流化床内干化污泥燃烧污染物排放特性研究

采用小型电加热流化床焚烧实验台, 对干化污泥燃烧的污染物排放特性进行了研究. 实验通过改变干化污泥中水的质量分数(7.3%, 28.4%和41.5%), 不同的炉膛温度, 石灰石的添加以及污泥和煤混烧等多种工况对污染物的排放特性进行了研究. 研究结果表明, 当污泥含水质量分数由41.5%降为7.3%, CO和N2O的排放质量浓度分别提高了一倍和四倍; 相反, 丙烷、己烷和苯胺等有机污染物的排放质量浓度明显下降, NOx的排放质量浓度降低了70%; 煤对污泥燃烧二恶英的排放有明显抑制作用, 并且二噁英的排放质量浓度和HCl的质量浓度有很明显的关联; 此外, 石灰石能促进NOx生成, 但抑制N2O生成, 而对二恶英的排放质量浓度几乎没有影响     

大型电厂锅炉NOx排放特性的支持向量机模型

为了降低大型电厂锅炉NOx的排放,并对燃烧进行优化和控制,应用支持向量机算法建立了大型四角切圆燃烧电站锅炉NOx排放特性模型,利用NOx排放的热态实炉试验数据对模型进行了训练和校验,并对支持向量机算法模型中的参数g和C的选择进行了较深入的探讨,定性地分析了模型参数g和C的变化对模型预测能力的影响,获得了最佳的模型参数.利用该模型对不同实验工况下NOx的排放作出了预测,结果说明采用支持向量机算法建模达到了比较准确的预测效果,与其他建模方法相比具有泛化能力好、计算速度快的优点.     

基于操纵平稳性的液压挖掘机轨迹规划方法

以既能达到良好的轨迹规划精度,又有优良的操纵平稳性为目标,提出了一种挖掘机器人的智能轨迹规划方法.以挖掘姿态角为优化变量;油缸进程和加速度梯度为双目标;位置盲角和最佳切削范围为约束建立优化数学模型,采用遗传算法寻找最优值.对3种规划策略：被动修正法、主动调整法和智能规划法进行了行程和速度梯度对比,结果表明,采用优化规划方法可以大幅减少液压系统冲击和振动,使挖掘机操纵更加平稳.     

基于回卷恢复的数控系统实时容错调度策略

针对数控系统对时间确定性和可靠性的要求,建立混合关联任务集描述模型,提出了基于回卷恢复机制和最佳优先（BF）算法的容错调度策略.该策略对数控系统关键任务的执行过程进行周期性分段验证,通过保存正确的检查点状态,使得出现瞬时故障时任务可以从检查点开始继续执行,从而以较低的计算损失达到容错的效果.与传统的实时容错调度算法相比,基于回卷恢复机制的容错调度策略能很好地适用于数控系统多类型任务并存和任务间相互约束的特点,同时,通过降低错误恢复所需的时间开销,有效地提高了系统的资源利用率.该算法应用于数控系统的有效性在实例分析和算法模拟研究中得到验证.     

制造/再制造模式下的产品精度建模研究

分析了制造/再制造模式下的产品精度信息特点, 将公差项目分成互参考公差和自参考公差2大类, 以TTRS为理论基础, 在产品模型中增加了公差信息描述; 研究了功能失效与精度散失的关系, 分析了再制造零件精度模型的建立过程, 提出了制造/再制造模式下产品精度建模过程; 采用该建模方法对发动机活塞和汽缸内壁组成的圆柱副进行了实例研究,给出了该圆柱副的产品公差模型, 并将仿真分析获取的圆柱副精度散失信息添加到产品公差模型中,形成制造/再制造模式下的发动机汽缸运动副产品精度模型; 该建模方法能够为产品制造/再制造提供所需的各种信息, 并能方便地在CAX系统中实现.     

