离心泵作透平固液两相流动及磨损的数值模拟

为研究离心泵作透平内部固液两相流动特性,基于Euler-Lagrange模型,应用ANSYS CFX软件对一比转数为82的离心泵作透平进行数值计算,分别模拟颗粒直径为0.1,0.3,0.5 mm及初始体积分数为5%,10%,15%的9组不同工况,以揭示介质中固体颗粒对离心泵作透平运行的影响.计算结果表明:固体颗粒主要分布在叶片吸力面头部、前盖板壁面附近以及蜗壳尾部区域;当固体颗粒质量分数不变时,随着粒径的增大,叶片表面固相体积分数增大,叶片吸力面轮缘处出现了大量颗粒堆积,透平的扬程和功率上升,效率有所下降;当颗粒直径不变时,随着固体颗粒质量分数的增大,固体颗粒在叶轮流道内的分布出现向轮毂处延伸的趋势,堆积区域面积增大,透平的扬程和功率上升,效率变化不大.该研究扩展了液力透平设计方法,可为离心泵作透平设计提供一定的参考.     

基于热流固耦合的LNG低温潜液泵转子部件模态分析

利用UG对LNG潜液泵进行三维造型,再以ANSYS Workbench为平台,对LNG低温潜液泵的转子部件进行热流固耦合计算,得出流场对固体结构部分的热流固耦合力,把热流固耦合力作为预应力添加到转子部件上.分别对转子部件进行无预应力和有预应力作用下的模态分析,基于计算结果,提取了转子部件的前10阶模态,并把2种情况下的模态进行比较.结果表明:除了七阶、八阶振动为轴的摆动,其他各阶的振动变形都表现在叶轮上;添加预应力之后,转子部件的各阶振型没有发生变化,但每一阶的固有频率都有轻微的变化,预应力对转子部件各阶固有频率的影响很小;九阶和十阶的固有频率比较接近泵的3倍叶频,有发生共振的危险,需要对转子部件进行优化设计,使前3倍叶频都能远离各阶固有频率,从而避免泵在运行过程中发生共振;在预应力的作用下,转子部件的各阶振幅也都有小幅度的变化.     

宁夏中部半干旱带不同灌溉量下的禾豆混播效果

以紫花苜蓿(Medicago sativa)和沙打旺(Astragalus adsurgens)两种豆科牧草与无芒雀麦(Bromus inermis)、披碱草(Elymus dahuricus)、扁穗冰草(Agropyron cristatum)3种禾本科牧草为材料,在宁夏中部半干旱地区开展禾本科和豆科牧草单播及禾豆混播试验,设置3种水分梯度处理,即低灌溉量(484 mm)、中灌溉量(707 mm)、高灌溉量(1 160mm),对不同水分处理条件下单混播组合的产量、整株的碳同位素分辨率(Δ~(13)C)及光合作用参数等生理指标进行测定分析。结果表明,在宁夏中部干旱带有灌溉条件下进行禾豆牧草混播可以提高群体的产量和水分利用效率,其中沙打旺+披碱草混播组合产量及水分利用效率表现最好且Δ~(13)C值最高。不同水分处理对禾、豆牧草的株高、光合生理参数、产量及Δ~(13)C等有显著影响(P0.05)。牧草混播组合在高灌溉量时的产量、水分利用效率(WUE)及Δ~(13)C最高,低灌溉量条件下最低。在高灌溉量时Δ~(13)C、气孔导度(Gs)、叶温、株高等与产量和WUE的关系最为密切。因此,在高灌溉量时可将高Δ~(13)C作为筛选高产组合的标准,在低灌溉量时可将低Δ~(13)C作为筛选抗旱节水组合的理想指标。     

放牧强度对高寒草甸群落碳氮磷化学计量特征的影响

植被生态化学计量特征是高寒草甸生态系统稳定性的基础,但其对放牧管理的响应仍不清楚。为此,以2011年在青海海北高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸建立的不同放牧强度试验地为研究对象,于2014年植物生长季的5月-9月,通过测定禁牧(对照,CK)、轻度放牧(light grazing,LG)、中度放牧(moderate grazing,MG)和重度放牧(heavy grazing,HG)样地的地上植被生产力和植被群落结构及群落叶片碳(carbon,C)、氮(nitrogen,N)、磷(phosphorus,P)含量,研究放牧强度对高寒草甸群落生态化学计量的影响。结果表明,MG能显著提高地上生物量和优良牧草禾草类植物的生物量比例,C含量的变异均在MG处理下最大,此结果支持了中度干扰理论;重牧能显著提高群落叶片的N含量(P0.05);放牧管理对叶片P含量的影响无明显规律;禁牧有利于系统N和P的周转。本研究结果显示,适度的放牧强度有利于高寒草甸生产力的提高,而禁牧可能通过改变群落优势种增强系统的N、P循环强度。     

