煤矿开采的发展方向

二十一世纪工业革命的竞争突出表现为能源的竞争,我国石油、天然气资源贫乏,煤炭资源相对丰富,但是随着国民经济的增长,人民对能源的需求量越来越大,资源整合、深部开采、煤炭气化、煤炭的清洁开采、企业的转型势必成为煤矿开采的发展方向。综述了目前煤矿开采的现状,并在此基础上展望了未来煤矿开采行业的发展方向。     

基于matlab软件风力机叶片的数字化设计

本文以风力机叶片为研究对象,选用常用的NACA4412翼型,基于Glauert设计模型,利用matlab工具对一20KW风力机进行了叶片气动外形的设计,得到风力机叶片的外形参数。计算过程利用matlab能够简化繁琐计算便于修改参数,能够推广到其他产品的设计,为产品设计提供一定的依据。     

混合工质热声发动机起振及消振特性试验研究

基于驻波热声发动机,开展了热声发动机在不同安装倾角下起振及消振特性的试验研究。试验结果表明,热声发动机的安装倾角对热声系统的起振温度、消振温度等参数的影响程度与充注工质种类有很大关系。当系统中充注1 MPa氮气时,在试验的5种角度下,最高起振温度484℃,最低起振温度428℃。当系统充注1 MPa氦气时,热声发动机的起振温度和消振温度并无明显变化。该特性为选择合适角度和工质以降低系统起振温度提供了试验参考,并为太阳能驱动的热声发动机的设计和工质的选择提供了试验依据。     

常压下环己烯-环氧环己烷-环己酮三元系汽液平衡的测定、预测及关联

H2O2氧化环己烯制备环氧环己烷时会产生环己酮等副产物,同时还有未反应完的环己烯。为了获得较纯的环氧环己烷需采用精馏将副产物和环己烯分离出来,精馏提纯需要相关体系的汽液平衡数据,因此采用改进的EC-2汽液平衡釜测定常压(101.33k Pa)下环己烯-环氧环己烷-环己酮三元体系汽液平衡数据。利用二元系汽液平衡数据拟合得到的Wilson方程配偶参数预测该三元体系的汽液平衡数据,并以汽相组成的误差平方和作为目标函数,用Wilson方程关联实验数据,结果表明预测值及关联值与实验值偏差较小,可满足工程上分离设计的需要。     

类陨石坑表面类金刚石薄膜的制备及摩擦特性

为了提高DLC（Diamond-like Carbon）类金刚石薄膜与SAE1060碳素钢基材的结合强度,以延长发动机活塞环的使用寿命,研制了一种带有复合阳极的RF-DCCVD双电源化学气相沉积设备。利用锯齿结构的辅助阳极产生尖端放电,制备了具有微米类陨石坑非连续结构的DLC薄膜,并利用Ball-on-Disk摩擦评价试验机评价了薄膜的摩擦特性。着重研究了极间距S -T对薄膜表面类陨石坑密度的影响;最后利用拉曼光谱仪分析了薄膜结构和成分。结果表明：在同样的电压下,类陨石坑的密度随着电极间距的增加而减小,最佳电极间距S -T为40~60 mm,此时不仅具有比较适中的类陨石坑密度,对DLC薄膜的摩擦特性影响不大,而且具有较强的界面结合强度。当S-T为50 mm,施加载荷为3 N时,薄膜的破坏寿命达到了130万循环,比光滑表面的薄膜延长了30万循环。得到的结果显示微米类陨石坑非连续结构能够有效地释放膜内的残余压缩应力,延长SAE1060碳素钢基材上沉积类金刚石薄膜的使用寿命。     

D314树脂吸附钼的试验研究

采用D314树脂从钼精矿焙烧淋洗液中回收钼,探讨了D314树脂加入量、吸附温度、溶液pH值等因素对吸附过程的影响。结果表明,在pH=4时,吸附容量最佳;钼吸附为吸热过程,提高吸附温度,有利于钼的吸附;钼的动态吸附和动态解吸均采用20 mL/h流速,钼吸附率为96.63%,解吸率为98.81%。红外测试结果表明,10%的氨水溶液可以有效解吸负载树脂上的钼。     