有效弹性模量法在大跨斜拉桥稳定计算中应用

为了确立大跨度斜拉桥结构的稳定设计法,提出了按有效弹性模量法计算弹塑性分支失稳方法.通过对跨度1 400 m的斜拉桥模型计算分析,验证了有效弹性模量法在大跨度斜拉桥稳定验算中的适用性及其计算精度.在此基础上进一步讨论了活载布置位置对结构弹塑性稳定强度和失稳特性的影响.结果表明,应用有效弹性模量法能够精确地推算出结构的弹塑性失稳强度;大跨度斜拉桥的轴力由恒载起支配作用,活载分布位置的改变对稳定强度影响十分有限,考虑与不考虑活载分布影响的计算结果相差不到10%,按满布活载的工况可以推算大跨度斜拉桥结构的最小稳定强度.     

超大功率固态激光器的介质温度场分析

利用有限元分析的方法,对在二极管抽运的超大功率（10~100 kW或更高）Nd3＋:GGG板状激光器的热稳态（CW）和热容量 (Heat Capacity)两种工作模式中的激光晶体的温度场分布,及其随工作时间变化情况进行了模拟分析,为热透镜效应提供了详尽的基础数据.研究表明,在热稳态模式下,加大冷却气体的流速可以改善晶体温度分布,减小热透镜效应,但改善程度有限;在热容量模式下,激光的发射和冷却过程在时间上分离,减小晶体应力和光学畸变,改善了输出激光质量.尺寸为10 cm×10 cm×2 cm单片晶体在26.6、38.6、53.2和66.5 kW的抽运下,晶体最高温度分别为70.6、93.6、121.0和146.8 ℃,准连续工作时间分别为7.8、8.5、9.0和12.4 s,该结果与实验测量相符合.由此得到：在热容量模式中,单片厚度为2 cm的Nd3＋:GGG输出功率面密度的极限为170~200 W/cm2.     

大规模环境下基于激光雷达的机器人SLAM算法

为解决大规模环境下机器人的同时定位和地图构建(SLAM)问题,提出一种基于Rao Blackwellised粒子滤波器的SLAM算法. 通过选取稳定且易于区别的特征点,发展了一种基于全局约束的数据关联方法,有效地减少了误匹配的概率;采用改进的粒子分布预测函数,提高了粒子滤波器的性能.实验结果表明,该算法具有较低的计算复杂度,精度也比较高,能够有效地解决大规模环境下的机器人SLAM问题.     

基于位置和程度指标的结构损伤识别研究

为提高结构损伤识别的精度,提出基于动、静态数据融合的位置指标和完全基于频率的位置指标,并采用学习速率自适应调整的新型BP神经网络学习算法,其特点是在网络迭代过程中根据网络学习误差来调整学习速率的取值,该方法有效地克服了传统BP网络学习过程中容易陷入局部极小和收敛速度慢、学习效率不高的缺点,进一步讨论了参数输入方式对网络识别效果的影响,分别采用两步诊断法和一步诊断法进行损伤识别.结果显示,两步诊断法对损伤位置和程度的识别正确率较高,而一步诊断法识别效果却不令人十分满意;减少位置指标和程度指标的输入个数对损伤识别结果有显著的影响.     

保单调插值的奇异混合三角/双曲B样条

为了使得插值曲线保单调,设计了两类新的平面参数曲线及其保单调插值算法.计算奇异混合函数,把三角/双曲多项式B样条曲线与奇异多边形通过奇异混合函数混合,无需解方程组或繁琐的迭代,得到自动插值给定平面点列且C2(或G1)连续的带形状参数的复合曲线,尤其能得到摆线、螺旋线、双曲线、悬链线等各类超越曲线.通过把插值曲线的导矢分量转化为类Bernstein多项式,并且利用Bernstein多项式非负的充要条件,得到插值曲线单调的充要条件,获得形状参数合适的取值范围. 该方法简单方便,所得参数范围保证了插值曲线保单调.     

