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2019, 39 (6): 0-.
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本期推荐

磷酸盐作为质子传导材料的研究进展
马怡轲，尹艳镇，黄亮亮
2019, 39 (6): 1-09. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.001
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磷酸盐是一类重要的多功能晶体材料，在催化、光致发光、气体储存和分离等方面具有广阔的应用前景。近年来，许多磷酸盐化合物及其衍生物开始用于质子传导材料方面的研究。对质子传导机制做了简要介绍，并从操作温度出发，以100 ℃为分界点，将磷酸盐分为两类介绍了其作为质子传导材料的研究进展，并对其作为质子传导材料所面临的挑战进行展望。
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化学与化学工程

钼多金属氧酸盐催化脂肪酸甲酯环氧化研究
周明东，白雪，卢虹竹，门楠，王景芸
2019, 39 (6): 10-14. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.002
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以钼多金属氧酸盐为催化剂，采用非溶剂法，在温和条件下制备环氧大豆油甲酯。在大豆油甲酯质量为20 g、过氧化氢与C=C物质的量比为1.5、催化剂[(C2H5)4N]4Mo8O26摩尔分数为1.50%、反应温度为55 ℃、反应时间为5.0 h的条件下，获得酸值为0.58 mg(KOH)/g、环氧值为3.73%的环氧大豆油甲酯。该方法催化剂易分离，后处理简便、快捷，产物不含无机酸，避免了无机酸对产品性质分析处理带来的影响。
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Hβ/OMC的制备及吸附脱硫研究
齐玉欢，李剑，刘莹莹，杨丽娜，姚莉，石喆文
2019, 39 (6): 15-20. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.003
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将介孔碳(OMC)与Hβ分子筛复合，制备了复合型吸附脱硫剂Hβ/OMC。采用XRD、BET、FTIR、SEM和TEM等手段对其进行表征，以苯并噻吩（BT）为探针分子，考察了Hβ/OMC的吸附脱硫性能，研究了Hβ/OMC分子筛吸附BT的热力学和动力学规律。结果表明，Hβ/OMC具有微⁃介孔结构，其比表面积、孔容及孔径均高于OMC；Hβ/OMC对BT的饱和吸附硫容量高于OMC；与Freundlich吸附等温模型相比，BT在Hβ/OMC上的吸附更符合Langmuir模型；Hβ/OMC对BT的吸附是自发、放热、混乱程度降低的过程，采用拟二级动力学方程比拟一级动力学方程对吸附过程描述得更好。
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硅烷偶联剂对Fe3O4@SiO2的表面修饰及性能
梁纪灵，王立群，刘丽娟，田莉，张伦秋，王卫强
2019, 39 (6): 21-26. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.004
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通过Stöber水解⁃缩聚法制备了分散性良好的类球形Fe3O4@SiO2纳米颗粒（记为S1），其粒径为300～430 nm。为探讨硅烷偶联剂中碳原子数对磁性颗粒疏水性的影响，分别以甲基三乙氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基三乙氧基硅烷修饰Fe3O4@SiO2颗粒表面（所得产品分别记为S2—S5），并通过TEM、SEM、XRD、FTIR及TGA进行表征。结果表明，磁性颗粒的静态接触角θW分别为10.6º、42.6º、113.6º、128.0º和148.3º，随着修饰物中碳原子数的增加，接触角逐渐增大；表面疏水链包覆量分别为0.005、0.087、0.092 g/g和0.087 g/g。4种有机硅修饰的磁性颗粒均可去除水面浮油，其中正十二烷基三甲氧基硅烷修饰的磁性颗粒浮油去除效果最佳。
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接地极雾化电晕放电除尘器的研究
苗 琪，杜胜男
2019, 39 (6): 27-30. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.005
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　随着经济的快速发展和排放标准的日益严格，粉尘的去除一直是研究的热点。设计了一种新型的接地极雾化电晕除尘器。该除尘器在放电过程中，对颗粒物荷电的同时使线电极表面液体雾化，从而有效去除粉尘。在试验过程中，首先设定进气的气流速度为1 m/s和3 m/s，改变线电极表面覆盖液体流量及气流方向，研究了接地极雾化负电晕放电伏⁃安特性。其次，设定线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min，研究了接地极雾化负电晕放电装置中顺向气流和逆向气流下气流速度对除尘效率的影响。最后，为了研究接地极雾化电晕放电除尘器对高比电阻粉尘的除尘能力，在气流速度为1 m/s的逆向气流中，将比电阻为1.2×1012 Ω·m的水泥粉尘作为高比电阻粉尘进行了试验。结果表明，随着气流速度的增加，除尘效率降低。当气流速度较大的条件下，气流逆向流动时的放电电流比顺向流动时大；在线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min时，接地极雾化负电晕放电的电流最大。接地极雾化电晕放电除尘器最优条件为：线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min，逆向气流速度为1 m/s。相对于传统的干式电晕放电反应器，接地极雾化电晕放电除尘器对高比电阻粉尘具有更高的除尘效率。
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城市垃圾焚烧飞灰高温熔融处理实验研究
张楚，王爽
2019, 39 (6): 31-35. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.006
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利用高温管式炉对生活垃圾焚烧飞灰进行了高温熔融特性分析，包括飞灰在高温下的物质迁移和熔融玻璃体的浸出分析。结果表明，随着反应温度增加，飞灰熔融产生的熔渣相对原始飞灰量依次下降，飞灰高温挥发物增加。经检测，玻璃体满足危险废弃物毒性浸出标准。熔融后的玻璃体密度是飞灰堆积密度的5倍，有很好的减容效果。飞灰中大部分Cl元素挥发至气相和二次飞灰中，Cl-进入气相对熔融系统造成的腐蚀等影响将是未来需解决的工艺问题。
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石油与天然气工程

