聚光太阳能温差发电装置性能分析与试验

为提高太阳能温差发电装置的热电转换效率,该文设计聚光太阳能温差发电装置,利用槽式抛物面反射聚光镜进行聚光,经集热体转换为热能后提高温差发电器(thermoelectric generator,TEG)热端温度,冷端采用扁平热管作为传热元件,利用水冷散热,增大TEG冷热端温差,提高装置输出功率及热电转换效率。对装置建立能量转换平衡方程,通过数值计算分析不同太阳辐射强度对热损失、光热转换效率及热电转换效率的影响。为解决多个热电模块串联在一起,无法使每个模块都工作在最大功率输出状态,从而导致整体输出功率降低的问题,采用集中-分布混合式最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT),试验结果表明,经过MPPT后装置能很快达到最大功率输出点,且输出功率稳定,运行30 min输出功率增加3.2 W。搭建了装置的性能测试平台,对基于槽式抛物面反射聚光与扁平热管水冷散热的聚光太阳能温差发电装置进行试验研究,结果表明,随着冷却水流量的增加装置输出功率得到提高,当冷却水流量达到8 L/min后,输出功率趋于平缓;随着温差的增大装置的最佳匹配负载逐渐增加。装置的全天性能试验表明,试验期间装置最大输出功率为30.1 W,平均输出功率27.8 W,试验期间发出电量222.4 W·h,热电转换效率最大为5.4%,装置最大效率4.1%,该装置在远程传感器供电和微功耗供电等领域具有广阔的应用前景。     

不同施肥方式下滩涂围垦农田土壤有机碳及团聚体有机碳的分布

通过在苏北滩涂地区开展田间试验,研究了不同施肥处理(不施肥、施农家肥、商品有机肥、无机肥)对滩涂地区围垦农田土壤有机碳及团聚体有机碳的影响。结果表明,与对照相比,不同施肥处理均能明显增加0~30 cm土层土壤有机碳含量和有机碳密度,施农家肥增加幅度最高,增加值分别为0.66 g kg-1和0.07 kg m-2。试验地区水稳性团聚体以5 mm和0.25~0.5 mm为主,含量分别为37%~57%和13%~20%;随着土层深度增加,5 mm团聚体含量降低,0.25~0.5 mm团聚体则增加;农家肥能显著增加5 mm团聚体含量,同时降低0.25~5 mm团聚体含量。团聚体中有机碳含量表现为,除0.25~0.5 mm团聚体外,5 mm至0.5~1 mm团聚体之间,粒径越小,有机碳含量越高,其中0.5~1 mm团聚体有机碳含量最高,为6.83 g kg-1;与其他处理相比,农家肥的施用能明显增加各粒级团聚体中有机碳含量。试验地区土壤有机碳含量与5 mm团聚体及其有机碳含量极显著正相关(p0.01),而与0.25~5 mm团聚体负相关(p0.01或p0.05)。     

黄河三角洲典型潮滩湿地土壤硝态氮和铵态氮的空间分布特征

运用地统计学方法研究了黄河口滨岸潮滩湿地土壤中硝态氮和铵态氮的空间分布格局。结果表明,潮滩湿地土壤NO3--N和NH4+-N的水平变异性在不同土层差异较大,较高的水平变异性主要与其在潮滩湿地良好水分条件下较为活跃的物理运移特性有关;潮滩湿地表层土壤NO3--N的水平分布具有明显的空间结构,符合高斯模型,并具有中等程度的空间相关性;自然结构因素在引起NO3--N空间异质性中的贡献占优,随机因素的影响相对较小;表层土壤NO3--N的空间变异性以向低潮滩延伸且受潮汐涨落影响较大的方向最大;潮滩湿地表层土壤的NO3--N具有明显的空间分布格局,表现出向低潮滩延伸方向形成明显斑块低值区,边缘则形成斑块高值区的特征。微地貌特征和潮汐微域物理扰动强度是导致空间异质性的两个重要随机因素,而水盐条件、土壤类型和潮汐物理扰动是3个重要结构因素。     