Influences of Catalytic Combustion on the Ignition Timing and Emissions of HCCI Engines

The combustion processes of homogeneous charge compression ignition(HCCI)engines whose piston surfaces have been coated with catalyst(rhodium or platinum)were numerically investigated.A single-zone model and a multi-zone model were developed.The effects of catalytic combustion on the ignition timing of the HCCI engine were analyzed through the single-zone model.The results showed that the ignition timing of the HCCI engine was advanced by the catalysis.The effects of catalytic combustion on HC,CO and NOx emissions of the HCCI engine were analyzed through the multi-zone model.The results showed that the emissions of HC and CO(using platinum(Pt)as catalyst)were decreased,while the emissions of NOx were elevated by catalytic combustion.Compared with catalyst Pt,the HC emissions were lower with catalyst rhodium(Rh)on the piston surface,but the emissions of NOx and CO were higher.     

废气再循环对柴油机性能影响的试验研究

通过废气再循环（ EGR-Exhausted Gas Recirculation ）可以有效地降低柴油机的氮氧化物（ NOx）排放。但是废气具有一定的热作用和化学作用,因此EGR会对柴油机燃烧过程和排放物的生成造成影响。本文基于4 D20柴油机,重点开展了不同的EGR率对柴油机性能影响的研究。分析试验结果发现,随着EGR率的增大,燃烧滞燃期增长,缸内压力和缸内温度降低,放热率峰值降低,热效率下降;NOx排放随着EGR率的增大而急剧下降;soot排放随着EGR率的增大而增大;CO和HC排放随着EGR率的增大而增大。     

燃油添加剂对柴油机排放影响的试验研究

柴油机的扩散燃烧方式会产生较高的烟度排放,在燃油中加入少量的燃油添加剂能够改善燃烧过程降低排放.通过在柴油中添加微量的金属添加剂铈(Ce),并在发动机台架上进行实验,研究了Ce对柴油机排放的影响.实验表明,随着Ce的体积分数由5.0×10-5逐渐增加到1.0×10-4,在整个试验转速区间,HC逐渐降低,最多降低41.6％;在低速区,CO降低,最多降低23.4％,在中高速区,则基本与原机相同;在整个试验转速区间,NOx均高于原机,最多增加18.7％,烟度在低速区低于原机,最多降低36.5％,在中高速区则与原机基本相同.     

甲醇/柴油双燃料发动机超低排放集成控制试验研究

在一台非道路共轨柴油机上增设一套甲醇喷射系统,实现了甲醇/柴油双燃料燃烧模式,在非道路国Ⅳ排放法规稳态八工况(NRSC)测试条件下,利用尾气分析仪和FTIR对比研究了纯柴油模式和双燃料模式的排放特性,并系统分析了DOC+DPF+SCR后处理系统对双燃料发动机尾气排放的转化效率。试验结果表明：甲醇/柴油双燃料燃烧模式的NO_x和Soot排放明显低于纯柴油模式,而CO、HC、甲醇和甲醛排放却高于纯柴油模式;经过后处理系统后,对CO和HC排放的转化效率高于99%,同时NO_x和Soot的平均降幅分别为84%和90%,而双燃料模式的甲醇和甲醛排放能够被高效氧化,平均净化效率在90%以上。NRSC测试结果表明双燃料发动机加装DOC+DPF+SCR后CO、HC、NO_x和PM比排放指标均低于非道路国Ⅳ和欧Ⅴ排放法规限值。     

氧化催化器对生物柴油发动机性能影响的试验研究

对4100QBZL柴油机燃用柴油和生物柴油并安装氧化催化转化器（DOC）后进行了试验研究.结果表明：燃用生物柴油后,外特性和负荷特性下动力性和经济性有所下降,CO、HC和碳烟的排放均显著降低,而NOx的排放略有上升;加装DOC后,外特性和负荷特性下动力性和经济性变化不大,CO、HC和碳烟的排放明显降低,NOx也变化不大,但DOC对碳烟的转化率不如CO和HC;由于受温度影响DOC在负荷特性下的转化率不如外特性.     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料．在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0。柴油的性能对比试验．在不同转速和负荷下测定生物柴油与0^#柴油的动力性、经济性和排放特性．试验结果表明：与燃用0^#柴油相比，燃用生物柴油时发动机的动力性提高，有效能耗率降低，HC和碳烟排放大幅度下降，NOx排放增加，CO排放在中低转速时有所增大．     

