季节冻土区粉质粘土冻融过程结构演变试验研究

为考察不同冻结状态下冻融作用对粉质粘土表面孔隙结构的影响规律,利用氮气吸附法,对黑龙江省哈尔滨市万家地区的粉质粘土冻融前、冻融中和冻融后三种不同状态进行试验研究,分析了不同冻结状态下的孔隙结构变化特征。试验结果表明,冻融前、冻融中以及冻融后土的微观结构特征有一定的变化,表现为土样冻融后孔的比表面积较冻融前增加1.9%,冻融中土孔的比表面积较冻融前减少5.9%;冻融中的微孔孔容最大,冻融前的微孔孔容最小;冻融后的中孔累积孔容增加,冻融中的累积孔容减小,冻融前后孔隙的总体分布趋势无明显的变化。     

孔隙水饱和度对混凝土碳化特性的影响

为研究孔隙水饱和度对混凝土碳化特性的影响,提出了孔隙水饱和度预处理方式,设计了孔隙水饱和度为45.8%、58.5%、73.9%、83.8%的四组混凝土快速碳化试验,运用酚酞指示剂法和模拟孔溶液法测试了不同孔隙水饱和度混凝土试件的碳化深度及碳化程度,并建立了基于孔隙水饱和度的混凝土碳化深度影响系数。结果表明,孔隙水饱和度对混凝土的碳化深度具有显著影响,在45%~85%范围内与碳化深度基本成反比关系;对混凝土碳化起决定作用的是孔隙水饱和度,而不是环境的相对湿度,按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行快速碳化试验时,不宜直接采用外部环境相对湿度表征孔隙水饱和度的影响;孔隙水饱和度对混凝土不同碳化区域碳化程度的影响并不相同,在碳化反应稳定区内碳化反应程度与孔隙水饱和度正相关,而在非稳定区内碳化反应程度与孔隙水饱和度负相关。研究成果为深入分析混凝土碳化特性奠定了基础。     

环渤海平原区咸水源热泵系统对含水层孔隙结构变化的影响

针对环渤海平原区地下咸水层孔隙结构与矿物构成的特殊性,通过物理模拟试验,结合胶体稳定性理论,揭示咸水源热泵系统运行过程中引起咸水介质堵塞的诱导机制,探索咸水层孔隙结构的变化规律。研究结果表明:在含水介质的机械组成与孔隙结构相近的条件下,将咸水层原砂渗流砂柱与人造含水介质渗流砂柱进行比较,咸水层原砂渗流砂柱中各渗流单元相对渗透系数K/K0的变化时间相对滞后,试验结束时,两类渗流砂柱的K/K0分别为82.6%,109%,累计释放颗粒的质量分别为121,169 mg;利用CT扫描技术发现,在渗流试验过程中,咸水层孔隙结构呈现出非均质性的变化规律;由于含水层中的微小颗粒具有显著的胶体性状,因此含水层中颗粒间的静电作用力会使这些颗粒的稳定性得以增强;颗粒矿物构成与形貌特征是造成咸水介质孔隙结构变化的主要影响因素。     

混凝土导热系数与其饱和度及温度的关系

在已有混凝土导热系数影响因素研究成果的基础上,以普通混凝土、泡沫混凝土、植物纤维陶粒混凝土、棉花秸秆石膏混凝土四种不同混凝土为研究对象,采用QTM-500导热测试仪分别对四种混凝土不同饱和度时不同温度下(-30~20℃)的导热系数进行试验,并分析不同饱和度下各混凝土导热系数随温度(-30~20℃)的变化规律,最后采用压汞仪对四种混凝土的孔隙率、孔径分布等参数进行测试,从微观孔隙角度深入分析各混凝土导热系数随温度的变化规律。结果表明,各混凝土的导热系数与其饱和度呈显著的正相关性,干燥状态下,四种混凝土的导热系数随温度变化不显著;饱和状态下,各混凝土导热系数在一定温度范围内会发生突变,当超出温度敏感区域后,各混凝土的导热系数基本趋于稳定值;在试验温度范围内,混凝土导热系数变化规律与其孔隙参数有关。该研究结果可为寒冷地区大体积混凝土结构、建筑节能混凝土的导热系数试验及分析提供参考。     

