射流活性污泥絮凝——沉降动力学与工艺设计

本文将射流活性污泥混合液固—液分离行为解析为活性污泥絮凝和固—液沉降分离两个单元过程,建立了活性污泥絮凝动办学模式与混合液沉降动态效应方程,揭示出射流活性污泥絮凝—沉降的内在规律,提出二沉池主要功能区的动力学工艺设计原理与方法。     

基于分形理论的有机高分子絮凝

在改性天然高分子絮凝剂（CSAX）处理同时含Cu^2＋和高岭土的悬浊液的废水絮凝实验中,显微镜照片研究显示絮凝体的表面和内部具有高度不规则性,絮凝体的形成过程具有分形特征.通过实验研究絮凝体的特性和分形维数之间的关系,分析了絮凝体的分形特征,在原水浊度为100 NTU,pH值为5.0,Cu^2＋的浓度为25 mg/L,CSAX的投加量为30 mg/L的条件下,CSAX的絮凝效果最好,形成絮凝体的分形维数为2.0.证明可以通过监测絮凝体的分形维数来控制絮凝过程.     

基于分形维数的絮凝效果定量化试验

研究了水力条件、物理化学条件等因素对絮凝体分形维数的影响,用聚合氯化铝做絮凝试验,观察絮凝体的电镜照片并计算了絮凝体的分形维数,结果表明,当水力停留时间从低于标准停留时间的20.00%逐渐增加到超过33.30%时,絮凝体的分形维数数值从低于标准值的5.13%逐渐增加到高于标准值的16.03%;絮凝剂投加量最佳时分形维数最大,投加量不足时分形维数的数值下降了17.06％～33.15％,投加量过量时分形维数的数值下降了22.65%~35.63%;实验表明絮凝体的分形维数与絮凝条件有显著的相关性,可以作为絮凝效果定量化研究的参数。     

壳聚糖絮凝中药水提液的温度效应

利用壳聚糖为絮凝剂对薄荷水提液进行净化除杂处理,主要考察不同温度下的絮凝效果.以絮凝去除率和黄酮损失率为评价指标,明确温度对絮凝过程的影响,并用动力学方法对絮凝速度进行分析.结果表明：在20～30℃范围内利用壳聚糖处理薄荷中药水提液就可得到很好的絮凝效果,絮凝去除率可达90%以上,而黄酮损失率低于15%;随着温度的升高,絮凝效果下降,且有效成分损失增加.30～40℃是絮凝反应比较稳定的范围,受温度变化影响不大,此范围外,随着温度的升高初始絮凝速度和最大絮凝速度都显著增加,温度变化对絮团形成阶段的影响大于对絮团成长阶段的影响.     

高岭土剪切絮凝除铁机理的研究

本文对高岭石、赤铁矿－油酸钠体系的物理化学行为进行了研究，借助矿物表面电性及红外光谱的研究结果，通过计算固体微粒间的各种相互作用势能对高岭土剪切絮凝除投机理进行了探讨。     

初始湍流强度与耙架剪切对全尾砂絮凝行为的影响

资源绿色开采是矿业可持续发展的必然需求,随着深部井下开采技术的提高,充填采矿法已成为矿山开采领域必不可少的有效手段。尾砂絮凝脱水作为充填采矿法的核心,以深锥浓密机探究全尾砂絮凝沉降规律是目前全尾砂浓密理论发展的最前言技术,深锥浓密过程中给料井初始湍流强度与耙架转速是影响全尾砂絮团尺寸与沉降行为的关键因素。本文利用自制的智能连续浓密实验平台,对深锥浓密机内真实沉降环境进行模拟。结合高速摄像与粒子追踪技术,深入研究给料井内的絮团形成过程与沉降柱内的絮团沉降过程。采用Matlab及ImageJ分析软件,研究了给料井（高度10 cm,横截面直径分别为4、5、6 cm）内初始湍流强度对絮团尺寸的影响,分析了不同剪切环境下絮团沉降行为规律。研究结果表明,在固体絮凝剂单耗（20 g/t）、入料浓度（10%）和固体通量（0.1~0.3 t/h/m2）一定的条件下,给料井横截面直径分别为4、5、6 cm时,对应的最大初始湍流强度分别为28.66%、25.99%、23.16%;絮团尺寸随初始湍流强度的增加而先增加后减小;当初始湍流强度为25.99%时,全尾砂絮团尺寸达到最大6.21 mm。剪切作用可加速絮团的沉降,相同条件下,耙架转速为0时,絮团沉降速度为1.2 cm/s;耙架转速为4 rpm时,絮团沉降速度为5.32 cm/s;耙架转速为8 rpm时,絮团沉降速度为3.42 cm/s。     

