乳酸脱氢酶与葡萄糖脱氢酶偶联催化合成D-苯基乳酸

D-苯基乳酸(D-phenyllactic acid,D-PLH)是一种理想的天然防腐剂,具有广谱抗菌活性。实验构建了1株乳酸脱氢酶重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET28a-ldh,并对其诱导表达条件进行了优化。在最优条件下(当OD_(600)值达到0.8时,添加乳糖8 g/L,在28℃下诱导8 h),重组乳酸脱氢酶比酶活达到298.8 U/g(干菌体)。建立了乳酸脱氢酶和葡萄糖脱氢酶双酶偶联催化体系,并应用于苯丙酮酸钠还原生成D-苯基乳酸。对反应条件,包括温度、pH值、两重组菌质量比和葡萄糖浓度进行了优化,在最优反应条件下,D-苯基乳酸累积质量浓度达到18.03 g/L,时空产率为162.27 g/(L·d),ee99%。双酶耦联催化体系是D-苯基乳酸合成的有效工具,显示了良好的应用前景。     

Research on the energy consumption mechanism and characteristics of the gallium indium tin liquid metal arcing process

For high-voltage direct current(HVDC) power grid transmission with higher voltages, the energyconsuming branch of the DC circuit breaker is required to dissipate huge energies of more than megajoules in a short time in the case of a fault and short circuit. The requirements for huge volume and weight are difficult to meet with energy-consuming equipment based on Zn O. In this paper, a new energy consumption method is proposed based on gallium indium tin(GaInSn) liquid metal in the arcing process...     

高压直流下激光触发空气间隙放电的实验研究

随着激光诱导等离子体和空气放电应用结合的日益紧密,激光诱导放电的基本物理过程也得到了广泛的研究。围绕直流高压条件下的纳秒激光诱导放电,研究了不同实验条件(激光入射方式、激光焦点位置)对击穿延时和抖动的影响,并利用ICCD快速照相观察了等离子体的发展过程。结果表明:激光径向入射时,激光焦点偏电极侧有利于击穿延时和抖动的降低;相同激光能量条件下,间隙电压由35 kV提升至45 kV,平均击穿延时由108μs降为4.8μs;相对于径向入射,轴向入射激光烧蚀电极表面并发射电子,可诱导产生一条平直的放电等离子体通道,间隙的平均击穿延时达到亚μs量级(800 ns)。     

激光诱导等离子体光学诊断方法研究综述

激光诱导等离子体是多种工业应用领域的研究热点,然而到目前为止人们对其基本物理过程的认识仍不完善。为此,综述了当前常用的激光诱导等离子体的光学诊断方法,从自辐射探测、关键参数计算、空间折射率分布等角度,分别从原理和技术方面介绍了基于ICCD和条纹相机的可见光快速照相、发射光谱分析、激光阴影/纹影成像、激光干涉、以及汤姆逊散射等方法,并比较了不同诊断方法的优缺点。结合激光诱导等离子体自身的特点,分别指出了使用不同诊断方法时值得注意的地方,以及使用激光阴影、纹影和干涉成像时对激光探针参数的选择依据。给出了几种实验诊断方法的典型结果,并进行了结果的分析与讨论。结果表明:快速照相技术有助于获得直观的等离子体演化图像,而可见光谱诊断则可较为方便的定量获得等离子体特征参数;通过使用激光探针了等离子体的折射率场,有助于进一步分析其空间密度分布;而发展汤姆逊散射诊断技术,则能够获得更为准确和丰富的等离子体微观信息。需要注意的是,当利用可见光谱诊断技术计算分析等离子体参数时,要考虑特定时空环境下等离子体热平衡态的影响;使用激光探针诊断等离子体的折射率场时,要根据具体的等离子体对象选择合适的激光波长、能量、脉宽等探针参数。在未来的研究中,通过综合运用快速照相、空间光谱诊断和激光探针技术,可望进一步深入掌握等离子体中多组分粒子行为以及微观热平衡态的时空演化关系。     

