级以上,从上游到下游,水质状况呈恶化趋势.研究表明,本文提出的基于多元统计分析和水质标识指数的水质评价方法可用于多断面、长时间大量样本的水质评价工作.     

瓦埠湖流域庄墓镇农田土壤氮磷分布及流失风险评估

为揭示瓦埠湖流域庄墓镇农田土壤氮磷含量、分布及其流失风险状况,在该镇下辖的10个行政村,采集农田表层土壤样162份.在对不同形态氮、磷含量分析测试的基础上,采用氮磷指数法量化土壤氮磷流失风险,并以基于ArcGIS的Kriging插值技术,对全氮全磷含量、生物有效性氮磷含量及氮磷指数值进行空间插值模拟.结果表明,该镇土壤全氮含量平均值为1.67 g·kg-1,全磷为0.71 g·kg-1;生物有效性氮磷含量平均值分别为0.26 g·kg-1和0.33 g·kg-1,分别占全氮全磷含量的14.93%和47.30%.全氮含量较高的采样点主要散布在侯集村、杨湾村、刘浅村;全磷含量较高的采样点主要集中在侯集村、杨湾村、枣林村.整个庄墓镇土壤氮、磷指数平均值分别为2.11和2.13.10个行政村氮、磷总指数大小排序为:杨湾村>庄墓村>薛桥村>刘浅村>李庄村>金桥村>枣林村>张圩村>侯集村>徐岗村.总体上,庄墓镇土壤氮流失以中、低风险为主,高风险区仅零星出现在杨湾村局部地方;磷流失风险也以低风险为主,中等以上风险也主要集中在杨湾村.     

引黄灌区不同尺度农田土壤重金属空间分布及污染评价：以银川市兴庆区为例

确定农田土壤重金属分布及其污染状况,对于评价农业生态环境质量、保障食品安全和人类健康都具有重要作用.以宁夏引黄灌区农田土壤为研究对象,在10 m(L尺度)和1 m(M尺度)两种尺度上网格取样,共取耕层土样(0~20 cm)223个,利用经典统计和地统计相结合的方法对土壤铜(Cu)、锌(Zn)、铬(Cr)、镉(Cd)和铅(Pb)的空间变异性进行研究,并利用单因子指数(Pi)和内梅罗综合指数(P综)评价土壤重金属的污染程度.结果表明,两种尺度下,Cu、Zn、Cr、Cd、Pb均属中等变异性,其变异系数(CV)顺序为:Cd>Pb>Cr>Zn>Cu.地统计分析表明,L尺度下Cd和M尺度下Pb块金系数为100%,表现为纯块金效应,主要受随机因素影响,具较弱的空间相关性.其它重金属元素在两种尺度下块金系数均小于25%,说明主要受结构性因素的影响,具有强烈的空间相关性.结合Pi和P综值可知,两种尺度下除了Cu外,其它4种重金属元素出现轻度污染的样点数较多,表明研究区已出现重金属富集的趋势.     

污泥灰渣中重金属煅烧脱除规律研究及安全性评价

污泥目前被认为是磷酸盐矿的二次资源,焚烧处理可实现污泥中磷资源的浓缩富集,但其中重金属毒性问题尚待解决.该文以污泥焚烧灰渣为研究对象,利用马弗炉进行煅烧实验,通过改变反应时间(从10 min到60 min)、温度(从900℃到1200℃)及CaCl2的添加量(以Cl计,从1.5%到8.0%)研究重金属(Pb、Zn和Cu)的去除率及在煅烧灰渣中的赋存形态.结果表明:Pb有较高的去除率,且其去除率均随温度、时间及Cl含量的升高而升高,在1200℃、Cl含量为5.0%的时候有最大值为82.4%;Zn的去除率受温度的影响较大,高温时Zn有较高的去除率,且在1100℃时有最大值为83.9%;Cu的去除率较低,而在温度为1100℃时有最大的去除率为68.2%.就煅烧灰渣中重金属的赋存形态而言,各种工况下Pb在煅烧灰渣中均以残渣态存在;Zn在煅烧灰渣中主要也是以残渣态存在;Cu在煅烧后还存在一定的酸溶态,在900℃、煅烧10min时煅烧灰渣中酸溶态可达29.2%.增加CaCl2的添加量可以促进重金属的去除,同时使煅烧底渣中的重金属更稳定.地累积指数(Igeo)评价结果显示,煅烧底渣中的这3种重金属的污染程度都降低了.     

济南市大气污染时空特征研究

为不断改善济南市大气环境质量,在广泛收集与整理相关资料和数据基础上,基于综合污染指数评价法及Arc-GIS平台空间插值法研究并表征了济南市“十一五”期间大气主要污染物的时、空变化特征及发展趋势;研究结果表明：济南市“十一五”期间大气环境质量变化较大,2007～2009年污染较为严重,之后有所改善;大气污染物浓度呈明显的季节变化特征,冬季污染最严重,夏季空气质量最好;首要污染物为PM10;污染较严重区域集中在济南市东北部地区;其变化原因受地理气候条件、产业结构和能源结构影响较大.该研究方法及结论对其他大中城市大气环境质量时空变化研究具有一定借鉴价值.