双对数平面内砂岩颗粒料孔隙比-应力曲线变化规律

为探究灰白砂岩颗粒料在侧限压缩情形下孔隙比—应力(e-p)曲线变化规律及其数学表达,设置砂泥配比、干密度及含水率三因素共11种方案,得到各方案下砂岩颗粒料的e-p曲线,并将e-p曲线与双对数坐标指数模型曲线进行对比,评价模型理论e-p曲线与砂岩颗粒料试验曲线吻合程度。试验结果及模型分析表明,不同砂泥配比时,双对数坐标指数模型颗粒料e-p曲线变化趋势与试验曲线一致;不同干密度时,当轴向应力处于0~0.8MPa时,该模型曲线与试验曲线吻合程度较高;不同含水率作用下砂岩颗粒料试验e-p曲线呈相互穿插形态,当应力处于0.4~1.6 MPa且含水率高于6%时,模型孔隙比理论值大于试验值。可见基于标准砂不同初始孔隙比建立的双对数坐标指数模型对不同干密度砂岩颗粒料e-p曲线数学表述吻合度较高,与不同砂泥配比及初始含水率的e-p曲线吻合度较低。     

海上风电三筒导管架基础地基土的抗液化性能研究

针对海上风电三筒导管架基础开展振动台试验,主要研究地基土的超孔隙水压力和加速度,并利用有限元软件ADINA对海上风电三筒导管架基础地基土在地震作用下的动力响应进行数值模拟,将试验结果与数模结果进行对比,发现二者吻合较好。进一步选取3种不同烈度的地震进行有限元模拟,主要分析其超孔隙水压力和加速度的分布规律,结果表明三筒导管架基础筒内土体的抗液化性能高于筒外土体,筒壁底端附近为液化高风险区,三筒导管架基础的上部荷载作用及环箍效应对地基土的抗液化性能有提高作用。     

冷却边界下变孔隙多孔介质燃烧特性研究

针对天然气等高热值气体燃烧氮氧化物排放高和多孔介质烧蚀问题,设计开发了变孔隙多孔介质燃烧试验系统,研究了不同燃烧器内芯结构的孔隙排列方式及冷却空气流量对燃烧温度及污染物排放的影响。结果表明：积木式结构外环孔密度呈阶梯状排列比呈均匀型排列更有利于热量沿燃烧器径向传递;积木式结构的内芯孔密度呈阶梯状排列时,有利于提高燃烧室下游的温度;随着冷却空气流量的增大,冷却空气吸热量所占燃烧放热量的比例由23.62%增至70.87%,尾部烟气带走热量占燃烧放热量比例由71.65%降至21.63%,CO排放升高,NO排放最低降至3mg/m3。     

干法烟气脱硫反应的分布孔隙特性研究

实验测试分析了脱硫反应过程中孔隙结构变化特性，揭示出脱硫反应过程中固体微观孔隙结构变化特点和规律及其对反应转化率的影响，提出了考虑孔隙结构变化的分布孔隙模型，成功描述和分析了脱硫过程动态特性，给出脱硫反应动态和最终转化率，与实验结果较好地相一致。得出了初始孔隙率决定最终反应转化率，孔隙结构分布控制反应过程特性的结论。     

不同饱水强度灰岩应变及微观孔隙分布特征研究

为揭示饱水强度对灰岩应变和微观孔隙分布特征的影响,对四组灰岩进行了强制饱水试验、单轴压缩试验、压汞试验,测得了应力—应变和压汞曲线。结果表明,与低饱水试样相比,高饱水灰岩的压密阶段相对延长而弹性阶段相对缩短;饱水强度显著降低了灰岩脆性而未对破坏类型造成较大影响,以剪切破坏为主;随饱水强度增加,平均峰值强度和平均弹性模量分别呈指数和对数衰减,闭合应力呈指数增加;进汞量—孔径曲线呈三次函数变化,小孔隙区域、中孔隙区域和大孔隙区域的孔径分界点为2 000、30 000nm,中型孔径孔隙决定孔隙度和损伤程度;单位质量进汞体积累计量随饱水强度呈一阶指数增加。     