潮汐灌溉模式下不同营养液对辣椒幼苗生长的影响

为了培育辣椒壮苗,在潮汐灌溉模式下筛选适合辣椒穴盘育苗的营养液,探讨不同营养液在辣椒穴盘育苗上应用的可行性,以国塔166为试材,以草炭、蛭石（体积比3∶1）为栽培基质,进行试验研究。试验采用6种营养液配方,通过测定株高、茎粗、干鲜质量、壮苗指数、叶绿素含量、光合参数、根系活力、根系形态等指标,筛选最优营养液配方。结果表明：Arnon和Hoagland 番茄配方处理辣椒幼苗的株高、茎粗、地上鲜质量、地上干质量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、壮苗指数、根尖数等指标均最高,其中壮苗指数分别较日本山崎番茄、Hoagland和Arnon、华南农业大学、Rothamsted、日本山崎甜椒配方高出44.44%、62.50%、30.00%、116.67%、62.50%。综上可知,Arnon和Hoagland 番茄配方是潮汐灌溉模式下辣椒穴盘育苗的最佳配方。     

基于 EDEM/FEM 耦合算法平垄过程仿真

针对目前华北地区温室起垄栽培种植模式在旋耕作业时造成牵引机行走困难、耕作阻力大、平整度差、耕深一致性差的问题,设计了 1 种四头螺旋式弯刀与螺旋叶片组合布置的平垄装置。应用离散元方法建立垄结构土壤模型,选取土壤颗粒接触模型并设定仿真参数。在不同作业参数下利用 EDEM 软件对平垄过程仿真,得到平垄装置最优工作参数组合,在该参数下进行模拟仿真,并导出仿真过程带状螺旋叶片受到土壤颗粒的应力结果。基于 EDEM/FEM 耦合算法对带状螺旋叶片强度进行校核,结果表明该零件受到的等效应力波动小,平垄过程比较平稳。     

基于感官评价及GC-MS结合OPLS-DA分析热杀菌对蟠桃汁呈香品质的影响

【目的】 通过解析热杀菌对蟠桃汁呈香物质的影响,结合多元统计模型探究热杀菌过程中蟠桃汁风味品质劣变主要靶点因素,为高品质蟠桃汁风味品质的调控提供理论基础。【方法】 以新疆4种主要的蟠桃品种（‘早露蟠’（ZLP）、‘早蟠’（ZP）、‘瑞蟠1号’（RP1）、‘瑞蟠18号’（RP18））为试材制备果汁样本,在85℃条件下加热处理30 min。利用电子鼻、描述性感官评价及GC-MS分析分别对其热杀菌前后样本的电子鼻响应值、感官特性及香气组成进行分析,在此基础上结合正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）模型中VIP值筛选蟠桃汁热杀菌前后标志性差异物。【结果】 描述性感官评价及电子鼻结果表明,4个品种蟠桃鲜汁香气虽存在差异但均呈现较高的清香、桃香、花香及果香,而热杀菌对蟠桃汁香气品质的影响极大,主要表现为清香显著下降,同时甜香、异味及蒸煮味突显。蟠桃汁的香气组成主要为酯类、内酯类、醛类、醇类、酮类、烯烃类及呋喃类物质;热杀菌后醛类（己醛、(E)-2-己烯醛）、酯类（乙酸乙酯、乙酸己酯）及萜烯类物质（柠檬烯）含量显著下降,而具有不良气味属性的物质（戊醛、α-松油醇、β-大马士酮等）显著增加。由OPLS-DA模型中的S-Plot图及VIP值筛选到可区分鲜汁与热杀菌样本的10种标志性差异物,包括醛类、酯类、萜烯类3大种类物质及(E)-2-己烯醛、己醛、乙酸乙酯、苯甲醛、柠檬烯、乙酸己酯、乙酸叶醇酯7种挥发性物质,该结果验证了感官评价及GC-MS分析的准确性。【结论】 热杀菌导致蟠桃汁清香感丧失严重且产生异味及蒸煮味;己醛、(E)-2-己烯醛、苯甲醛、乙酸乙酯、乙酸己酯、柠檬烯、乙酸叶醇酯7种挥发性物质含量的下降及不良属性物质如戊醛及β-大马士酮的生成是导致热杀菌蟠桃汁清香感丧失、异味及蒸煮味产生的关键因素;基于电子鼻分析、感官评价及GC-MS检测结合PCA/OPLS-DA多元统计分析方法可以准确评价热杀菌对蟠桃汁香气轮廓的影响并追踪热杀菌蟠桃汁风味品质劣变的关键靶点因子,研究结果为后续深入探究蟠桃汁风味品质劣变机制提供了参考。     

