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2019, 39 (1): 0-.
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本期推荐

光催化水解制氢反应器温度场的数值分析
李锦宽， 杨德伟， 李豪博， 王皓， 王富强
2019, 39 (1): 1-9. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.004
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以太阳能光解水制氢为背景，采用计算流体力学软件结合二次开发，对太阳能光催化反应器内部的传热过程进行了数值分析。建立了高质量的结构化六面体光催化反应器网格，对太阳能光催化反应器模型的温度分布特性进行数值分析研究，编辑高斯热流，并结合太阳能光催化分解水制氢活性评价系统实验台进行模型验证。重点研究在全光谱作用下太阳辐射对于反应器以及反应器内部流体温度分布的影响，研究在不同工况下温度分布差异以及原因。
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化学与化学工程

应用OP⁃12复配型乳化剂的辽河稠油乳化降黏实验研究
戴名扬， 吴玉国， 李小玲， 崔连来， 吴玉良
2019, 39 (1): 10-14. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.002
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为了实现辽河油田欢喜岭采油厂稠油的乳化降黏，在乳化剂质量分数为30%、乳化温度为50 ℃、水浴时间为1 h、搅拌速度为200 r/min、搅拌时间为5 min、剪切速率为16.9 s^－1的条件下，考察了单一乳化剂质量分数0.7%，油酸钠质量分数0.8%。最优复配型乳化剂与稠油可形成稳定的乳状液，且黏度可从1 020.9 mPa•s降至72.0 mPa•s，降黏率达到92.95%；最优复配型乳化剂与稠油形成的乳状液稳定性优于单一乳化剂
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聚酰胺分离纯化金花葵花总黄酮的工艺研究
孙一焱， 王菲， 臧彩娟， 吴庆雪， 张诗嘉
2019, 39 (1): 15-18. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.003
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  利用聚酰胺柱层析对金花葵花总黄酮的分离纯化条件进行了研究。以金花葵花总黄酮质量浓度为指标，通过考察聚酰胺树脂对黄酮的吸附和解吸能力，筛选出聚酰胺柱层析分离纯化金花葵花总黄酮的最优参数。结果表明，当金花葵花总黄酮的上样液质量浓度为4.68 mg/mL、pH为4~5，在1.5 mL/min的吸附流速下上样1.5 BV时，可达到吸附饱和。接下来用3.0 BV水淋洗去杂质，再用5.0 BV 体积分数为80%乙醇解吸液，在1.5 mL/min的解吸流速下进行解吸，树脂每使用5次需要进行一次再生处理，此时分离纯化效果最佳。该研究结果为金花葵花的深入开发和应用提供了依据。
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一种新型水溶性聚酯的合成及性能研究
柳伟
2019, 39 (1): 19-24. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.004
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聚酯具有独特的可生物降解性、生物可吸收性及生物相容性。现有聚酯产品生产原料一般来源于石油化工材料，并非生物质材料。以亚甲基丁二酸（IA）、磺化产物丁二酸⁃2⁃甲基磺酸钠(ISNa)和1,4⁃丁二醇(BD)为原料，采用直接酯化⁃缩聚法制备了一种新型水溶性聚亚甲基丁二酸丁二醇酯（PBIINa）。考察了催化剂种类、缩聚时间、体系温度等对PBIINa性能的影响。利用傅立叶红外光谱（FT⁃IR）、核磁共振氢谱（1H⁃NMR）对产物结构进行表征，并检测该聚酯的水溶性。结果表明，该聚酯的最佳合成条件为：酯化反应时间5.0 h、酯化反应温度180 ℃、 n（BD）/n（IA）/n（ISNa）=1.00∶0.88∶0.17，催化剂SnCl2、体系压力0.1 MPa、缩聚反应时间2.5 h、缩聚反应温度160 ℃。
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材料科学与新能源

