缩小城乡收入差距是我国稳步推进共同富裕的重要内容。基于2013—2021年我国30个省级行政区的面板数据,研究了数字经济发展水平与城乡收入差距之间的内在联系。结果表明,数字经济有利于缩小城乡收入差距,且产业结构合理化发挥部分中介效应;在人力资本水平较高的区域,数字经济发展能有效缓解城乡收入差距,且产业结构合理化发挥完全中介效应,但在人力资本水平较低的区域,数字经济对城乡收入差距并不产生显著的影响;当经济发展水平较低时,数字经济会扩大城乡收入差距,而当经济发展水平较高时,数字经济会缩小城乡收入差距。基于此,提出了推动产业数字化和数字产业化协调发展、深入推进产业结构合理化、提升人力资本水平以及优化数字经济发展环境等建议,以发挥数字经济推动产业结构合理化及缩小城乡收入差距的作用。
网络入侵已经超出传统战争入侵的概念,频发的网络空间安全事件不仅使国家安全受到威胁,而且给实体经济造成巨大损失。网络漏洞扫描器是防范网络遭受攻击的重要工具,目前市场上的漏洞扫描器通常采用暴力扫描方式设计,存在检测维度有限、速度慢和准确率低等问题。因此,提出一种基于分布式的多维度评估检测模式,采用目前最新的应用容器引擎(Docker)技术实现多节点部署,通过并发式方法差异化收集信息的同时,将信息划分为多个维度并量化;引入模糊综合层次评价法对检测目标系统进行脆弱值评定,并根据脆弱值评定结果提升对应系统的关注度,采用脆弱等级与指纹识别相结合的方法进行漏洞检测;使用场景化实战网络靶场(CFS)进行测试,以评估其在真实攻防环境下的检测性能与适用性。测试结果表明,该检测模式对单个系统的检测效率与最常用的企业级网络扫描器相比有显著提升,其主要技术指标优于传统单维度漏洞检测方法。
针对以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池余热回收与液化天然气冷能利用相结合以及烟气中CO2的捕集问题,提出了一种由双重再压缩布雷顿循环、CO2回热朗肯循环和双级闪蒸循环构成的新型冷热电联供系统;采用热力学仿真软件对该循环系统进行模拟,分析了混合工质中Xe质量分数、CO2回热朗肯循环膨胀机入口压力p23、闪蒸循环的泵出口压力p26和分流比x对系统热效率、?效率、净输出功和冷?回收率的影响。结果表明,提高p23有利于提升系统的热效率、?效率和净输出功;降低p26有利于提升系统的净输出功及热效率,提高Xe质量分数与分流比x可提升系统的循环净功、热效率与?效率;当Xe质量分数为0.3、p23为16 MPa、p26为13.5 MPa时,系统的热效率、?效率、净输出功分别为67.17%、58.13%、2 587.96 kW。
致密储层孔隙中形成的水膜会导致多孔介质中的油水呈“油芯水膜”分布状态,显著影响渗吸的流动通道及毛细管力大小。针对以上问题,通过高压压汞和岩芯渗吸实验,分析油水微观分布特征及毛细管力作用机理,建立了考虑水膜厚度的毛细管力计算模型,揭示了含水分布特征对毛细管力的影响规律。结果表明,随着油相压力的增大,孔隙壁面的水膜逐渐变薄并最终趋于稳定;在相同压力条件下,孔隙半径越小,水膜厚度占孔径比例越高;当孔隙半径小于30 nm时,水膜对毛细管力的影响较大;当孔隙半径大于30 nm且含水饱和度大于0.60,考虑水膜与未考虑水膜的毛细管力计算值基本一致,此时水膜对含水饱和度和毛细管力的影响较小;当含水饱和度小于0.60时,考虑水膜和未考虑水膜的毛细管力的计算值差异显著,且随着含水饱和度的增加,两者差异逐渐缩小,此时毛细管力较小,导致岩芯渗吸能力较弱。
