具有执行器容错的汽车主动悬架系统有限频率H∞控制

本文研究了一类具有执行器容错的主动悬架系统有限频率H_∞控制问题.运用广义的Kalman-Yakubovich-Popov(KYP)引理,设计了有限频率H_∞控制器.该控制器不仅能够最大程度地减少路面在4～8 Hz范围内对乘客的影响,还能够保证汽车的悬架行程和车轮的动静载之比在它们允许的范围内.因此所设计的有限频率H_∞控制器不仅能够保证汽车驾驶的舒适性还能够保证汽车驾驶的安全性.为了解决系统状态不完全可测的问题,本文采用了动态输出反馈控制器策略.除此之外,在控制器的设计过程中还考虑了主动悬架系统的参数不确定性以及执行器随机故障的现象.最后,本文基于四分之一汽车主动悬架系统验证了控制器的有效性.     

基于O2/CO2气氛的煤粉燃烧性能研究

采用热重分析法研究富氧燃烧(O_2/CO_2)气氛、O_2体积分数和煤粉活性对褐煤、烟煤、无烟煤3种煤粉燃烧性能的影响,并进行分温度区间的燃烧反应动力学分析。结果表明:褐煤和无烟煤发生非均相着火,烟煤发生均相-非均相着火;相比空气气氛,O_2体积分数相同的O_2/CO_2气氛下煤粉的着火温度和燃尽温度升高,燃尽时间延长;在O_2/CO_2气氛下,当O_2体积分数增大时,煤粉着火温度和燃尽温度降低,燃尽时间缩短;相同气氛下,煤粉活性显著影响其着火和燃尽;根据综合燃烧特性指数判断,增大O_2体积分数显著改善了煤粉的燃尽特性;在低温区,煤粉燃烧属于0.3级反应,在高温区则为1～2.5级反应。     

生物炭辅助水电解制氢的特性

利用H型电化学池,在低温下研究稻壳水热生物炭（HB）和热解生物炭（PB）辅助水电解制氢的特性,采用电化学工作站对炭浆液进行LSV、EIS以及产氢特性测试,并结合XPS、FTIR、BET、XRD和SEM表征,分析两种生物炭的电化学反应特性,并探讨了生物炭理化性能对其氧化过程的影响规律。结果表明：HB中丰富的—OH基团使得阳极起始电位非常低,而PB有良好的孔隙结构和高比表面积,因此在较高阳极电位（>1.2V vs. MSE）下的反应活性较强;生物炭浆液的溶液电阻和电荷传递电阻随着反应温度的升高而减小;生物炭氧化反应活化能随着阳极电位的增高呈下降趋势;硅酸盐成分对生物炭氧化有一定阻碍作用,PB酸洗后表面官能团暴露有利于其氧化且使电流密度增大,但酸洗会清除HB中易氧化基团,导致其电流密度下降;相同条件下PB较HB的产氢率更高。     

超声波辅助萃取油泥回收原油的试验研究

针对舟山地区油轮产生的油泥,采用超声波辅助萃取法对油泥进行处理,回收原油.实验研究了超声波频率、超声波功率、水浴温度、超声波作用时间等参数对萃取效果的影响.试验结果表明：相对于其他频率,28 kHz的超声波频率更有利于提高油泥的原油回收率;当水浴温度从25 ℃升到55 ℃时,原油回收率从93.89%增加到97.60%;当超声波功率从0提高到600 W时,原油回收率从75.71%提高到97.55%;当超声波作用时间为15 min时,原油回收率即可达到最大值.通过试验得出超声波辅助萃取的最佳工况为：15 min,150 W,28 kHz,55 ℃.在此工况下,油泥含油率从处理前的51.74%降低到1.25%,原油回收率为97.58%.与传统的萃取法(原油回收率为80.05%)相比.超声波辅助萃取法的原油回收率提高了17.53%.     

