中波塔高强瓷绝缘柱脚性能研究

本文提出了一种新型柱脚设计方案，将非金属预应力筋安装在柱脚，运用施加预应力的方法改变柱脚应力性质，使其不仅易于抗压，也易于抗弯和抗拉，改善了高强绝缘陶瓷的脆性特性，提高其韧性。针对该新型柱脚设计方案，以一实际工程为算例，进行了AFRP张拉锚固方法探究试验以及瓷绝缘柱脚抗弯试验。通过试验，总结了AFRP筋施加预拉力的方法，并分析了该新型柱脚的受力性能。     

Nitrate leaching in a silage maize field under different irrigation and nitrogen fertilizer rates

Quantification of the interactive effects of nitrogen (N) and water on nitrate (NO₃) loss provides an important insight for more effective N and water management. The goal of this study was to evaluate the effect of different irrigation and nitrogen fertilizer levels on nitrate-nitrogen (NO₃-N) leaching in a silage maize field. The experiment included four irrigation levels (0.7, 0.85, 1.0, and 1.13 of soil moisture depletion, SMD) and three N fertilization levels (0, 142, and 189 kg N ha⁻¹), with three replications. Ceramic suction cups were used to extract soil solution at 30 and 60 cm soil depths for all 36 experimental plots. Soil NO₃-N content of 0-30 and 30-60-cm layers were evaluated at planting and harvest maturity. Total N uptake (NU) by the crop was also determined. Maximum NO₃-N leaching out of the 60-cm soil layer was 8.43 kg N ha⁻¹, for the 142 kg N ha⁻¹ and over irrigation (1.13 SMD) treatment. The minimum and maximum seasonal average NO₃ concentration at the 60 cm depth was 46 and 138 mg l⁻¹, respectively. Based on our findings, it is possible to control NO₃ leaching out of the root zone during the growing season with a proper combination of irrigation and fertilizer management.     

混合方式对泡沫砂与土壤混合均匀性的影响

通过设置常规混合+风干态泡沫砂(CK)、常规混合+水浸态泡沫砂(1T)、常规混合+泥浆态泡沫砂(2T)、分层混合+风干态泡沫砂(3T)和分层混合+水浸态泡沫砂(4T) 5个处理,研究了不同混合方式对泡沫砂和土壤混合均匀性的影响,并采用容重的标准差和变异系数表征混合均匀性。结果表明:泡沫砂形态显著影响了混合均匀性。采用常规混合时,水浸态泡沫砂显著增加了0～10 cm和0～20cm土层混合均匀性,容重的标准差比风干态泡沫砂分别降低了188%和105%,容重的变异系数分别降低了62.1%和50.1%;与风干态泡沫砂相比,泥浆态泡沫砂不仅显著降低了不同土层的混合均匀性,还显著降低了混合物内部的混合均匀性,0～10 cm土层容重的标准差和变异系数分别比10～20 cm土层显著增加68.1%和50.8%。单变量分析表明,混合方式对混合均匀性无显著性影响,混合方式和泡沫砂形态之间无交互效应,泡沫砂形态是影响泡沫砂和土壤混合均匀性的主要因素。采用水浸态泡沫砂在常规混合方式下与土壤混合,不仅提高了混合物整体以及不同土层的混合均匀性,而且还降低了不同层次之间混合均匀性的差异。因此,建议采用常规混合+水浸态泡沫砂的方式混合土壤和泡沫砂。     

白云石基多孔陶瓷负载Al2O3催化生物质热解试验

针对生物质热解催化剂煅烧白云石存在机械强度低、容易破碎的问题,提出以白云石和石英砂作为陶瓷主要骨料,烧制后经浓度0. 3、0. 5、1. 0 mol/L Al_2(SO_4)_3溶液处理,制成具有较高机械强度的白云石基多孔陶瓷;以制备的负载Al_2O_3的白云石基多孔陶瓷为催化剂,在水平管式炉上开展玉米秸秆粉催化快速热解试验。结果表明:当白云石与石英砂配比分别为30:70、40:60、45:55、50:50时,随着白云石所占比例的增加,生物油的产率先增大、后减小,生物炭的产率则先减小、后增大,当配比为40∶60时,存在生物油最大产率36. 85%,生物炭最低产率25. 11%。随着Al_2(SO_4)_3溶液浓度的提高,生物油的产率不断减小,生物炭的产率先减小、后又增大,与未经Al2(SO4)3溶液处理相比,生物油产率的降低幅度分别为10. 69%、15. 33%、21. 55%。生物油中醇类物质的相对含量略有增加,酮类、酸类、醛类物质的相对含量逐渐减小,但与不使用催化剂、未经Al_2(SO_4)_3溶液处理时相比,酚类物质的相对含量有显著提高,表明Al2O3的存在有利于酚类物质的生成。热解所产生的不可冷凝生物气主要成分为CO、CO_2、CH_4、H_2,其中CO_2的体积分数最高,约占63%,其次是CO,约占32%。加入制备的白云石基多孔陶瓷后,CO_2、CH_4和H_2的体积分数提高,CO的体积分数降低。     

茶皂素的陶瓷膜纯化工艺优化及脱色研究

茶皂素是一种性能优良的天然非离子型表面活性剂,但目前使用的多为粗提物,纯度不高且含有大量色素,水溶液颜色较深,严重影响其应用范围。通过正交试验对茶皂素的纯化工艺进行了优化,结果表明,在0.05μm的膜孔径、0.1 MPa的操作压力和1%的料液质量分数下,样品纯度由原先的不到50%提高到83%,得率为69%。对油茶皂苷的脱色工艺进行了研究,确定了最佳工艺条件为:H2O2加入量9%,料液质量分数10%,pH值9,脱色温度70℃,脱色时间30 min,工艺简单易行,适宜工业化生产。     