黄土高原不同粮草种植模式土壤碳氮及土壤酶活性

通过在陇中黄土高原半干旱区对苜蓿(Medicago sativa)-作物轮作地进行长期定位试验,探讨不同种植模式对土壤碳氮形态及其相关酶活性的影响。6种种植模式分别为苜蓿-苜蓿、苜蓿-休闲、苜蓿-小麦(Triticum aestivum)、苜蓿-玉米(Zea mays)、苜蓿-马铃薯(Solanum tuberosum)和苜蓿-谷子(Setaria italica)。结果表明,苜蓿-作物种植模式不利于土壤总有机碳的积累,而苜蓿翻耕后保持休闲则可维持较高的有机碳含量;与苜蓿连作相比,苜蓿-作物种植模式的土壤有机碳降低了1.60%~23.11%,全氮含量增加了3.81%~21.83%。不同作物对土壤养分吸收利用状况不同,进而引起土壤酶发生变化。与苜蓿连作相比,苜蓿粮食作物种植模式在降低土壤过氧化氢酶和蛋白酶活性的同时,提高了土壤硝酸还原酶活性;其中土壤过氧化氢酶活性和蛋白酶活性分别降低了5.20%~12.30%和15.03%~43.43%,硝酸还原酶活性提高了1.26%~28.79%。苜蓿连作和苜蓿-粮食作物种植模式间的土壤脲酶活性无显著差异(P0.05),但均高于苜蓿-休闲处理。相关性分析结果表明,土壤脲酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(P0.05),可作为衡量土壤肥力的指标。     

牛磺鹅去氧胆酸对佐剂性关节炎大鼠成纤维样滑膜细胞ICAM-1表达的影响

为了研究牛磺鹅去氧胆酸(taurochenodeoxycholic acid,TCDCA)对佐剂性关节炎模型大鼠成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes,FLS)中细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)表达的影响,采用qPCR与ELISA法检测了FLS中ICAM-1的表达量,结果表明,1×10~(-6)~1×10~(-4) mol/L TCDCA在基因与蛋白水平均能够显著或极显著抑制IL-1β刺激下FLS中ICAM-1的表达(P<0.05或P<0.01),且该抑制作用可被糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)阻断剂米非司酮(RU486)拮抗,提示TCDCA对佐剂性关节炎的治疗作用与抑制GR活性进而抑制ICAM-1表达有关。     

南方种养结合模式对冬季稻田净碳交换和不同土层活性碳氮转化的影响

为探讨不同利用模式下的冬季稻田土壤活性碳氮变化和系统净碳交换变化特征。本研究对冬闲(F)、单种黑麦草(R)、单种紫云英(M)、种黑麦草养鸡(RC)以及种紫云英养鸡(MC)的冬季稻田土壤微生物量碳氮、可溶性碳氮及系统净碳交换量进行了定量分析。结果表明,1)RC和MC短期内增加了系统净碳排放,在早稻播种前,白天总体表现为碳汇(RC为817.38 g/m²,MC为472.90 g/m²);且所有处理对CH₄表现为弱汇(3.06~22.88 mg/m²)。2)R和M固碳量显著高于F和RC、MC处理。3)RC,MC,R和M与F相比显著提高了土壤活性碳氮含量。4)虽然RC和MC土壤微生物量碳平均值低于R和M,但其土壤可溶性碳含量平均值更高。5)R, M, RC, MC提高了土壤有机碳含量,增加了土壤碳汇。综上所述,种养结合既提高了土壤活性碳氮,同时增加了冬季稻田系统固碳量。     