基于Navier?Stokes方程与相场理论耦合方法,构建了含裂缝混合润湿致密油藏孔隙尺度数值模型,研究了不同注入速度、注入方式及注停时间下的渗吸采油过程。结果表明,注入速度与采出程度呈非线性关系,0.01 m/s为最佳注入速度,此时毛细管力与黏滞力动态平衡,裂缝?基质压力传递效率最优,采出程度达峰值;周期性间歇注水方式较恒速注水可节水48%,而采出程度仅降低1.08%,在低油价下经济性更优;较短的注停时间配合高频次注水,可形成周期性压力波动,累计注水量减少80%,可实现与长周期注水相同的采油效果。研究混合润湿致密油藏注水开采过程中注入参数对渗吸?驱替协同增效机制的影响规律,为优化注入方式提供了理论依据。
工业废水处理已成为全球性重大挑战。物理吸附法虽具有处理效果好、操作简便等优点,但存在吸附材料用量大、成本高昂的问题。Fe?O?因具备超顺磁性、小粒径、大比表面积和易回收等特性,在吸附领域显示出广阔潜力,但其单独应用仍存在一定局限性。综述了以Fe?O?为基础的磁性复合材料作为一种绿色高效吸附剂在废水处理中的制备与应用,以应对当前吸附材料成本高、回收难的问题;介绍了磁性活性炭、磁性环糊精和磁性纤维素复合材料的主要制备方法,简述了其在重金属和有机污染物吸附处理中的研究现状,并分析了磁性分离与再生技术的应用进展。结果表明,Fe?O?复合材料在吸附效率、环保性以及成本控制等方面均表现良好;Fe?O?复合材料作为潜在吸附剂展现出独特的优势。提出了应进一步开发低成本、高吸附容量的Fe?O?复合吸附材料,推动其从实验室向工程应用转化的建议。
钌配合物因其较高的发光量子效率和可调的发光波长特性,在发光器件领域具有重要的应用价值。然而,传统溶液加工方法易引发分子无序聚集,使发光效率和稳定性下降;常规真空沉积方法则存在工艺复杂、成本高等弊端,不利于材料和器件的利用和推广。为了解决上述问题,开发了一种制备三联吡啶钌(Ⅱ)配合物微晶薄膜的方法,该方法通过混合溶剂诱导钌配合物在导电玻璃表面自组装形成微晶结构;在此基础上,采用镓铟合金作为对电极,制备了肉眼可见的高强度发光简易器件;通过模具和液态金属制备图案化电极,结合该电极和钌配合物微晶薄膜,实现了发光图案器件的有效制备。该研究成果为制备基于钌配合物的低成本、大面积发光的器件提供了一种新方法。
CdS在可见光区具有优异的光化学性能和高量子效率,但其光催化稳定性明显受光腐蚀限制,构筑CdS/Mg?CdIn2S4异质结可抑制光腐蚀并提升其光催化稳定性。采用离子交换法制备CdS纳米线(CdS NWs)、CdS纳米颗粒(CdS NPs)和Mg?CdIn2S4纳米片(NSs),并构筑5%CdS NWs/Mg?CdIn2S4(5%为CdS NWs的质量分数)和5%CdS NPs/Mg?CdIn2S4(5%为CdS NPs的质量分数)异质结;通过XRD、UV?vis DRS、FT?IR光谱、N2吸脱附等温测试及瞬态光电流和电化学阻抗对光催化剂进行了表征。结果表明,CdS NWs/Mg?CdIn2S4和CdS NPs/Mg?CdIn2S4异质结成功构筑;在光反应系统对催化剂进行的性能评价中,二者均展现出良好的光催化CO2还原性能,其中CdS NWs/Mg?CdIn2S4展现出更为突出的光催化CO2还原性能,CO和H2的产率分别为716.7 μmol/(g·h)和664.3 μmol/(g·h),分别比Mg?CdIn2S4提高了46.2倍和56.8倍。研究结果为光催化CO2还原领域的深入研究和应用奠定了基础,具有重要的学术和实际意义。
红外上转换探测器是一种由红外光电探测器(PD)和可见光发光二极管(LED)串联堆叠构成的器件,可将不可见的红外光信号直接转换为可见光输出或经CCD、CMOS相机等可见光成像设备实现成像。相比于传统电学读出方案,上转换路线无需读出电路与复杂算法,具有制备工艺简单和成本低廉等优势。胶体量子点(CQDs)兼具可溶液加工、带隙可调且与多种基底兼容等特性,为构建低成本、大面积且可在室温下工作的上转换器件提供了关键材料平台。简要概述上转换器件的工作机制,阐述量子点上转换器件的关键性能指标,并从发光材料调控、器件结构及界面调控两部分系统梳理近年代表性研究进展,最后对研究现状和挑战进行了总结,提出了若干研究方向与建议。
