双吸泵作液力透平时叶轮内部能量损失机理分析

叶轮是双吸泵作液力透平的核心部件，其性能决定着液力透平的能量回收能力。为研究液力透平叶轮内部能量损失机理，该研究基于熵产理论和数值模拟，采用剪切压力传输（Shear-Stress Transport，SST）湍流模型，分析了不同流量下液力透平各过流部件的能量损失规律。结果表明：叶轮流道内部不稳定流动造成的能量损失和近壁区的内摩擦效应引起的能量损失是整机水力损失产生的主要组成部分；叶轮内部的流动分离、漩涡、动静干涉、强曲率流动以及尾水室内部的死水区对叶轮内部流动状态的反作用等会对能量损失产生较大影响，且平均损失占比高达41%；叶轮近壁区的能量损失主要由叶片和前后盖板与流体间的相互作用导致。研究结果可为双吸液力透平的水力优化设计提供参考。     

采用熵产理论的离心泵断电过渡过程特性

该文对商业软件ANSYS CFX进行二次开发,通过自定义函数求解角动量方程获取实时转速,建立了模拟离心泵事故断电过渡过程的三维瞬态数值计算方法,获得了离心泵外特性参数瞬变规律以及内部流场的动态特性。进一步采用熵产理论获得了离心泵事故断电停机飞逸过程中过流部件流场能量损失分布情况,并对流场内随时间变化的能量损失进行定量评估。结果表明:在整个事故断电飞逸过程中,熵产与离心泵外特性之间存在着明显的相关性,能量损失的产生与流场内部的流动分离、回流、漩涡等不良流动现象相关;叶轮、导叶与引水管的主要损失均是由湍流耗散引起的,其壁面熵产占总熵产的10%~15%左右,不可以忽略,而蜗壳区的损失则主要是由近壁面处的强壁面效应引起的;通过分析各部件流场局部熵产率分布随时间的变化情况,可以得出在制动工况中内流场的高损失区域最大。     

水稻脱粒破碎率与脱粒元件速度关系研究

脱粒元件的冲击是水稻脱粒谷粒损伤的主要原因。该文基于碰撞理论和能量平衡原理对单个、多个谷粒和脱粒元件的碰撞过程进行了理论分析。建立了圆形截面脱粒元件线速度和脱粒破碎率之间的数学模型。在自制的脱粒分离性能试验台上对水稻进行了脱粒性能试验，通过试验确定了数学模型中的待定系数，验证了数学模型的正确性。为脱粒装置的设计、优化提供了理论依据。     

采用熵产理论的离心泵断电过渡过程特性

该文对商业软件ANSYS CFX进行二次开发,通过自定义函数求解角动量方程获取实时转速,建立了模拟离心泵事故断电过渡过程的三维瞬态数值计算方法,获得了离心泵外特性参数瞬变规律以及内部流场的动态特性。进一步采用熵产理论获得了离心泵事故断电停机飞逸过程中过流部件流场能量损失分布情况,并对流场内随时间变化的能量损失进行定量评估。结果表明:在整个事故断电飞逸过程中,熵产与离心泵外特性之间存在着明显的相关性,能量损失的产生与流场内部的流动分离、回流、漩涡等不良流动现象相关;叶轮、导叶与引水管的主要损失均是由湍流耗散引起的,其壁面熵产占总熵产的10%～15%左右,不可以忽略,而蜗壳区的损失则主要是由近壁面处的强壁面效应引起的;通过分析各部件流场局部熵产率分布随时间的变化情况,可以得出在制动工况中内流场的高损失区域最大。     

农业和食品领域中颗粒碰撞恢复系数的研究进展

颗粒碰撞广泛存在于农业和食品领域中,碰撞恢复系数是确定颗粒碰撞后运动行为的主要参数之一,通常以颗粒碰撞前、后速度的比值来表述,使用合适的测量装置可以获得准确的碰撞恢复系数,与其他参数结合应用理论分析和数值模拟可以预测颗粒碰撞后的响应行为。该研究针对在农业和食品领域中颗粒3类碰撞恢复系数（牛顿恢复系数、Poisson恢复系数、能量恢复系数）适用性不明确,颗粒碰撞恢复系数测量装置功能的局限性,颗粒碰撞恢复系数在应用中的简化等问题,介绍了3类碰撞恢复系数的定义,讨论了它们的等价性与适用性,归纳分析了颗粒碰撞恢复系数测量装置的特点,概述了颗粒碰撞恢复系数标定的研究现状,总结了不同因素对颗粒碰撞恢复系数影响的试验研究,重点阐述了颗粒碰撞恢复系数在理论模型和数值模拟中的应用。并对颗粒多点碰撞恢复系数的研究、颗粒碰撞恢复系数测量装置的创新设计及颗粒碰撞恢复系数在应用中的完善提出展望,以期为农业物料和食品碰撞恢复系数的深入研究提供参考。     