宁夏典型草原不同退耕年限草地植物-土壤生态化学计量特征

为了研究宁夏典型草原不同退耕年限草地优势植物及土壤 C、N、P化学计量特征,本研究以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象,分别对退耕0、1、3、5、6、8、11、15、20年草地优势植物及土壤碳、氮、磷等生态化学计量特征进行研究。结果表明,各植物全氮含量均表现为地上部分大于地下部分,且猪毛蒿整体全氮含量较其他植物高。全磷含量除赖草外也表现为地上部分大于地下部分。退耕1年狗尾草和退耕3年赖草有机碳含量表现为地下部分大于地上部分,其余各退耕年限地上部分大于地下部分。优势植物C∶N、C∶P、N∶P整体表现为退耕20年长芒草最大。赖草和猪毛蒿最小。退耕6年以上20年以内土壤有机碳含量由表层向深层逐层递减;全氮含量退耕0~6年呈波动式变化,退耕8年后全氮含量由表层向深层逐层递减;全磷含量变化趋势与全氮相同。研究区土壤C∶N变化范围为7.08~19.62,C∶P变化范围为6.60~35.25,N∶P变化范围为0.82~2.17。各层土壤C∶N平均值变化范围为11.18~15.03,C∶P平均值变化范围为14.09~24.55,N∶P平均值变化范围为1.06~1.98;除C∶N接近我国土壤C∶N均值外,研究区土壤C∶P和N∶P均低于我国土壤C∶P和N∶P均值。并且相应地表优势植物C∶N、C∶P、N∶P明显高于表层土壤。本研究中土壤C∶N与土壤有机碳之间相关性不显著,与全N呈负相关,意味着C∶N主要受N控制,而C∶P与有机碳呈显著正相关,与全P相关性不显著。土壤N∶P与土壤全N含量呈显著正相关,与土壤全P含量相关性不显著,说明主要受N控制,而土壤全N含量随退耕年限的增加呈波动式上升趋势。植物与土壤碳、氮、磷相关性显示:植物全N与土壤N之间相关性不显著(P>0.05),植物全P与土壤全N、全P呈极显著的相关关系(P<0.01),与土壤有机碳和N∶P呈显著的相关关系(P<0.05)。     

小兴安岭不同类型沼泽湿地土壤碳氮分布特征

[目的]研究小兴安岭不同类型沼泽湿地土壤碳、氮含量。[方法]以小兴安岭3种不同沼泽湿地为对象,研究柴桦苔草沼泽湿地、毛赤杨沼泽湿地和2003年排水造林沼泽湿地土壤碳、氮含量。[结果]3种湿地土壤有机碳(SOC)含量均随土层深度的增加而呈逐渐递减趋势,SOC含量的平均值分别为241.35、141.05、75.89 g/kg。在0~40 cm土层中,SOC含量在不同湿地类型之间存在显著差异,柴桦苔草沼泽湿地最高,显著高于毛赤杨沼泽湿地和03排水造林沼泽湿地(P0.05)。柴桦苔草沼泽湿地、毛赤杨沼泽湿地及03排水造林沼泽湿地的全氮(TN)平均含量分别为22.88、23.69、9.22 g/kg,柴桦苔草沼泽湿地和毛赤杨沼泽湿地的TN含量显著高于03排水造林沼泽湿地(P0.05),分别是03排水造林沼泽湿地的2.48倍、2.57倍。微生物生物量碳(MBC)含量由高到低依次为柴桦苔草沼泽湿地、毛赤杨沼泽湿地、03排水造林沼泽湿地,土壤剖面MBC含量均随土层深度的增加而呈递减趋势,在0~10和10~20 cm土层中,柴桦苔草沼泽湿地MBC含量显著高于毛赤杨沼泽湿地和03排水造林沼泽湿地土壤的含量(P0.05),20~40 cm土层中,柴桦苔草沼泽湿地和毛赤杨沼泽湿地MBC含量显著高于03排水造林沼泽湿地(P0.05)。3种不同类型的沼泽湿地微生物量熵在0.21%~0.58%,土壤微生物量熵的垂直分布规律不明显。[结论]该研究有助于深入了解小兴安岭森林沼泽湿地碳动态及对排水的响应,为森林湿地生态系统碳循环机制研究提供科学依据。     

纳帕海不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

[目的]探讨纳帕海区域土壤有机碳(SOC)在不同土地利用方式下的剖面分布特征及其与土壤含水量、容重的相关关系,为该区域合理高效利用土地资源提供科学依据。[方法]对猪拱地、农田、灌丛和森林4种土地利用类型的SOC分布特征进行研究。[结果]0~50 cm土层深度内,SOC含量由高到低依次为农田(26.43 g/kg)、猪拱地(20.95 g/kg)、灌丛(20.16 g/kg)、森林(17.25 g/kg);猪拱地、农田、灌丛和森林均为0~10 cm土层SOC含量最高,是主要的碳储层,分别占0~50 cm土层的37.42%、28.07%、49.81%和30.10%,随土壤深度的加深,SOC含量呈减少趋势;SOC密度与SOC储量呈基本一致的变化趋势;各样地表层SOC与土壤含水量呈显著正相关(R~2=0.50,P0.05),与土壤容重呈极显著负相关(R~2=0.60,P0.01)。[结论]不同土地利用类型其SOC含量在垂直方向上的分布不同,湿地的退化会不同程度地导致SOC流失,表层SOC含量很大程度上受土壤含水量和土壤容重的制约。