循环孔隙水压后的混凝土动态损伤特性研究

利用10MN大型多功能静动力三轴仪对经历不同循环孔隙水压(0、1、3、5、7 MPa)作用后的混凝土进行不同应变速率(10~(-5)、10~(-4)、10~(-3)s~(-1))下的压缩试验,分析其力学特性,并基于改进的能量法损伤表达式研究了不同应变速率对混凝土损伤发展的影响。结果表明,当应变速率较低时,混凝土的峰值应力、峰值应变随循环孔隙水压力值的增大呈减小趋势,损伤曲线比较分散,且增加循环孔隙水压力混凝土损伤将提前;当应变速率较高时,峰值应力、峰值应变呈现不同程度的上升,曲线较为集中,增加循环孔隙水压力使混凝土的损伤发生滞后。     

具有智能化特征的安全稳定分析与控制决策技术

安全稳定预警与控制辅助决策是智能电网调度技术支持系统不可缺少的应用类功能。在分析安全稳定分析与控制决策计算工作特点的基础上,提出安全稳定分析与控制决策支持智能化的主要特征：自动化和自适应性。介绍了自动化的安全稳定分析计算技术,包括输入数据准备、任务执行和输出结果的自动化处理;阐述了自适应电网运行工况、外部环境和硬件运行状态的安全稳定分析技术,包括调整应用功能的输入数据和妥善处理安全稳定性交互影响,以及根据分析计算任务要求动态优化调度计算资源。这些技术已用于安全稳定综合防御系统,提高了分析结果的适应性和分析计算的效率,在电网运行规划、计划安全校核、超短期安全态势预测、调度操作安全校核和在线分析与控制等电网调度运行管理中发挥作用。     

过热器再热器爆漏事故的原因分析及对策

过热器、再热器爆漏事故严重影响了锅炉机组的安全性和经济性,而造成过热器、再热器爆漏事故的主要因素有超温爆管、磨损、高温腐蚀、热疲劳、质量失控等。通过对这些因素的主要原因和爆口特征的分析,提出了一些过热器、再热器爆漏事故的防治措施。     

Hydrophilic and hydrophobic materials and their applications

Wettability of a material’s surface plays a significant role in how fluids interact with such surfaces. Wetting behavior is universal but can vary depending on the chemical nature of the solid and liquid phases. Plants and animals adapt to their environment by having evolved special properties. These properties are such as hydrophilic and hydrophobic. Hydrophilic surface has a strong affinity to water and spreading of water on such surface is preferred. The degree of hydrophilicity of the substance can be measured by measuring the contact angle between the liquid and solid phases. Hydrophobic materials are known as non-polar materials with a low affinity to water, which makes them water repelling. A contact angle of less than 90° indicates hydrophilic interaction where as an angle greater than 90° indicates a hydrophobic interaction. More recently, superwetting such as superhydrophilicity has been receiving an increased focus in the literature due to its potential significance. Superhydrophilic surface has a contact angle of less than 5°.

The fabrication of hydrophilic materials can be carried out in two main ways: depositing molecules on surfaces or modification of surface chemistry. Both methods have been successful historically in achieving their intended purposes. Hydrophobic and superhydrophobic materials can be produced with many fabrication methods such as layer-by-layer assembly, laser process, the solution-immersion method, sol-gen techniques, chemical etching, and Hummer’s method.

The applications of such an important property are significant. For example, hydrophilic surfaces can be used in anti-fogging applications, biomedical, filtration, heat pipes, and many others. Hydrophobic and superhydrophobic materials have been successfully applied in many sectors, such as: (I) the removal of petroleum from aqueous solutions, (II) applied to plastic, ceramics, and mesh to contribute to the oil removal from aqueous solutions, (III) hydrophobic layers have a strong self-cleaning effect on plastics, heat pipes, metals, textiles, glass, paints, and electronics, (IV) hydrophobic layers improve the anti-freezing behavior of heat pipes which prevents unwanted build-up and (V) they function as a water and dust protecting coat on electronics.

The presence of this property is historic but there is still a huge potential for development for its applications in many sectors such as water treatment, heat transfer applications, biomedical devices, and many more.     