传统阴离子交换膜(AEMs)中常用的季铵基(QA)与OH-解离常数较低,导致其电导率较差。冠醚基团因其能与碱金属阳离子形成带正电荷的络合物,可显著提升AEMs的离子交换容量(IEC)和OH?传导效率。同时,冠醚环中的醚键具有良好的碱稳定性和化学稳定性。鉴于以上优点,通过变色酸接枝二苯并?18?冠?6?醚改性聚乙烯醇(PVA),成功制备了一系列接枝双冠醚的AEMs。结果表明,与单冠醚膜材料相比,双冠醚阴离子交换膜展现了更高的OH-选择性和化学稳定性;所制备的AEMs在电导率(80 ℃温度下电导率为165.5 mS/cm)、机械性能(室温下拉伸强度为47 MPa)和碱稳定性(在浓度为6 mol/L的KOH中浸泡168 h,电导率仅降低4.52%)方面表现出色,且以铂炭为阳极材料实现了高效的电解水制氢过程,电解还原效率达到80%。
静电纺丝法能够在纳米尺度调控纤维和膜结构,石墨烯的掺杂可进一步提高纳米膜的电化学性能。基于石墨烯的结构特性,探究石墨烯质量分数与纳米纤维尺寸的关系,并考察了静电纺丝电压、进液量、纺丝距离及纺丝时间等参数对膜结构与电化学性能的影响。结果表明,当纳米膜中石墨烯质量分数为7%、电压为24 kV、纺丝距离为15 cm、进液量为0.01 mL/min、纺丝时间为2 h时,纳米膜结构中纤维直径为0.162 μm,阻抗为220.8 Ω;在静电纺丝条件下,石墨烯的掺杂能够可控制备纳米膜,多元优化其电化学性能。
石化产业是我国重要的支柱产业,关乎产业链供应链安全稳定、绿色低碳发展、民生福祉改善。因此,通过匹配2012—2021年的宏观城市数字化数据与微观石化企业数据,实证分析了数字化对石化企业绿色全要素生产率的影响,并研究了数字化提升石化企业绿色全要素生产率的机制。结果表明,数字化可显著提升石化企业绿色全要素生产率;对于东部地区、数字化水平较高地区,以及规模较小、国有产权的石化企业,数字化对其绿色全要素生产率的提升作用较大;数字化提升石化企业绿色全要素生产率的机制为增强区域创新,促进企业绿色创新和推动企业数字化转型。提出了石化企业应积极拥抱数字化、制定差异化发展策略和发挥国有企业引领作用等建议,旨在为我国石化企业提升绿色全要素生产率提供借鉴和参考。
采用同步法建立间歇过程生产调度和控制的集成框架模型。在调度部分,基于状态设备网络(SEN)和特定单元事件点连续建模法建立生产调度模型;调度和控制的集成模型属于混合整数动态优化问题,求解复杂且计算量大,为了解决在线计算负担重的问题,采用显式模型预测控制(EMPC)进行离线求解;使用MPT工具箱解决EMPC动态问题;引入二进制变量,将求解得到的显式控制解转换为显式线性约束,并将其添加到调度模型中共同约束目标;通过算例分析,对优化结果与纯调度模型进行了对比分析,验证了集成模型的经济性。
在刀具表面构造折线凹槽、纵向凹槽和45°斜向凹槽微织构等三种微织构,深入研究了铜镍合金切削加工时刀具的表面微织构对刀具切削性能的影响;通过控制单一变量法,分析了织构宽度、织构深度、织构间距和切削刃边距对切削性能的影响规律,确定了纵向凹槽微织构的最优织构参数范围,并通过正交实验确定了最优织构参数。结果表明,与无织构刀具相比,纵向凹槽微织构刀具可有效降低主切削力和切削温度;最优织构宽度为85 μm,织构间距为40 μm,织构深度为30 μm,切削刃边距为40 μm;采用最优的微织构刀具加工铜镍合金,平均主切削力减小了23.07%,最高切削温度的平均值降低了22.46%,平均等效应力减小了19.53%,说明能有效降低工件的残余应力,提升切削性能。