热化学硫碘循环制氢系统研究进展

热化学硫碘循环制氢是目前最有前景的制氢方法之一。为了提高产氢效率,众多学者对硫碘循环制氢系统进行了优化。对热化学硫碘循环制氢系统及其各单元研究进展进行了综述,讨论了本生反应中水和碘的用量问题、相分离问题,以及硫酸分解与碘化氢分解反应的反应环境和反应催化等问题,并对目前研究该循环的部分团队的实验结果和流程计算进行了对比。     

碳氢辅助水电解制氢研究进展

氢是理想的能源载体,制氢方法中较环保的方式为电解水制氢,但电解水制氢能耗高,用碳氢物质辅助水电解可降低能耗。本文围绕该制氢方法的研究进展进行综述,主要包括碳氢辅助水电解的原理、电解池结构设计及优化、电解过程的实验研究和计算模拟等。目前该制氢方法的瓶颈主要在电极材料上,Pt、Pd、Ru和Ir等贵金属的使用提高了制氢成本,未来研发方向应该在Ni等廉价金属或非金属复合材料上;在电解过程中气泡的产生会增大电解电压,导致能耗提高,如何更好地排出气体也将是今后研究的重点;在建模方面,三维模型相比于二维模型能更好地体现物质运动规律。     

污水污泥水热炭化处理研究进展

高含水率是制约污水污泥处理处置的关键因素之一。水热炭化(Hydrothermal carbonization,HTC)是处理高含水物料的有效手段。本文综述了污泥水热炭化机理,对水热炭化固体产物——水热焦(Hydrochar)的脱水干燥特性、燃料及燃烧特性、气化特性、氮磷元素的迁移转化机理、重金属迁移转化机理和典型污水污泥水热炭化工艺能量进行分析。基于吉布斯自由能最小化原理,研究了水热炭化温度和水热炭化时间对水热焦气化特性的影响,发现在200℃和30 min时,碳转化率和冷煤气效率分别达到93.9%和64.38%,水热焦气化特性最佳。最后指出,在污水污泥协同水热炭化、磷形态准确分析及定向转化、水热焦气化机理和耦合水热炭化的污泥气化/焚烧工艺能量、经济和环境评价等方面急待开展研究,最终为实现污泥的减量化、能源化和清洁化高效利用提供科学指导。     

基于HI电解的新型硫碘循环制氢系统流程模拟及计算

为了简化热化学硫碘循环制氢流程,构建了基于HI电解的新型硫碘循环制氢系统。通过建立HI电解过程的数学模型和自定义模块,利用Aspen Plus软件对该系统进行流程模拟,计算系统质量与能量平衡,评估系统热效率,进行灵敏度分析。结果表明:该系统H₂和O₂的产出率分别为10 L/h和5 L/h。在考虑废热回收的情况下,系统的最高理论热效率为31.1%;通过灵敏度分析发现,HI电解部分的耗电量随着质子传递数t₊的增加而降低,硫酸分解转化率和精馏塔塔顶采出率变化对硫酸分解部分能耗的影响显著。     

罐底油泥黏度特性及降黏措施

利用HAKKE VT550旋转黏度计对罐底油泥的黏度特性进行了研究,筛选出合适的黏度模型,分析比较了加热(20～60℃)、添加表面活性剂(曲拉通X-100)水溶液(质量分数为0.5%)和添加溶剂(正戊醇和120^#溶剂油)对油泥黏度的影响。结果表明,由于罐底油泥包含大量固体颗粒,在0～600 s^-1剪切速率范围内,具有塑性流体和假塑性流体的双重特性,Casson模型为最适合的黏度模型,拟合决定系数为0.986。在3种降黏措施中,将样品加热至50℃与20℃下添加质量分数为10%的表面活性剂水溶液均可使油泥黏度下降50%,样品流型向假塑型转变。掺入溶剂的降黏效果优于前两者,最佳效果为在20℃、300 s^-1剪速下,添加质量分数为10%的120^#溶剂油,黏度下降达90%,样品流型向牛顿型转变。     

污水污泥水热炭化过程中磷的迁移转化特性

利用SMT方法研究了污水污泥水热炭化固体产物中磷的赋存形态和分布。结果表明，水热炭化处理可以使污泥中的有机磷（OP）转化为无机磷（IP）。在实验条件范围内，污泥中的磷主要富集在水热焦中（R_TP＞70%），且主要以无机磷（IP）形态存在。延长水热炭化时间或升高水热炭化温度，污泥中无机磷（IP）和非磷灰石无机磷（NAIP）均呈逐渐升高的趋势，而且水热炭化温度的影响程度显著大于水热炭化时间。水热炭化时间对磷灰石无机磷（AP）的影响不明显，但AP含量随水热炭化温度的升高而略微升高。结合XRD谱图分析发现，105℃烘干污泥中主要存在磷酸铝盐和磷酸铁盐两种含磷化合物；水热炭化处理促使焦磷酸盐转化为正磷酸盐，且磷在水热焦中基本以最稳定的正磷酸盐形式存在。该研究结果可为污泥的资源化利用及从污泥中回收磷资源提供理论参考。