结合分形理论的水泥絮凝研究

目的对水泥絮凝进行定量化研究,找出其微观结构与宏观性质的联系.方法用“激光颗粒分布测量仪”测试了不同水泥絮凝颗粒的粒度分布,分析了各絮凝颗粒的分形特征,探讨了分形维数与水泥比表面积、净浆流动度的关系.结果水泥絮凝颗粒的粒度分布具有很好的自相似性,属于典型的无规三维分形体;且分形维数越大,比表面积越大,水泥净浆流动度越小.结论用分形维数对抽象的水泥絮凝粒度分布进行定量描述是可行的,从分形维数可以推断出比表面积和净浆流动度等宏观性质的变化趋势.     

絮凝体的分形特征和致密型絮凝体形成

传统混凝条件下形成的随机型絮凝体具有分形特征．其分形维数Df与其密度函数ρ3∝dp^-Kp的指数Kp之间具有Df=3-K，的关系．通过建立分步成长絮凝体模型．讨论了在絮凝过程中逐次导入颗粒间的空隙率对絮凝体密度和构造的影响．模型参数分析的结果进一步证明了分步成长的絮凝体是一个典型的分形，其分形维数取决于空隙率ε和颗粒结合个数m．降低ε或提高m均有利于提高Df，使絮凝体由松散型向致密型过渡．脱水收缩和逐一附着模式是达到这一目的的两种操作模式．前者可以通过延长机械搅拌时间来实现，而后者通过造粒流化床实现．实验结果表明两种方式均能提高形成的球状颗粒的密度．但是前者所形成的团粒依然具有颗粒密度随粒径增大而降低的特点，其分形维数为2．40～2．47；而逐一附着模式所形成的团粒密度基本上与粒径无关．其分形维数接近于3．通过讨论造粒流化床操作条件．并将试验得到的致密型絮凝体密度和常规絮凝体密度进行比较．说明该方法实现逐一附着型絮凝体操作是促使絮凝体致密化的有效途径．     

絮凝动力学模型研究

水力条件在混凝过程中起决定性作用,应用流体动力学原理,研究絮凝颗粒接触碰撞动力致因及能量耗散,导出有效能耗的量级及絮凝动力学模型。     

微细粒钛铁矿和钛辉石的剪切絮凝浮选行为

通过矿物可浮性试验、粒径测试、光学显微镜测试、浊度沉降法和颗粒间相互作用的计算,对微细粒钛铁矿和钛辉石的剪切絮凝浮选行为进行分析.结果表明,适宜的搅拌强度和搅拌时间可提高微细粒钛铁矿和钛辉石的可浮性,搅拌强度对剪切絮凝的影响随颗粒疏水性的增强而变小,絮体粒径随搅拌强度的增加而明显增大.钛辉石形成的絮体主要为开放型的枝链状结构,而钛铁矿絮体枝链闭合,较为密实;矿物的剪切絮凝行为与矿物可浮性的变化是一致的,这两种矿物颗粒在捕收剂溶液中均能发生絮凝行为.     

基于分形维数的离线图像分割方法

为了能够提高图像分割的精度,提出了一种基于统计学和分形维数的图像分割方法,能够对自然景物中树木、道路和天空进行分割,并且可以应用于机器人导航的视觉系统.该方法首先通过统计大量的道路和树木和天空的分形维数(LFD),分析三者对应的LFD值分布特点,然后利用该特点对图像进行分割,最后对分割后的图像进行平滑处理,得到分割结果.实验结果表明:利用统计结果进行图像分割能够提高分割速率,而且使用分形维数作为特征能够得到比较精确的分割效果.     