为突破传统的印刷电路板式换热器(PCHE)传热效率的瓶颈,建立翼型PCHE物理模型,数值模拟了超临界CO2在该模型中的对流换热,分析了不同质量流量和入口温度下超临界CO2的换热规律,并通过改变通道的水力直径,进一步研究了水力直径对其换热的影响。结果表明,增大冷流体的质量流量和提高入口温度,均可提高换热性能;改变通道的水力直径后,弦长为6 mm和8 mm的PCHE的换热能力均随着雷诺数的增大而增大,雷诺数为19 500~26 000,弦长为6 mm和8 mm的PCHE均具有相近的换热性能;当雷诺数为26 000~50 000时,弦长为8 mm的PCHE的综合性能比弦长为6 mm的PCHE高2.55%。研究结果为翼型PCHE的结构设计提供了理论依据。
拱顶罐作为油品存储的重要设施,其蒸发损失控制需基于蒸发损失机制的研究。建立拱顶罐动态吸收热通量的用户自定义函数(UDF)模型,运用FLUENT 19.0软件,系统研究了太阳辐射强度、储油高度和油品贮存时间对罐内油气扩散的影响。结果表明,罐内气体温度分布不均匀,纵向呈“上高下低”分布,且罐内气体平均温度随着储油高度的增加而降低;罐内油气质量分数在同水平高度分布均匀,柴油表面的油气质量分数最大,其数值与储油高度和贮存时间均呈正相关;罐内气体最大压力在一天内先升高后降低,且随液位高度升高而增大。研究结果为储罐的蒸发损失量化评估及油气回收系统的设计优化提供了理论依据。
在油气田生产和集输过程中,水套炉盘管作为天然气加热系统的关键设备,承担着重要的热能供应与保障作用。然而,水套炉盘管内部的细小颗粒易引发冲蚀损伤,且该过程难以提前预测。因此,了解影响水套炉盘管冲蚀的因素并建立有效的预测模型至关重要。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟并结合敏感性分析方法,研究了温度、压力、气体流速、颗粒直径、弯管直径和曲率半径等因素对水套炉盘管冲蚀的影响。结果表明,气体流速、颗粒直径、弯管直径和曲率半径是影响冲蚀的主要因素。建立的综合冲蚀预测模型,为水套炉盘管的维护和安全管理提供了科学依据,具有工程实践意义。
钻遇裂缝性泥页岩地层时极易发生井壁失稳现象。通过岩石力学实验探究了泥页岩在钻井液浸泡下的力学性质弱化规律;在综合考虑应力、压力、温度、溶质质量分数和天然裂缝变形的影响下,建立了热?流?固?化多场耦合条件下的裂缝性泥页岩井壁稳定模型,分析了该地层多场耦合响应特征、井壁失稳机理和主控因素;基于井壁失稳特征,建立了不同岩石强度下裂缝性泥页岩地层安全钻进密度窗口图版。结果表明,随着浸泡时间的延长,泥页岩的强度和弹性参数均呈指数型劣化;考虑天然裂缝发育时,井周各物理场呈非均匀分布特征,导致坍塌破坏区域和拉伸破坏区域向裂缝尖端扩展;增加水平地应力差和流体压力差会扩大拉伸破坏区域和坍塌破坏区域,增加溶质质量分数差有利于降低破坏风险,提高钻井液温度对坍塌破坏影响不大,但能显著降低拉伸破坏风险。研究结果可为裂缝性泥页地层钻井设计提供理论支撑。
采用浸渍法制备了CuO负载碱改性椰壳活性炭(KOH?C/CuO)的新型吸附材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试(BET)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征材料表面物理化学特性,并进行了苯吸附性能测试;考察了KOH浓度、改性时间、CuO负载量及吸附温度对材料苯吸附性能的影响,并对样品的吸附性能进行了综合评价。结果表明,在KOH浓度为0.5 mol/L,改性时间为4 h、CuO负载量(质量分数)为3%、吸附温度为25 ℃时,改性样品0.50KOH?C?4/CuO?3的吸附性能最优,其苯吸附量达235.3 mg/g,较未改性样品提升118.88 mg/g。