纵轴流联合收获机籽粒夹带损失监测方法及传感器研制

针对联合收获机在收获高产水稻时籽粒夹带损失率偏高,籽粒夹带损失实时直接测量难度大的问题,该文提出了一种对纵轴流联合收获机籽粒夹带损失进行实时间接检测的新方法。试验研究了不同喂入量下纵轴流滚筒下脱出混合物中籽粒沿滚筒纵向与横向的分布规律,推导了籽粒沿纵轴流脱粒滚筒径向、轴向的分离概率模型并建立了籽粒夹带损失间接监测数学模型。为准确获取籽粒碰撞信息,试验研究了不同压电材料下籽粒碰撞输出信号特征及籽粒与不同材料敏感板间的碰撞过程,以此为基础研制了性能优良的籽粒损失监测传感器并对其进行了隔振结构设计。将研制的籽粒损失监测传感器安装到纵轴流联合收获机上,运用籽粒夹带损失间接监测方法进行了田间试验,试验结果表明,该文提出的籽粒夹带损失监测方法切实可行,研制的籽粒损失监测传感器工作性能稳定、准确,收获高产水稻时籽粒夹带损失最大测量相对误差为3.03%。该文的研究实现了籽粒夹带损失的实时自动监测,为工程实际运用奠定了良好的基础。     

好氧预处理对干法沼气发酵产气量的影响及能量损失

研究好氧发酵预处理对干法沼气发酵产气效果的影响及能量损失情况,是以好氧发酵升温为预处理方式的干法沼气工程经济运行的重要依据.该文采用恒温沼气发酵装置,以牛粪及少量混合秸秆粉作为发酵原料,研究了不同好氧发酵预处理条件下,干法沼气发酵的产气效果并对其能量损失情况进行了分析探讨.结果表明:以牛粪为主要发酵原料时,好氧预处理对物料干法沼气发酵的产气量有较明显影响,随着好氧发酵时间增加和温度提高,总产气量减少,能量损失增大;好氧发酵预处理温度与沼气发酵温度相同(均为35℃)时,能量损失较少,好氧发酵升温法合理;好氧发酵预处理温度(55℃)显著高于沼气发酵温度,好氧发酵升温法会带来较大能量损失.因此,在对覆膜槽生物反应器操作时,应准确把握好氧发酵的时间和温度,一旦达剑所需温度,应立即转入沼气发酵,以提高沼气产量,减少能量损失.     

压缩空气发动机工作过程分析

压缩空气发动机是一种采用压缩空气直接膨胀做功的"绿色"发动机。若将压缩空气发动机作为车辆动力源,可缓解传统内燃机车辆的尾气污染问题。然而,压缩空气发动机工作效率偏低,难以替代传统内燃机作为车辆主要动力。为提高压缩空气发动机工作效率,了解压缩空气发动机工作过程能量损失的产生机制以及其变化规律,该文应用热力学理论和分析方法对其工作过程损失分布进行了研究,并利用试验数据验证了压缩空气发动机效率变化规律。结果表明:由于节流以及高压、低温尾气排放等因素,压缩空气发动机工作过程损失主要存在于进气过程和排气过程,两者总共占进气总量的30%~40%;压缩空气发动机转速升高,进气损失和排气损失均增加;进气压力升高,进气损失减少,排气损失增加;进气温度升高,进气损失和排气损失均减少。从经济性考虑,压缩空气发动机应运行于低转速,且适当提高其进气压力和进气温度。     

溜砂颗粒运动模型探讨

溜砂灾害是在山区中较常见的一种自然灾害,由于其爆发频繁、随机性强,常对交通运输、工农业生产和人民生命财产都带来极大的危害和损失。运用Mohr-Coulomb准则和能量守恒定律分别推导单个砂粒滑动判别条件和滚动条件;引入弹性恢复系数法描述砂粒间碰撞问题。该成果对于正确认识溜砂灾害形成机理有较为积极的作用,并且可以为溜砂灾害的防治提供参考。     