红光响应性PSDM⁃MTPP形状记忆水凝胶的制备与性能
钱网秋， 赵三笑， 王金金， 林娜， 海春杰， 王晓蓉， 张洪吉
2019, 39 (1): 25-30. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.005
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以N,N’⁃亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，丙烯酸十八酯（SA）为疏水性单体，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）为亲水性单体，乙烯基卟啉（MTPP）为光热单体，通过自由基共聚合成功制备了具有红光响应性的PSDM⁃MTPP形状记忆水凝胶。结果表明，PSDM⁃MTPP水凝胶在较低的入射光强（<528 mW/cm2）与较短的辐照时间下便能回复至初始形状，并且能实现临时形状与初始形状之间多中间状态的保持及区域选择性回复。这种具备快速响应、高回复率、远程控制及空间选择性的形状记忆凝胶在生物医学领域具有潜在的应用价值。
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配合物[Cu(2,6⁃pidic)(H2O)2]2的晶体结构和磁性质
张晓帆， 曹慧， 郭帅， 李成龙， 高肖汉， 吕雪川
2019, 39 (1): 31-34. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.006
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通过水热合成法合成了铜⁃2, 6⁃吡啶二甲酸的配合物[Cu(2,6⁃pidic)(H2O)2]2的单晶，配合物属P⁃1空间群，晶胞参数为a=0.469 92(2) nm、b=0.893 20(3) nm、c=1.030 36(6) nm。配合物分子互不连接，每个晶胞中含2个分子，中心铜离子为5配位。配合物的磁性质测试结果表明，中心铜离子间为反铁磁性作用。
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含锆复合氧化物催化剂的制备方法研究进展
张宏， 白英芝， 王海彦
2019, 39 (1): 35-38. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.007
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复合氧化物因其优异的物化性能引起研究者的极大兴趣，而含锆的复合氧化物在催化加氢脱硫、加氢脱芳烃、环己酮肟气相 Beckmann 重排反应、有机污染物脱除等方面应用广泛。文章综述了含锆复合氧化物催化剂的三种主要制备方法（溶胶凝胶法、水热合成法、共沉淀法）以及这三种方法的缺陷与优势，也简要介绍了一些其他的制备方法。
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石油与天然气工程

基于CFD的埋地天然气管道泄漏扩散数值分析
张伯扬， 马贵阳， 王凯， 黄梦杰， 陈树军
2019, 39 (1): 39-43. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.008
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受地质灾害、腐蚀缺陷、第三方破坏等因素的影响，油气管道在安全运输方面存在诸多隐患，因此研究埋地天然气管道泄漏扩散规律对泄漏点预测定位、应急预案制定具有重要的现实意义。通过对埋地天然气管道泄漏扩散过程进行数值模拟，分析了泄漏速度、风速以及环境温度对CH4体积分数的影响，总结了扩散规律。研究结果可为埋地天然气管道泄漏点准确定位及应急预案提供理论支撑。
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一种新的地化参数交汇图版的建立与应用 ——以尼日尔Agadem地区的应用为例
张新新
2019, 39 (1): 44-50. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.009
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应用常规的二维、三维地化交汇图版对油水分布关系复杂的储层进行解释分析时，受单一两参数或三参数之间含油性、含水性表征不明确的影响，很难准确地对油水层进行分析解释。以试油验证的地化数据为基础，从最直接反映储集层内油、气、水分布关系的地化热解参数入手，建立了由4个地化参数构建、3个二维子图版拼接组成的综合交汇图版，实现地化参数交汇图版内样品点含油性与含水性的综合对比分析，同时结合热解气相色谱分析技术、常规地质荧光分析技术对储层流体进行解释分析，得出最终解释结果。该图版解释方法在尼日尔Agadem地区应用后，取得了很好的效果。
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起伏地区天然气管线清管过程分析研究
马玺文， 王卫强， 伍盛一， 杨小辰
2019, 39 (1): 51-55. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.010
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研究清管过程中气液两相流流动特征，有助于管线本身及上下游设备的设计和操作。因此，采用多相流瞬态模拟软件OLGA，对起伏地区天然气管线清管过程中气液两相流动规律进行了研究，重点分析了清管过程中的流型、压力、持液率、清管速度、积液量等参数的变化规律。结果表明，由于清管过程中地形起伏较大，气液两相流体出现了分层流、段塞流和环状流等3种流型；管道入口处压力最大，沿程压力逐渐减小，压力波动情况与流体持液量和地形有关；清管器速度总体上波动不大，平均速度为3.5～3.8 m/s；清管过程中出现的最大液塞段长度达到3 851.0 m；持液率不断变化，最大清出液量接近300 m3。研究结果对地形起伏地区天然气管线的清管作业具有一定的实际指导意义。
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变径管对成品油顺序输送混油量影响数值研究
杨兴雷， 王 岳， 王志强， 臧强斌
2019, 39 (1): 56-60. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.011
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为研究变径管对成品油顺序输送混油量的影响，应用多相流模型，将90#汽油与0#柴油两种油品作为交替输送对象，对成品油管道的变径方式及变径角度对成品油顺序输送混油量的影响进行数值计算，得到了混油量分布情况，并对其结果进行了分析。结果表明，混油进入突扩管中，混油段长度增长速度明显降低，混油段长度也出现短时间的减小，而后混油段长度增长速度明显加快，但低于变径前的水平，且随着变径角度的增加，混油段长度均有不同程度的减小；混油段流入渐缩管后，混油段长度增长速度显著变大，而后出现减小的趋势，但仍高于变径前的水平，且随着渐缩管变径角度的增加，混油段长度均有不同程度的增加。
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机械工程