基于自动化压井系统的置换法压井技术研究
刘文远，李相方，胡瑾秋，罗方伟，李轶明，梁爽
2019, 39 (6): 36-42. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.007
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随着科学技术的发展，压井技术的自动化、智能化成为油气井控技术发展的重要方向。针对目前置换法压井效率低、安全性不足及压井自动化程度低的情况，基于置换法压井的基本原理及参数计算模型，提出了一种自动化置换法压井的设计方案，并对影响压井设计的重要参数进行了敏感性分析。自动化压井系统的实时监测及参数计算准确度直接影响压井设计的合理性，在完善模型计算精度的同时，还需要配置高准确性的压井监测设备，希望研究结果能为相关研究人员提供一定的研究基础，并为现场施工提供一定的理论支撑。
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特高含水期强非均质油藏剩余油研究新方法
李金蔓，霍宏博，胡勇，张雷，李金泽
2019, 39 (6): 43-47. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.008
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　渤海Q油田储层纵向及平面非均质性强，地质模型建立难度大，且存在特高含水期油藏数值模拟历史拟合准确率低的问题。基于渗流力学理论，生产测井资料与流线模拟相结合，利用生产测井资料提供的单层产液量和含水率及分层注入量等数据，判断流体运移规律，确定油藏内任意一点上的剩余油饱和度及其分布。应用该方法，渤海Q油田进行注水单元流场调控，提出增注、卡层、堵水等措施，单井产量增加14倍，油田年产油量负递减。实践表明，生产测井资料与流线模拟结合可有效识别剩余油分布，为特高含水期强非均质油藏的开发调整提供科学理论依据。
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洪水灾害下管道的力学计算
刘旭，王岳
2019, 39 (6): 48-53. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.009
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为了研究流动水动力、浮力、管体以及输送介质重力、土壤地基抗力对管道的共同作用，建立洪水作用下的管道力学分析模型，选用数值分析方法和有限元方法计算了管道的应力及应变。结果表明，两种方法的计算结果较接近。依据该有限元模型，分析了洪水流速和穿越距离对管道应力及应变的影响。结果表明，当流速大于3.0 m/s时，管道应力和应变随流速的增加趋势加大；当穿越距离增加时，堤岸处管道最大应力和轴向应变逐渐增大，但增幅逐渐减小；当穿越距离小于160 m时，河流中部管道的应力和轴向应变随着穿越距离的增加而增大，当穿越距离大于160 m时，应力和轴向应变随着穿越距离的增加而略有减小。对榆⁃济线埋地悬空管道进行了安全评估，结果可知即时应力为178 MPa，悬空管道安全。
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一种发电和CO₂捕集相结合的LNG 冷能利用系统
杨枫桐，张丽，田宇航，潘振，李萍
2019, 39 (6): 54-60. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.010
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温室效应的加剧使人们的碳捕集意识逐渐提高。针对碳捕集问题，将CO₂超临界朗肯循环和有机朗肯循环相结合，对原有燃气轮机废气发电系统进行改进，提出了一种废气发电与CO₂捕集相结合的LNG冷能梯级利用系统。利用Aspen Plus软件对系统进行热力学模拟计算，详细分析了蒸发压力和蒸发温度对系统热力学性能的影响。结果表明，提高CO₂超临界朗肯循环的蒸发压力和蒸发温度，对系统的净输出功和热效率有积极影响；有机朗肯循环的蒸发温度达到250 ℃后，其余热回收率达到最大值且不再随蒸发压力发生变化；系统净输出功可达251.6 kW，余热回收率为92.00%，㶲效率为57.00%；CO₂液化量达到883.6 kg/h时，可减少CO₂排放量763万t/a。研究成果对保护环境具有重大意义。
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机械工程