电弧作用下浸铜碳材料烧蚀过程的数值模拟

电弧侵蚀是影响浸铜碳材料使用寿命的关键因素之一。首先,将电弧等效为高斯分布的热源,基于热传导理论和流体理论,考虑材料相变,探讨了浸铜碳材料的温度变化过程、材料发生相变的熔化-凝固过程;接着,分析了液体表面张力是烧蚀熔池流动的主导因素,影响材料内部的温度分布;最后,考虑浸铜碳材料的蒸发升华,求解了材料表面的形貌及温度分布。仿真研究结果表明:电弧作用下,浸铜碳材料相变形成熔池域,电弧熄灭后,熔池域继续扩大一段时间才逐渐减小;熔池表面散热较内部散热快。液体表面张力导致熔池表面流动,进而加快材料表面散热。电弧持续作用下,浸铜碳材料表面逐渐形成烧蚀熔池和烧蚀凹坑。烧蚀熔池的半径和深度随着时间的变化近似线性增长,材料表面烧蚀凹坑处的温度最高,其值在碳的升华温度附近波动。     

Research on dynamic characteristics of arc under electrode relative motion

The relative motion of the electrodes is a typical feature of sliding electrical contact systems. The system fault caused by the arc is the key problem that restricts the service life of the sliding electrical contact system. In this paper, an arcing experimental platform that can accurately control the relative speed and distance of electrodes is built, and the influence of different electrode speeds and electrode distances on arc motion characteristics is explored. It is found that there are t...     

基于探头超声声场特性的受电弓碳滑板内部裂纹检测研究

受电弓滑板内部裂纹会对其服役性能造成不良影响,甚至危害列车行车安全,然而,针对受电弓滑板内部裂纹的检测方法研究尚未具体展开。探头选择是影响裂纹检测的重要因素,本文通过超声检测方法对受电弓滑板内部裂纹进行检测研究,根据瑞利积分理论,结合受电弓滑板的几何参数、声学性能、探头和耦合剂的特性参数,建立了超声波在受电弓滑板内部传播的基于pencil法修正的瑞利积分模型,研究了在不同探头频率、探头直径下受电弓滑板内部的声场分布规律,确定了探头参数的选择范围,比较了单裂纹和多裂纹情况下探头参数选择的差异。研究结果表明:探头频率应选择在2MHz以下,探头直径应选择在12mm以下,单裂纹和多裂纹条件下探头参数的选择有所不同。研究结果为受电弓滑板内部裂纹探头的选择提供了一种科学、便捷的方法,提高了滑板内部裂纹检测的精确性,为其内部损伤程度的评估提供了理论依据。     

带载工况下降弓电弧磁流体建模分析

带负载降弓会造成大电流电弧严重烧蚀弓网系统材料,甚至导致接触线断裂等事故。为了分析降弓电弧动态特性,建立了降弓电弧二维轴对称磁流体动力学模型。采用固定电导率以及LTE-diffusion近似方法处理阴极鞘层和阳极鞘层,使用动网格方法模拟降弓过程,研究了降弓速度、电弧电流对电弧特性的影响。研究结果表明:降弓过程中接触线底部和受电弓滑板顶部存在高气压区域,降弓电弧最高气压约为800 Pa;加快降弓速度可以加速降弓电弧的熄灭,减轻降弓对弓网材料的烧蚀;降弓速度对于降弓电弧电压的变化起主导作用。研究结果为进一步研究降弓电弧侵蚀接触线的热过程以及降弓电弧烧蚀防护奠定了基础。     

纵向气流对电弧稳定性的影响

电弧作为能量传输媒介在焊接、冶金、电接触等领域得到广泛关注与应用。实际工况下,干扰气流无法避免,导致电弧弧根跳跃、弧柱弯曲,电弧的稳定性大幅下降,严重影响了其应用的可靠性。基于上述问题,引入纵向气流,对干扰气流作用下的电弧稳定性进行调控。通过搭建实验平台与仿真模型,定量分析了纵向气流速度、电极间隙对电弧稳定性的影响。结果表明:纵向气流可以限制电弧弧根位置,降低电弧电压波动,提高电弧的稳定性;随着电极间隙的增大,电弧稳定性变差,采用纵向气流对电弧稳定性进行调控的难度提升;纵向气流速度与电弧电压波动存在“U型”关系,随着纵向气流速度的增大,电压波动程度总体呈先减小后增大趋势。