以金属?有机共价骨架材料MIL?53(Fe)为改性剂,将其与聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液共混,制备了PVDF/MIL?53(Fe)复合膜;采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT?IR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TG)等表征手段对复合膜进行了分析;利用PVDF/MIL?53(Fe)复合膜对刚果红(CR)进行吸附,探讨了复合膜质量、CR初始质量浓度、接触时间和温度等因素对复合膜吸附量的影响,并通过等温吸附模型、吸附动力学模型和吸附热力学对其吸附机理进行了分析。结果表明,当复合膜质量为20 mg时,吸附效果最佳;当接触温度为313 K时,复合膜对CR的最大吸附量的理论值为71.9 mg/g;乙醇可有效脱附复合膜上的CR,经五次吸附?脱附循环后,复合膜仍保持良好的吸附性能;吸附等温过程符合Langmuir模型,动力学行为遵循准二级动力学方程;吸附过程为自发进行的吸热反应,且伴随体系无序度增加。
以高湿中药废渣为原料,利用其自身水分在高温环境下受热生成的水蒸气进行物理活化,制备了孔隙结构发达的生物炭;考察了中药渣含水率、活化温度和活化时间对生物炭性能的影响,并利用物理吸附仪、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等对生物炭的性能进行了分析,获得了制备生物炭的最佳反应条件,同时对高湿中药废渣制备生物炭的活化机理进行了探讨;将制备的生物炭用于吸附Cu2+与Cd2+废水,探讨了其吸附动力学。结果表明,在活化温度为700 ℃、活化时间为60 min、中药废渣含水率为50%的条件下,制得的生物炭比表面积为309.29 m2/g,且以微孔为主,微孔孔容达0.116 8 cm3/g;生物炭对Cu2+与Cd2+的吸附动力学均符合准二级动力学方程,Cu2+与Cd2+的最佳吸附量分别为20.66、17.41 mg/g。
以某石化公司糠醛抽出油为原料,采用复合溶剂二级抽提分离油品中多环芳烃(PCA),制备了芳香基绿色橡胶填充油;对比了三种复合溶剂的应用效果,考察了抽提温度、剂油质量比等操作条件对精制油的收率、PCA质量分数的影响;通过氧化铝吸附色谱法和红外光谱对样品进行了组成分析。结果表明,最佳操作条件为一级溶剂抽提温度70 ℃(剂油质量比5∶1)、二级溶剂抽提温度50 ℃(剂油质量比2∶1);在最佳操作条件下,精制油收率为32.34%,PCA质量分数为2.98%,芳碳率为18.65%,满足欧盟2005/69/EC指令要求;复合溶剂可显著提升溶剂的选择性和溶解性,高效脱除油品中的PCA,并保证较高的产品收率和芳碳率。
针对容易陷入局部最优解、收敛速度慢等问题的传统蚁群算法,提出了一种改进蚁群算法。首先,将当前目标节点与下一时刻要选择的节点之间的关系以及正态分布函数引入启发函数中,增强了算法在前期的搜索能力,并通过引入拐点因子加强了方向选择的多样性;其次,提出自适应动态信息素挥发系数,改变了信息素更新规则;最后,通过Matlab仿真实验,在三种不同栅格图上对传统蚁群算法和改进蚁群算法进行了对比研究。实验结果证明,与传统蚁群算法相比,改进蚁群算法具有收敛速度快、路径短、拐点少等优点。