压力管道对接环缝相控阵检测的可靠性分析
曹恩铭，韩建荒，张国福，宋振
2019, 39 (6): 61-66. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.011
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为研究超声相控阵检测技术应用于压力管道对接环缝检测结果的可靠性，选取φ273 mm×13 mm的20号钢管对接环焊焊缝进行研究。焊缝区域分成长度相同的6个区域，其中分别预埋5种缺陷。使用相控阵设备、射线装置和衍射时差法超声检测设备，分别对焊缝进行检测。采用相控阵设备测量各缺陷的相关数据，并与射线检测所得缺陷长度和x轴定位数据进行对比，同时与衍射时差超声检测法所测缺陷自身高度数据进行对比。结果表明，相控阵超声检测技术应用于压力管道焊接缺陷检验可靠性较高；在焊缝返修和缺陷记录方面，相控阵超声检测技术的综合能力优于衍射时差法超声检测技术和射线检测技术。
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核岛二回路蒸汽限流器流场分析
钱伟峰，石成江
2019, 39 (6): 67-71. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.012
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蒸汽限流器是核电站蒸汽发生器的重要组成部分，是保证反应堆安全运行不可缺少的保障措施。基于CFD数值模拟的方法，对比研究了两种主流文丘里管式蒸汽限流器的流场特征和关键性能。结果表明，十九嘴蒸汽限流器的限流量比七嘴蒸汽限流器高6%，其压力损失也仅为七嘴蒸汽限流器的67.3%。研究结果可为蒸汽限流器的设计和选型提供依据。
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基于动态贝叶斯网络的煤粉加压输送系统可靠性分析
赵志博，多依丽，孙铁
2019, 39 (6): 72-77. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.013
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为解决煤粉加压输送系统动态失效问题，提出一种基于动态贝叶斯网络的可靠性评估方法。首先，在分析煤粉加压输送系统的结构与功能的基础上构造事故树模型，并根据事故树模型向动态贝叶斯网络转化的规则，建立煤粉加压输送系统的可靠性分析模型。然后，引入维修因素、时间序列，利用动态贝叶斯网络的两向推理能力，确定煤粉加压输送系统的薄弱环节和可靠度的动态变化规律。结果表明，该方法可有效描述煤粉加压输送系统的动态特性，分析结果符合实际工况。
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信息与控制工程

协作机器人机构运动可靠性研究
王帅，高鹏
2019, 39 (6): 78-83. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.014
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机构在运动过程中受到多种随机因素的影响。为提高机构运动可靠性，在设计之初对其进行运动可靠性评估十分重要。基于D⁃H法和有限元法建立协作机器人机构误差模型，使用四阶矩法建立机构运动可靠性模型，基于包络函数法建立机构运动区间可靠性模型，使用ADAMS建立含间隙刚柔耦合参数化模型，利用ADAMS/insight对协作机器人进行运动可靠性仿真，并计算9 s内的运动可靠度。通过和蒙特卡洛仿真（MCS）对比，证明了四阶矩法和包络函数法在分析运动可靠性问题上的优势。
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基于改进LMD及LSTSVM的管道泄漏检测与定位
史长青，郎宪明，张琳，李平
2019, 39 (6): 84-90. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.015
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在管道泄漏检测中，管道首末两端采集压力信号的噪声会影响泄漏检测的准确性和泄漏定位的误差。为了最大程度地降低噪声的干扰，提出改进局域均值分解(LMD)方法，该方法在外界噪声特征未知的情况下，有效提取与泄漏信号相关的乘积函数(PF)。根据测试信号的PF和参考信号相关分析的峰值,获取包含主要泄漏信息的PF分量并进行信号重构,重构信号再经过小波分析进一步消噪。在此基础上，按照时域特征和波形特征提取信号特征值输入最小二乘双支持向量机(LSTSVM)中，用以区分不同工况。根据经过小波消噪后的重构信号，采用广义相关分析法获取泄漏信号到达首末两端负压波信号的时延估计，并结合泄漏信号传播速度实现泄漏点定位。通过环道现场实验，对管道各种工况信号进行处理分析。结果表明，该方法能有效识别不同工况及泄漏定位。
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基于整体和个体分割融合的双人交互行为识别
魏鹏，曹江涛，姬晓飞
2019, 39 (6): 91-. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2019.06.016
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在人类交互行为识别领域，基于RGB视频的局部特征往往不能有效区分近似动作，将深度图像（Depth）与彩色图像（RGB）在识别过程中进行融合，提出一种融合Depth信息的整体和个体分割融合的双人交互行为识别算法。该算法首先分别对RGB和Depth视频进行兴趣点提取，在RGB视频上采用3DSIFT进行特征描述，在Depth视频上利用YOLO网络对左右两人兴趣点进行划分，并使用视觉共生矩阵对局部关联信息进行描述。最后使用最近邻分类器分别对RGB特征和Depth特征进行分类识别，进一步通过决策级融合两者识别结果，提高识别准确率。结果表明，结合深度视觉共生矩阵可以大大提高双人交互行为识别准确率，对于SBU Kinect interaction数据库中的动作可以达90%的正确识别率，验证了所提算法的有效性。
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