基于系统动力学的北方大型沼气发电系统热平衡分析

该文应用系统动力学和有限元热平衡分析方法,针对黑龙江省某大型沼气发电工程,研究其能量供需平衡情况,并确定工程实际运行过程中的一些关键参数。研究结果表明：罐体散热损失、水分蒸发热损失、沼气排出带走的显热损失、管路热损失占发酵系统总热损失的比例分别为85.59%～90.22%、2.05%～8.42%、3.93%～4.78%、2.06%～2.96%;通过对加热料液所需热量的分析确定了配料热水的加热温度,6、7、8月份为53℃,其它月份为65℃,其占沼气工程总需热量的73.13%～87.91%;通过对管路热损失的分析确定了不同外界气温条件下维持发酵罐35℃恒温发酵的日均加热时间;通过整个系统能量供需平衡的分析得出该工程发电回收的余热能够维持系统全年连续运转,为北方高寒地区大型沼气工程的应用及推广奠定了理论基础。     

扫描电镜X射线能谱分析法测定低能重离子注入黄豆种子的深度

利用200kV 离子注入机产生的 Fe~+、Cu~+和 Zn~+3种重离子分别对黄豆种子进行直流注入,以扫描电镜X射线能谱分析法测定低能重离子的注入深度。测量定结果表明,Fe~+的最大注入深度未超过18μm,Cu~+、Zn~+的最大注入深度可达25μm。     

扫描电镜-X射线能谱分析法测定重离子束注入小麦种子的深度

用110 keV Fe~(1+)离子束对小麦种子进行注入处理,以扫描电镜-X射线能谱分析法测定Fe~(1+)离子的注入深度。测定结果表明:Fe~(1+)离子虽已进入种皮,但未达到胚部,最大注入深度为72μm。     

离子注入法获得大豆-小麦分子远缘杂种及后代的变异分析

通过能量 30keV、剂量 7× 1 0 1 6 离子 /cm2 的Ar+注入 ,将两个大豆品种的全DNA(4 0 0 μg/ml)分别导入两个小麦栽培品种皖 92 1 0和扬麦 5号。经过离子注入和大豆DNA处理的种子发育成为植株后 ,当代未表现出明显不同于受体的变异性状。经转化处理的植株成熟后 ,按株分别收获脱粒 ,并对籽粒蛋白质含量等性状进行分析 ,发现有两个单株的蛋白质含量分别达到 2 0 46 %和 2 5 35 % ,明显高于受体。说明通过离子束介导外源DNA转化技术 ,可以绕过复杂的组培过程而由成熟种子直接发育为植株 ,也可获得带有目的性状的转化后代 ,为远缘物种间遗传物质交流提供了一种简便有效的途径     

施肥深度对大豆氮磷钾吸收及产量的影响

采用分层施肥和15N示踪方法,研究施肥深度对大豆氮磷钾吸收及产量的影响,为大豆合理施肥深度的确定提供理论依据。研究表明,施肥深度对大豆前、中期植株干物质、氮磷钾的积累影响较大,而对植株成熟期影响较小;大豆苗期(V3)与种子同层施肥处理植株干物质和氮磷钾的积累量最大;盛花期(R2)以种下6cm处理效果最明显。施肥深度对大豆产量的影响也表现为种下6cm处理最高,但与种子同层施肥、种下12、18和24cm施肥处理差异不显著;施于种子同层至种下6cm最有利于大豆苗期氮肥吸收,表层施肥、种下24cm施肥处理氮肥吸收效果不好。     

不同能量重离子注入农作物的诱变效应

用不同能量、不同注量的MEV级12C离子束辐照玉米和冬小麦干种子,用MEV级16O离子束辐照冬小麦干种子,研究其对M1代幼苗生长的影响和M2代的诱变效应。结果表明,在一定离子通量(注量)下,所用注入能量范围内的离子束对幼苗造成的辐射损伤随辐射能量的增加而增大。用12~16MEV/U的12C离子束辐照玉米和8MEV/U16O离子束辐照小麦,对M1代幼苗造成的辐射损伤比贯穿能量(45MEV/U)下的辐射损伤明显加重。12C离子束可以诱发玉米产生植株矮化、雄性不育、白化苗、多穗型等多种类型变异,多数白化苗能够转绿并正常结实。12C和16O离子束诱发冬小麦产生的早熟和矮杆突变最多,12C辐照冬小麦原冬6产生的早熟突变在辐照能量为8MEV/U、离子通量为80×107/CM2时高达10.7%;矮秆突变在辐照能量为8MEV/U、离子通量为120×107/CM2时高达7.59%。品种间的变异频率也存在差异。     