农村生活污水陶瓷膜-生物反应器处理工艺强化脱氮除磷研究

传统膜生物反应器是农村生活污水处理的重要工艺之一,但其存在氮磷去除效果差等问题,本文旨在探究陶瓷膜生物反应器对农村生活污水的处理效果,并提高其脱氮除磷效果。陶瓷膜-生物反应器(C-MBR)是将好氧生物反应与无机陶瓷平板膜过滤技术相结合的工艺,具有占地面积小、维护简单、排泥量少等优点。本文利用陶瓷膜代替传统膜-生物反应器中的有机膜,对C-MBR进行强化脱氮除磷工艺研究,通过优化回流比、DO、HRT等进行强化脱氮,采用粉煤灰多孔填料吸附进行强化除磷。结果表明:在进水COD和TN、NH_3-N、TP浓度分别为360.00～661.00、33.90～57.60、16.80～32.30 mg·L~(-1)和4.78～5.70 mg·L~(-1),MLSS为3000 mg·L~(-1),膜孔径为50 nm条件下,C-MBR出水对应指标平均浓度分别为34.90、22.59、1.13 mg·L~(-1)和4.57 mg·L~(-1),平均去除率分别为93.68%、47.86%、95.00%和12.32%。优化回流比至200%、DO浓度为2.00 mg·L~(-1)、好氧池HRT为4 h时,TN平均去除率显著提高,最佳可达69.39%,出水平均浓度为12.52 mg·L~(-1),且此时出水稳定、能耗低;粉煤灰多孔填料在水力负荷0.33 m~3·m~(-3)·d~(-1)条件下,对TP去除率可达90.90%,出水平均浓度为0.42 mg·L~(-1),满足一级A标准。使用1000 mg·L~(-1)的次氯酸钠水溶液,以每片膜500mL·30 min~(-1)速度对膜进行在线清洗时,跨膜压差恢复速率最快,膜污染去除效果恢复最佳。优化回流比、DO、好氧池HRT能有效强化C-MBR脱氮效果,填料吸附磷能有效强化除磷效果。本研究为农村生活污水就地处理、提高C-MBR脱氮除磷效果提供了有益参考。     

低温氮气油雾对陶瓷刀具加工镍基K424合金的影响

在于切削、低温氮气和低温氮气油雾3种冷却润滑条件下,通过Sialon陶瓷刀具和SiC晶须增韧Al2O3陶瓷刀具车削K424镍基高温合金的实验,研究了低温氮气及油雾对刀具磨损和表面粗糙度的影响,开发了一个新的冷却系统以获得低温氮气.试验结果表明,切深线沟槽磨损严重限制陶瓷刀具使用寿命,与干切削相比,使用低温氮气和低温氮气油雾增加了切深线沟槽磨损速率,但降低了已加工表面的质量.     

微咸水加肥灌溉下陶瓷灌水器与迷宫流道灌水器的抗堵塞性能

为探求微孔陶瓷灌水器与迷宫流道灌水器在不同水质灌溉条件下抗堵塞性能的差异及堵塞机理,本研究选择了微咸水(A1)、肥水(A2)、微咸水加肥(A3)3种不同水质,分析管间式微孔陶瓷灌水器和6种常用的迷宫流道灌水器在不同水质灌溉条件下的平均相对流量变化规律,并用X射线衍射仪测定堵塞物质组成成分,用场发射扫描电镜观测堵塞物质表面微观形貌及动态生长过程。结果表明：各灌水器的流量随着灌溉运行时间的推移均发生不同程度的下降,其中A1处理下陶瓷灌水器的流量下降最慢,表现出优于迷宫流道灌水器的抗堵塞性能,A2、A3处理下陶瓷灌水器的平均相对流量下降速度先慢后快,试验结束时平均相对流量降幅最大,抗堵塞性能较差;A1处理下堵塞物质的主要成分是CaCO3,A2、A3处理下堵塞物质的主要成分是(NH4)2SO4;A1处理下各灌水器堵塞物表面微观形貌的生长过程为晶体颗粒不断团聚,A2、A3处理下堵塞物的动态生长过程为絮状物不断黏合成板块状或膜状。陶瓷灌水器堵塞发生在内壁上,堵塞物未进入到灌水器内部微孔中,随着堵塞物质增多且变得紧密复杂逐渐覆盖了内壁上的孔隙导致堵塞;迷宫流道灌水器是由于堵塞物质在流道内沉积导致过水断面减小,从而造成堵塞。研究结果可为陶瓷灌水器的应用及改进提供参考。     

柑桔汁陶瓷膜微滤澄清和污染阻力试验

为了探讨柑桔汁微滤澄清技术及微滤膜污染阻力,建立膜清洗方法,研究以0.2 mm陶瓷膜微滤柑桔汁时膜通量变化及处理效果,结果表明：当温度30℃、压差0.16 MPa及膜面流速4 m/s时,全循环模式下稳定膜通量为22.4 L/(m2·h),浓缩模式下体积浓缩因子为12时,膜通量为10.6 L/(m2·h),澄清汁得率达91.67%;澄清汁浊度仅为0.62 NTU,澄清度高达99.93%,且各主要营养成分变化不大。通过建立膜污染阻力模型,考察操作参数对各分解阻力的影响,进而研究膜污染动力学后发现：压差对不可逆极化层阻力影响最为明显;增大膜面流速显著降低各极化层阻力,但对不可逆污染阻力作用不大;升高温度使得各阻力下降;膜污染可用拟二级速率方程描述。研究污染膜清洗过程,结果表明采用去离子水、1% NaOH和0.5% NaClO混合液、0.2% HNO3溶液依次清洗膜,膜通量可迅速恢复。