基于ANSYS的井下齿轮传动系统振动分析
徐晶晶， 石成江， 高鹏
2019, 39 (1): 61-64. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.012
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为研究井下齿轮传动系统的振动特性，基于三维建模软件CREO建立井下齿轮传动系统主、从动齿轮的三维几何模型，采用大型分析软件ANSYS，建立了井下主、从动齿轮的有限元仿真模型，并通过读取结果文件中井下主、从动齿轮在不同阶数下的固有频率及对应振型，直观地分析了井下主、从动接触齿轮的动态特性。该振动分析结果可为传动机构设计阶段优化齿轮参数以远离外界激励频率提供理论参考，从而避免齿轮传动系统发生共振，并有效地提高齿轮传动系统的疲劳强度。
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汽轮机转子⁃轴承系统的不平衡响应分析
富露霞， 曹名慧， 朱向哲
2019, 39 (1): 65-70. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.013
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汽轮机内部转子-轴承系统的动力响应特性直接关系到其使用性能的优劣。使用有限元法对转子⁃轴承系统进行了建模，考虑轴承刚度对系统临界转速的影响，对同一转速和不同转速下的不平衡响应特性进行了详细讨论，确定了系统的敏感位置，为汽轮机的优化设计提供了理论依据。
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含未熔合缺陷的三通管安全性分析
李思雨， 张巨伟， 林海波
2019, 39 (1): 71-76. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.014
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含三类不同未熔合缺陷的三通管件应力集中系数K的理论解析十分复杂。因此，采用有限元数值分析软件，建立在内压载荷作用下含所研究缺陷三通管的有限元模型，经过计算得出4个影响因素下的应力集中系数K及其变化规律。结果表明，含三类不同未熔合缺陷的三通管在肩部及领口区域应力集中系数K相对较大，且应力集中现象严重，应力集中系数K随缺陷的轴向长度、深度的增加而缓慢增大，随缺陷环向长度的增大而迅速减小。
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信息与控制工程

一类状态受控椭球特性的时滞系统的鲁棒控制
李阳， 赵晓颖， 常东超， 张丽镯， 范传强
2019, 39 (1): 77-81. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.015
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旨在针对一类范数有界不确定扰动离散系统提出稳定性分析判定标准。区别于传统的一般状态有界，该系统的状态受控于一种新颖的椭球外壳约束。基于李亚普诺夫方法，运用线性矩阵不等式技术表示出具有时滞的准则，给出了状态反馈控制律，保证了该类扰动时滞系统的渐近稳定性。这种线性矩阵不等式的评价标准，可以通过目前凸优化技术有效求解。数值例子表明了所提方法的有效性。
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6⁃PTRT并联机器人工作空间分析
康海潮， 邓子龙， 罗琳
2019, 39 (1): 82-89. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.016
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针对6⁃PTRT并联机器人，基于运动学逆解分析了对工作空间起约束作用的各限定因素，应用三维边界搜索法对工作空间进行空间内的搜索，然后通过MATLAB软件进行仿真，使工作空间形状及分布特点得到可视化；应用极坐标搜索法进行了工作空间体积的求解。采用控制变量法，通过分析各结构参数与工作空间的关联性，明确了各结构参数对工作空间分布及体积的具体影响。这对6⁃PTRT并联机器人结构设计和实际应用具有重要的指导意义。
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基于多特征的火灾监控系统设计
卢鑫， 曹江涛， 姬晓飞， 秦跃雁
2019, 39 (1): 90-96. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.017
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随着网络摄像机的普及以及图像处理技术的不断发展，基于视频的火灾监控系统得到越来越多的关注。目前基于视频的火灾监控系统的常用方法是通过对火灾发生后产生的火焰进行检测，其缺点在于报警时火灾已经发生。提出的火灾检测系统首先通过运动检测和烟雾刚出现时的运动特征找出疑似烟雾区域，在此基础上在疑似烟雾区域内进行烟雾和火焰联合检测。其中烟雾检测采用烟雾颜色特征以及纹理特征相结合方式，火焰检测采用火焰RGB、HSI两种颜色特征相结合方式，以此提高检测的准确率。实验结果表明，系统可以在火灾蔓延前提供报警并准确检测出火灾着火点的位置，验证了所提方法的有效性。
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基于优化BP神经网络的铝箔封口检测研究
赵士龙， 李维军， 石成江
2019, 39 (1): 97-100. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.01.018
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提出一种高效率和高精度的铝箔封口完整密封性检测方法。首先，通过红外线热像仪获取铝箔封口处的热像图，然后利用MATLAB软件批量获取热像图的信息，再对其进行图像预处理。随后用遗传算法对BP神经网络进行优化，进行图像特征提取与分类识别。实验结果证明，此密封性检测方法识别率高、训练时间短，为后续的铝箔封口生产线中的密封不良产品自动筛选和剔除提供了保证。
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