辐射敏化剂对离子注入小麦生物学效应的影响

采用中国科学院兰州近代物理研究所 2 0 0kV离子注入机产生的不同剂量Fe1+ ,对春小麦新品系 81 52 9种子进行注入并用辐射敏化剂后处理 ,研究其注入效应。结果表明 :①离子注入随注入剂量的增加染色体畸变率呈上升趋势 ;②不同辐射敏化剂后处理对萌发力、染色体畸变率影响程度不同 ;③不同辐射敏化剂对同一剂量Fe1+ 离子注入小麦的染色体畸变率影响的总趋势 :EDTA >秋水仙素 >咖啡因。     

实践八号育种卫星搭载植物种子的空间辐射剂量分析

为了探明植物种子在空间搭载后发生一系列改变的原因,尤其是探寻空间辐射与突变发生的内在关联,设计了"照相定位"实验法,采用CR-39固体核径迹探测器来探测空间重离子,并利用空间重离子径迹与植物种子的相对位置,来确定被重离子击中的种子及其击中部位;同时用LiF热释光片测量种子所受的较低LET空间辐射的剂量。结果表明,"照相定位"法简便易行,经济实用,并极大地缩短镜下分析时间;最终测得空间重离子注量率为4.44个/cm2.d,种子所受较低LET空间辐射的平均剂量为4.79mGy。     

外源EBR对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗微量元素 吸收及叶绿素荧光动力学参数的影响

为明确外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)诱导紫花苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗抗盐性的效果及其可能的生理调节机制,采用营养液水培法,以紫花苜蓿品种‘中苜3号’和‘陇中苜蓿’为材料,研究Na Cl胁迫下施用外源EBR对紫花苜蓿幼苗微量元素吸收及叶片PSⅡ功能、电子传递速率和光能分配的影响。结果表明:150 mmol·L~(-1) Na Cl胁迫下,苜蓿幼苗不同器官(叶片、茎秆、根系)中的Cu~(2+)含量显著升高,Fe~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)含量和Fe~(2+)/Na+、Mn~(2+)/Na+、Cu~(2+)/Na+、Zn~(2+)/Na+显著降低,无机离子的吸收、运输和分配等代谢平衡被打破;同时Na Cl胁迫造成苜蓿幼苗叶片PSⅡ反应中心受损,天线耗散、反应中心耗散增加,光合能力下降。Na Cl胁迫下,施用0.1μmol·L~(-1)外源EBR后,苜蓿幼苗不同器官(叶片、茎秆、根系)中的Cu~(2+)含量显著降低,Fe~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)含量及Fe~(2+)/Na+、Mn~(2+)/Na+、Cu~(2+)/Na+、Zn~(2+)/Na+显著升高,幼苗体内无机离子的吸收、运输得到有效调控,Na+和Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)等阳离子间的拮抗作用减小;苜蓿幼苗叶片的F_0、NPQ显著降低,F_m、F_v/F_0、F_v/F_m、ФPSⅡ、F_v′/F_m′、q P和ETR显著升高,苜蓿幼苗叶片吸收的光能用于光化学反应部分(P)增加、天线色素耗散部分(D)和反应中心过剩光能部分(E)降低。说明外源EBR能够促进Na Cl胁迫下苜蓿幼苗对无机离子的选择性吸收、运输和分配,维持体内的离子代谢平衡,通过提高光合电子传递效率,降低天线热耗散和反应中心过剩光能,维持较高的PSⅡ光化学活性,进而平衡激发能在PSⅠ、PSⅡ之间的分配,降低Na Cl胁迫对PSⅡ反应中心的损伤程度,有效缓解Na Cl胁迫对苜蓿幼苗所造成的伤害。     

离子注入甜菊的诱变效应研究

用７５ｋｅＶ的氮和碳离子的不同剂量注入甜菊干种子,以γ射线作对比,研究其Ｍ１生物学效应和Ｍ２突变。结果表明,离子术能诱发甜菊染色体结构的变异,染色体畸变细胞率随离子注入剂量的提高呈增加趋势。离子束对甜菊的Ｍ１损伤效应低于γ射线,而诱发的Ｍ２突变高于γ射线。碳离子诱发的染色体畸变细胞率和Ｍ２有益性状突变高于氮离子。离子注入杂交一代丰１×日原和日原×丰２的诱变效应大于济宁种和丰２。