煤基高能量密度燃料的合成及表征

高能量密度燃料是为新型高性能飞行器提供动力保障的关键,其合成及应用研究具有重要的前瞻性和重大战略意义。煤炭是我国的主体能源和重要原料,通过煤直接转化获取的煤基油,充分保留了煤中特有的环状分子化学结构,具有良好的热安定性和较高的能量密度,被认为是高超音速飞行器的优选燃料。以煤直接液化工艺生产的煤液化石脑油馏分为起始原料,通过富集轻质芳烃、化学合成、催化加氢稳定和产物分离提纯等方法制备煤基高能量密度燃料,并对其产物进行分子结构表征和性能评价。结果表明,煤直接液化生产的石脑油馏分是一种优异的催化重整原料,经催化重整富集轻质芳烃后,其轻质芳烃质量分数高达71.05%。Diels-Alder化学合成主产物是由多个封闭环平面组成且具有空间立体构型的二环或三环烃类物质,质量分数为46.18%,因分子内存在较大的张力能,结构紧凑,其拥有更大的密度和体积热值。煤基高能量密度燃料的密度和体积热值分别为0.8990 g/cm3与38.06 MJ/L,均大大超过现行的国内石油基喷气燃料(RP-3和RP-6)、煤基大比重喷气燃料、美国和俄罗斯军用标准。与单一纯物质合成高能量密度燃料(JP-10和T-10)比较,其密度与体积热值偏小。究其原因主要是轻质芳烃的富集度仅为71.05%,需进一步提高其轻质芳烃质量分数。另外,制备的煤基高能量密度燃料种类复杂,其主产物质量分数仅46.18%,下一步可重点调控合成产物的分子构型和纯化分离。     

基于IHDR的自主学习巡检技术研究

针对无人机路径规划存在只适用于静态场景的问题,提出一种自主飞行巡检方法。利用增量分层判别回归(IHDR)树存储无人机飞行经验,通过当前位置矢量搜索IHDR树,得到飞行控制量。根据当前位置与期望位置的偏差调整输出控制量,实现人造目标的巡检。实验结果表明,与IHDR方法相比,该方法学习时间缩短12.2%,且具有较高的准确率,适用于无人机巡检。     

基于ZigBee背景噪声的被动室内人体感应系统设计

随着智能门锁的普及,传统插卡取电的方式已不再适用,利用室内人体感应设备判断房间是否有人存在为市场所需,但目前已有的感应器在精确度、适应性等方面存在不足,尤其不能实现低成本判断静止人体。针对这一问题,采用热释电红外、ZigBee和NB-IoT三大技术设计被动室内人体感应系统,融合两种探测手段,设置三种通信模式,采用模式判别算法,有效实现了对室内静止人员(包括睡觉情况)和运动人员是否存在的准确侦测,降低了系统功耗。侦测数据由NB-IoT无缝接入云平台,实现数据共享。测试结果验证了设计的可行性。     

陇东煤田沙井子矿区煤5特殊用煤类型初步研究

通过对沙井子矿区以往勘查钻孔煤岩煤质化验资料的分析统计,以及采样测试的基础上,详细分析了主采煤层煤5的煤岩、煤质特征。并编制了主要煤质指标的等值线分布图,论述了硫分、灰分、挥发分、氢碳原子比的分布规律,并参照特殊用煤的煤质评价指标体系对煤5的液化、气化特征进行划分,划分结果表明:沙井子矿区煤5原煤适合二级流化床气化,对该矿区煤炭资源的洁净高效利用具有指导意义。     

双馈风机风电场联络线出口故障方向判别

由于双馈风机风电场故障特性与传统同步机存在较大差别,因此传统方向元件应用于双馈风机风电场时存在适应性问题。针对双馈风机风电场存在的频率偏移、等值内阻抗不稳定和弱馈等特点,提出一种基于时域波形相似度的故障方向元件。根据推算的联络线对侧电压与保护安装处记忆电压波形的余弦相似度判断故障方向,能够有效解决双馈风机风电场出口故障方向判别存在的问题。在PSCAD/EMTDC中搭建典型的双馈风机接入系统,仿真结果表明,所提故障方向元件针对不同的故障类型均能有效判断故障方向。     

基于AspenHYSYS的LNG冷能利用系统设计

针对现有LNG冷能利用方式存在的投资大、需要产业聚集配套的问题,提出一种梯级利用LNG冷能发电和生产液氮的系统。采用Peng-Robinson方程计算法,借助Aspen HYSYS软件对设计的LNG冷能利用系统进行模拟计算,探究了LNG总流量和流量比对系统运行过程的影响。研究结果表明:该LNG冷能利用系统运行时氮气压缩机功率、膨胀机功率、发电机功率、系统净功率和液氮产量均与LNG流量和流量比呈线性关系,并且可以采用两种调节方式应对LNG流量的变化,通过计算得出该LNG冷能利用系统的火用效率为32.5%,证明了所设计LNG冷能利用系统的合理性。