扭转流换热器结构参数对流场和温度场的影响

建立扭转流换热器和弓形折流板换热器两种周期性全截面模型,采用计算流体力学方法对两种换热器的传热系数、阻力、综合性能进行了数值研究。分析了扭转流换热器管束支撑物类梯形导流板结构参数对换热器传热和流阻性能的影响。结果表明：导流板倾角和相邻两组导流板间距对扭转流换热器传热性能的影响显著,导流板宽度的影响次之,每组导流板的数量的影响较小。扭转流换热器优化结构,压降较弓形折流板换热器降低42.5%~46.9%,综合性能提高7.2%~14.1%。研究结果为管壳式换热器结构优化和强化传热提供了新方案。     

机械扰动强化气体水合物快速生成研究进展

气体水合物技术在天然气固态储运、CO₂捕获与封存等领域具有广阔的应用前景。高效快速制备水合物是水合物应用技术产业化的关键技术之一。从成核机理、相平衡、传热和传质等角度简述了气体水合物快速生成机理,回顾了常见的搅拌、喷淋和鼓泡等机械扰动强化气体水合物快速生成方法的基本原理和特性。依据强化传质传热领域内的新进展,进一步阐述了新型机械扰动强化气体水合物快速生成方法的基本原理和特性,重点综述了流化床、超声波、超重力、撞击流等技术的研究进展。从耗气率、水合物生成速率、总能耗、气体转化率等角度分析评价了各种机械扰动强化气体水合物快速生成方法的优缺点。总体来说,目前各种机械扰动强化气体水合物生成技术仍处于实验室阶段,传统的搅拌、喷淋和鼓泡强化技术生成速率较低;新型的流化床、超声波、超重力和撞击流等技术也存在各种不同的缺点,有待进一步优化改进。同时指出探究微观成核机理、开发新型易固液分离的气体水合物生成系统以及构建水合物反应器评价体系等是未来气体水合物快速生成相关研究中需要进一步解决的问题。     

豆浆灌根对土壤生物化学性状及烤烟质量的影响

近年来,烤烟豆浆（传统豆浆和酵解豆粕）灌根技术成为河南三门峡烟区的一项常规农艺措施。为揭示豆浆灌根对烟叶质量的影响及相关原因,采用盆栽和大田试验,分析了豆浆灌根对烤烟质量、烟株农艺性状、根系生长和土壤生物化学（酶活性、活性有机碳和土壤蛋白）指标的影响。结果表明,与对照相比,豆浆灌根对烤烟物理特性、化学成分、外观质量和感官品质等方面均有提升作用;豆浆灌根提高了中部叶长度和上部叶宽度,根表面积、根体积和根干重增加;豆浆灌根后土壤酶活性变化不大,土壤活性有机碳含量在灌根初期上升明显,土壤蛋白含量在灌根后较长时间内保持较高水平。因此,豆浆灌根后土壤蛋白和活性有机碳含量上升可能是烤烟根系干物质积累增加和烟叶品质提升的主要原因之一。     

中国磷资源的分级可持续开发利用

我国磷矿石平均含P₂O₅ 18%,其中中低品位磷矿占总储量的一半,且近2/3属于难选矿,而易选矿的磷灰石平均品位含P₂O₅ 6.7%,矿石量占总储量的18.52%,因此每选出1 t含P₂O₅ 30%的高品位磷矿,将产生4 t 以上的尾矿. 为延长磷矿使用寿命,郑州大学联合云天化集团开发了“郑州大学-云天化”磷资源可持续利用模式,其实质是采用不同的途径充分利用各种品级的磷矿,如通过选矿富集为含P₂O₅ 30%的商品磷矿,主要供给生产磷铵、磷酸;P₂O₅ 27%的磷矿用于无磷石膏排放的脲硫酸复肥的生产; P₂O₅ 14%~24%的磷矿可生产碱性熔融钙镁磷肥;磷矿顶板含钾页岩用于生产熔融磷钾肥;二次选矿得到的P₂O₅ 27%的磷矿用于生产过磷酸钙;二次尾矿可进一步加工成土壤调理剂;精制磷酸过程中的萃余酸用于生产包裹型缓释肥料等,有望使中国磷资源使用年限大大延长.