基于断层影响因子与断层分维特征的断层突水危险性定量化分析

断层是诱发矿井突水事故的重要影响因素,新汶煤田受奥灰岩溶突水威胁严重,针对断层诱发突水问题,在系统总结新汶煤田矿井断层构造分布特征基础上,建立了断层对奥灰岩溶突水影响定量化分析体系。引入断层影响因子概念,对底板突水危险性进行了定量分析;采用非线性理论对煤矿地质构造发育特征进行定量化研究,揭示了矿井断层分维特征,提出了断层分维特征及其对突水影响危险性分区的原则及方法。采用断层影响因子等值线和断层分维等值线相互融合技术,得到新汶煤田协庄煤矿奥灰岩溶裂隙分布规律。根据不同单元岩溶的富水性,圈定出煤层突水危险区,对煤炭开采防治突水灾害具有指导意义。     

基于分形维理论的铣削振动特性实验研究

铣削加工属复杂非线性过程,其振动特性直接影响加工工件的表面粗糙度.文章以分形维理论为实验理论依据,计算工件振动信号的关联维数和盒维数,研究铣削加工振动特性.实验结果表明,铣削振动是一种混沌运动,振动信号具有分形特征;选择合适嵌入维数计算得出的关联维数反映工件表面粗糙度真实特征,关联维数可以作为检测表面粗糙度的一个特征参量;盒维数分布在很小范围内,表明铣削参数调整对工件振动的高频特性影响不大.     

基于分形盒维数与小波包能量的干扰识别方法

针对军用通信系统常见干扰的识别问题,提出一种基于分形盒维数与小波包能量的干扰识别方法。首先提取各种干扰的分形盒维数和两个小波包能量特征参数( Wpt5和Wpt7),将其作为分类识别的特征参数,然后采用基于二叉树的支持向量机(BT-SVM)多分类器实现干扰分类。仿真结果表明,所提取的特征参数均具有较好分离度和较强的稳定性,采用的BT-SVM法能得到较高的干扰识别率;并且该方法的识别效果总体上优于传统方法。     

利用VMD的双标度分形维数特征提取方法

为从机械振动信号中提取出有效特征进行故障诊断,提出一种利用变分模态分解(VMD)求取振动信号双标度分形维数的特征提取方法.变分模态分解通过迭代求解变分模型的方式将多分量的振动信号分解为若干个不同时间尺度的本征模态函数分量(IMF).在多维测度空间,某一时间段内多变量时间序列所占据的空间可以用多维超体体积进行度量.由于VMD得到的IMF本质上为多变量的时间序列,因此,利用IMF定义和计算多维超体体积,得到振动信号的时间尺度和多维超体体积的双对数曲线.根据分形理论和双对数曲线的突变点,对双对数曲线进行分段最小二乘线性拟合,定义并提取了振动信号的双标度分形维数特征.仿真结果表明,利用VMD方法估计分形维数的平均相对误差为4.71%,提高了分形维数估计的精确度.实测行星齿轮箱振动信号对比实验结果表明,利用VMD双标度分形维数特征能够更好地表征机械振动信号的分形特征,行星齿轮箱故障诊断准确率达到了100%.     

永磁同步电机控制系统PID参数在线辩识新方法

传统的PI控制器不具备参数在线辨识功能,这使得系统的性能达不到最优的控制。目前,PID参数在线辨识功能在高性能交流永磁伺服控制系统中受到越来越广泛的重视。根据速度环等效原理和经典控制理论,推导出了转动惯量的数学表达式及其与PI参数的关系,并结合查表法整定PI参数,算法简单,适用性较强。     

基于元分维理论的土地利用混合度研究——以榆林空港生态城控规为例

为研究土地利用混合度对出行方式选择的影响,提出了一种基于地理信息系统（geographic information system,GIS）的度量土地利用混合度的相互作用法,通过提取不同土地利用类型之间的公共边线并赋予相应的权值,进一步定量计算各交通小区土地利用混合度;利用居民出行调查数据,借助STATA软件研究不同土地利用混合度指标对出行方式选择的影响,并以天水市为对象进行了具体研究.结果表明：相互作用指标对居民出行行为的解释性优良,土地混合利用有助于引导居民选择非机动化出行方式,研究结果对小城市规划和交通政策的制定具有指导意义.

     

基于扩散动力学的电化学生物传感器的设计

为解决电化学生物传感器在液流式小样品检测时,由于微反应器腔体通道高度对电极双电层及扩散动力学的影响,造成测量不稳定的问题,提出一种新的电化学生物传感器.以小样品通道流体动力学及扩散动力学的分析为基础,推导静止液体非稳态扩散过程平面电极扩散层最小厚度,以此为依据设计制作2种不同腔体高度的葡萄糖氧化酶电极微反应器,与开放式无腔的葡萄糖氧化酶电极微反应器一起进行对比试验,实验结果证明,只有当腔体高度大于静止液体非稳态扩散过程平面电极扩散层最小厚度时,扩散作用在非稳态过程中不被外界干扰,酶促反应才能正常进行.