Defect and impurity diagnostics and process monitoring

The review focuses on four areas of defect and impurity diagnostics: (i) the determination of parasitic resistances, (ii) quantum efficiency analysis including light-beam-induced current measurement systems which use spectrally resolved currents to determine local recombination in solar cells, (iii) methods to determine the recombination properties in solar cell precursors and (iv) techniques suitable for the recognition of the type of impurity or defect, which is responsible for increased recombination. In general, emphasis is on those methods, which are capable of delivering spatially resolved information. The use of the specific metastability features of a defect for its identification is exemplified. In addition, carrier lifetime spectroscopy methods utilising the temperature or the injection dependence of defect recombination are outlined.     

Hydrogen and electricity from water and light

Four self-driven photoelectrochemical hydrogen producers: n-TiO₂/p-CdTe, n-TiO₂/p-GaP, n-SrTiO₃/p-CdTe and n-SrTiO₃/p-GaP were constructed and examined in 1 M NaOH. the current-potential curves of the individual electrodes and the current-cell voltage relationships were measured. Cell current-density measurements versus time demonstrated that the output of each cell is stable for at least 12 h. the n-SrTiO₃/p-GaP cell under xenon light irradiation was the most efficient at 0·7 per cent. the n-TiO₂/p-GaP cell was estimated as the most efficient under solar light at 0·1 per cent. the stability of p-CdTe and its energy gap of 1·5 eV make it a prospect for use as a photocathode in future photoelectrochemical hydrogen producers.     

Exploring electrocatalytic stability and activity of unmodified and platinum-modified tungsten and niobium nitrides

Transition metal nitrides are interesting electrocatalytic support materials that have similar structure to their carbide counterparts while avoiding associated issues with carbonaceous overlayers resulting from carbide synthesis. This may allow for more intimate contact between the nitride substrate and metal-modifier to promote synergistic effects. In this work, tungsten nitride (WN) and niobium nitride (NbN) thin films were synthesized and evaluated for their stability across a wide range of potential-pH values. Low loadings of Pt were deposited on the nitride thin films and were evaluated for the hydrogen evolution reaction (HER) activity in acid and alkaline electrolytes. The observed activity trends correlate well with the hydrogen binding energies obtained from density functional theory (DFT) calculations. Pseudo-Pourbaix diagrams were generated for WN and NbN to aid in catalyst selection for other electrocatalytic reactions.     

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗

阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。     

能源的开发利用与节能

在节能与环保问题成为当今全球性重要研究课题的情况下，笔者对中国能源的现状、新能源开发问题和在用车辆的环保节能问题进行了研究探讨。认为我国应加大开发可再生能源、核能源的力度，开发城市生活垃圾的新能源，找出在用柴油车实现环保节能的一些新措施。     

我国能源投融资现状及面临的机遇与挑战

本文分析讨论了我国能源投资规模、融资渠道的变化;能源融资机制与体制的历史沿革;以及当前我国能源投融资所面临的机遇与挑战。研究最后指出,当前我国能源行业面临的挑战主要有以下几个方面,在投融资监管机制、法律法规体系完善、金融市场发育程度、能源市场化程度、投资渠道和资金结构等方面都存在很大的挑战。     

国内外能耗监测控制管理理论与实践

能耗监测是能源管理中的重要环节,国外不少国家在这方面都进行了积极的努力,制定了一些相关政策,并取得了一部分研究成果.我国于上世纪90年代初就出台了关于能耗监测的有关规定,2007年颁布的《单位GDP能耗监测体系实施方案》规定了能耗监测的主体、主要内容和指标.工业、交通运输和建筑是我国三大“耗能大户”,因此能耗监测研究和管理实践也主要集中在这三个领域.信息技术的发展为工业企业的能耗监测提供了基础平台,运用计算机信息技术对能耗实行现代化管理,成为企业实现信息化管理、降低成本的一种重要手段.道路交通约占我国交通运输业能耗的75％,因而对道路交通能耗的监测是交通运输业能耗监测的主要任务,而对机车能耗的监测是铁路运输能耗监测的主要内容之一.建筑能耗监测主要针对大型公共建筑,通过信息化手段进行信息采集及能耗监测.目前有关能耗监测的研究还处于起步阶段,尚未全面展开,能耗监测技术还不成熟,监测设备也不齐全.今后除了要继续探索能耗监测技术以外,还应重点加强对主要行业能耗监测控制管理体系的研究.