为了丰富对各种搅拌桨混合特性的认识,深度分析了桨式直叶桨、桨式斜叶桨、六直叶涡轮桨、六斜叶涡轮桨、直叶Rushton桨(圆盘直叶涡轮桨)、斜叶Rushton桨(圆盘斜叶涡轮桨)六种搅拌桨的转速和浸没深度对混合时间、功率、功率准数、混合时间数、混合效率数的影响。结果表明,当搅拌桨的转速为150 r/min时,混合时间随着浸没深度的增加先减小后增大,其中斜叶Rushton桨所需功率最小,混合速率最大,混合效率最高;当浸没深度为25 cm时,六种搅拌桨的混合时间均随着转速的增大而减小,斜叶Rushton桨所需功率最小,混合速率最大,混合效率最高;当转速及浸没深度一定时,斜叶Rushton桨所需功率最小,混合效率最高;斜叶Rushton桨的综合混合性能最优。研究结果为搅拌桨的工业应用提供了实验数据,为后续搅拌桨的优化设计提供了理论依据。
离心式压缩机是石油化工行业天然气管网的关键设备,其高故障率对所属企业会造成较大的经济损失。提出了一种基于本体的离心式压缩机故障诊断方法。首先,以石油化工企业积累的离心式压缩机故障分析报告为知识源,通过本体建模从知识源中提取故障诊断知识,促进故障诊断知识的集成、共享和重用;然后,使用本体软件Protégé构建故障诊断知识库,通过语义Web规则语言SWRL(Semantic Web Rule Language)实现基于规则的推理(Rule?Based Reasoning,RBR),并通过软件Neo4j进行知识存储和查询。采用该故障诊断方法,对离心式压缩机组合成油系统进行了测试。结果表明,该故障诊断方法有效,可提升故障知识的应用效率,并为离心式压缩机诊断决策提供优质的知识基础。
利用分子动力学,分别构建正十二烷、正十八烷和正二十九烷的最低能量构型,研究了含水率(质量分数)不同时油分子与蜡分子之间的相互作用;构建含水率不同的原油乳状液体系的分子动力学模型,研究了水分子溶解在体系后对含蜡原油黏度的影响;比较了蜡分子在含水率不同的体系内的径向分布函数。结果表明,碳数是决定原油分子之间相互作用能的主要因素;随着含水率的增加,分子间的距离变大,而相互作用能变小;水分子溶解在体系中后,蜡分子间的距离和静电相互作用均变大,蜡分子分布变得无序,原油的流动特性得到改善。
油藏历史拟合优化问题属于高维系统最优控制问题,选择合适的优化算法对实现良好的拟合效果至关重要。由于梯度类方法在计算目标函数梯度时存在困难,随机性智能优化算法被广泛应用于油藏优化过程。提出了一种基于实数编码遗传算法(RGA)与连通性模型的油藏历史拟合问题的方法。该方法无须编码解码操作,直接将传统方法求解得到的可行解作为改进遗传算法的初始参数,可有效降低搜索空间的复杂性;在RGA中,采用实数编码直接表示参数,算法能够处理连续变量,可提升搜索的精度和收敛速度;引入自适应选择策略、交叉与变异操作,可进一步优化算法性能。结果表明,RGA能够有效提高拟合效果,并在较短时间内获得较优解,该方法在油藏历史拟合领域具有广阔的应用前景。
风险评价是管道完整性管理的核心工作,也是实现风险预防管理的前提和基础。海底管道的服役条件苛刻,监测和维修难度大,事故后果严重。为了保障海底管道的安全运行,结合新奥LNG外输海底管道舟山段服役条件和运行特点,对其危险因素进行识别,并采用Kent评分法对其进行风险评价,得到了该LNG外输海底管道的相对风险值;根据相对风险值,对该LNG外输海底管道系统的风险管段进行了等级评定。结果表明,海底管道舟山段的相对风险值主要介于100~200,风险等级处于较低水平。同时,提出了针对海底管道舟山段的风险管理措施和建议。本研究可为建立基于风险级别的管理机制及保障海底管道的安全运行提供科学指导和参考依据。