东中国海潮汐能分布数值模拟研究

潮汐能是一种可再生、绿色无污染且蕴藏量巨大的可再生新能源,潮汐能资源分布特征的研究对于我国潮汐能的开发利用具有十分重要的现实意义。当前潮汐能资源的调查较多为对离散点资源的分析统计,缺少对潮汐能资源进行连续全海域的计算研究,为了了解全海域资源的分布,本研究建立了东中国海潮波运动数值模型,数模结果与各沿岸测站以及前人基于实测数据给出的同潮图均吻合较好。在此基础上结合数值模拟结果和近年发布的国家标准评估了东中国海潮汐能资源技术可开发等级、潮汐能理论平均功率和年蕴藏量等的空间分布规律。结果表明受月球轨道变化的影响,各验潮站年平均潮差变化周期(约19年)和相位均相等而变幅则各不相同;东中国海大部分海域平均潮差较小,为潮汐能资源贫乏区,但朝鲜半岛西岸、杭州湾和台湾海峡等小部分海域平均潮差达4.5 m以上,为潮汐能资源丰富区或较丰富区,其潮汐能理论平均功率和年蕴藏量可达2×10³kW/km²和2×10⁸kWh/(a·km²)以上;浙江福建和苏北沿海较大部分海域平均潮差达3.0～4.0 m左右,主要为潮汐能资源可利...     

雷州半岛徐闻红树林植物群落的结构和动态特征

为揭示不同潮位红树林群落结构及动态规律,本文对雷州半岛徐闻官曹红树林群落的物种组成、物种年龄结构和多样性等群落特征进行了分析.结果表明:离岸高潮位和和中潮位均为白骨壤+红海榄群落,低潮位为白骨壤群落,反映随潮位的降低,群落物种数逐渐减少,白骨壤种群在各潮位均为优势种,具较宽生态位,而次优势种群红海榄则只分布于中高潮位,生态位相对较窄.白骨壤和红海榄在所出现的潮位中,其幼苗和苗木均较多,年龄结构均属于增长型.各群落物种多样性Simpson指数(D)、Shannon(H)和Pielou均匀度指数(J)的大小顺序关系均为中潮位的白骨壤+红海榄群落＞高潮位的白骨壤+红海榄＞低潮位的白骨壤群落.隐含着高潮位物种竞争剧烈,均匀度较小,中潮位物种关系稳定,均匀度较大,低潮位物种受环境严重胁迫表现适生选择性.白骨壤和红海榄在所出现的潮位中,种群格局均属于集群分布,反映其典型的胎生红树特征.     

滩涂水产养殖池复垦种稻短期内土壤特性变化及水稻产量表现

为探明滩涂水产养殖复垦区种稻短期内土壤特性变化及水稻产量表现,选择复垦区荒地（0Y）作为对照,设置种稻1年（1Y）、2年（2Y）和3年（3Y）处理田块。结果表明,与0Y田块相比,种稻后在0~20cm土层中,电导率（EC）、pH、孔隙度、NH₄⁺、NO₃^?、速效钾和土壤水溶性有机碳（WSOC）/土壤有机碳（SOC）均有降低趋势,容重、SOC、总氮、WSOC和C/N均有增加趋势;在20~40cm土层中,EC、NH₄⁺、NO₃^?、SOC、总氮、WSOC、WSOC/SOC和C/N均与在0~20cm中有相似的变化趋势。随种植年限增加,0~20cm土层中,SOC、WSOC、有效磷和C/N均有增加趋势,速效钾和WSOC/SOC均有降低趋势;同时,1Y、2Y和3Y田块SOC含量相比0Y田块分别提高了32.18%、34.67%和111.03%,WSOC含量相比0Y分别提高了15.90%、11.82%和