直喷式柴油机起动过程排放历程分析

柴油机冷机起动排放高于热机起动,为了分析其排放的变化历程及形成原因,利用瞬时转速及燃烧测试系统,在直喷式柴油机上进行了冷机与热机起动对比试验。试验结果表明,冷机起动整个过程中供油量较高,导致冷机起动总体排放量比热机高。冷机起动初始期失火循环和燃烧不完全循环以及过渡期滞后燃烧循环较多,导致这两个阶段的HC和CO排放明显升高。降低起动供油量,减少在起动初始期和过渡期产生的不完全燃烧和失火循环,是降低柴油机起动过程排放、进行燃烧过程优化控制的重点。     

Numerical investigations on HCCI engine with increased induction induced swirl and engine speed

Homogeneous charge compression ignition(HCCI) mode of combustion is popularly known for achieving simultaneous reduction of NOx as well as soot emissions as it combines the compression ignition(CI) and spark ignition(SI) engine features. In this work, a CI engine was simulated to work in HCCI mode and was analyzed to study the effect of induction induced swirl under varying speeds using three-zone extended coherent flame combustion model(ECFM-3Z, compression ignition) of STAR-CD. The analysis was done considering speed ranging from 800 to 1600 r/min and swirl ratios from 1 to 4. The present study reveals that ECFM-3Z model has well predicted the performance and emissions of CI engine in HCCI mode. The simulation predicts reduced in-cylinder pressures, temperatures, wall heat transfer losses, and piston work with increase in swirl ratio irrespective of engine speed. Also, simultaneous reduction in CO2 and NOx emissions is realized with higher engine speeds and swirl ratios. Low speeds and swirl ratios are favorable for low CO2 emissions. It is observed that increase in engine speed causes a marginal reduction in in-cylinder pressures and temperatures. Also, higher turbulent energy and velocity magnitude levels are obtained with increase in swirl ratio, indicating efficient combustion necessitating no modifications in combustion chamber design. The investigations reveal a total decrease of 38.68% in CO2 emissions and 12.93% in NOx emissions when the engine speed increases from 800 to 1600 r/min at swirl ratio of 4. Also an increase of 14.16% in net work done is obtained with engine speed increasing from 800 to 1600 r/min at swirl ratio of 1. The simulation indicates that there is a tradeoff observed between the emissions and piston work. It is finally concluded that the HCCI combustion can be regarded as low temperature combustion as there is significant decrease in in-cylinder temperatures and pressures at higher speeds and higher swirl ratios.     

混氢汽油机排放特性的试验

在一台加装了电控氢气喷射系统的汽油机上,在发动机1 400 r/min的条件下,对混氢汽油机排放性能进行了试验研究.试验结果表明:适当增加过量空气系数有利于改善混氢汽油机的HC、CO与NOx排放;在理论过量空气系数附近,混氢后发动机CO排放有所升高,但稀燃条件下混氢有利于改善汽油机HC与CO排放;减小点火角后,混氢汽油机HC与NOx排放有所降低;随着进气压力的升高,HC与CO排放得到明显改善.     

燃料着火性对增压中冷柴油机瞬态工况排放的影响

应用自行开发的瞬态工况控制系统及排气采集装置,试验研究了不同着火性的燃料对车用增压中冷柴油机瞬态工况下排放特性的影响。研究结果表明,适当提高燃料十六烷值可有效降低HC和NOx排放。在稳态工况下,十六烷值由40增加到66时,在1800 r/min低负荷工况下HC排放降低62%;对于CO排放及消光烟度,十六烷值存在一个最佳值。瞬态工况排放与稳态工况存在明显差异,在恒转速增负荷工况下,随着负荷的增加,HC和CO排放及烟度迅速上升,然后降低趋于一稳定值,且随着瞬变率的增大,CO排放和消光烟度峰值上升;增加燃料十六烷值,可明显降低中等转速增负荷工况下的CO和HC排放及消光烟度;在高速增负荷工况下,十六烷值为66和55,燃料的排气烟度基本相近。