退化第四纪红黏土重建马尾松林恢复27年后林分直径分布模型研究

应用5种概率分布规律对退化第四纪红黏土重建马尾松（Pinus massoniana）林恢复27a后林分的直径结构进行拟合。结果表明：6种重建模式的马尾松人工林的直径分布均符合Weibull分布,除了模式C符合对数正态分布和Gamma分布外,其它模式的马尾松林分直径分布均不符合正态分布模型、对数正态分布模型、Gamma分布模型和Beta分布模型;模式A,B,C,D的马尾松人工林直径分布曲线偏度值为正值,而模式E,F的马尾松人工林直径分布曲线偏度值为负值;模式A,B,C的峭度为正值,而模式D,E,F峭度为负值。     

葡萄糖水溶液乳化柴油制备工艺参数优化

为了研究葡萄糖作为柴油替代燃料的稳定性和燃油经济性,该文基于稳定性试验数据建立响应面模型,并对葡萄糖水溶液乳化柴油(简称葡萄糖乳化柴油)进行配比优化和试验验证。根据亲油-亲水平衡(hydrophilic and lipophilic balance,HLB)理论和乳化原理,选择制备参数和确定取值范围,得出:HLB值范围5~6.5、复配乳化剂由Span80和Tween80组成、助溶剂为蓖麻油、葡萄糖水溶液体积分数10%~25%和溶液中葡萄糖质量分数10%~25%。根据稳定性试验数据建立响应面模型,并对葡萄糖乳化柴油的配方进行理论优化和试验验证,得到最优的葡萄糖乳化柴油配方(体积分数:复配乳化剂2.43%,蓖麻油1.08%,柴油81.49%,HLB值5.77,葡萄糖水溶液15%和溶液中葡萄糖质量分数16.83%),此时葡萄糖乳化柴油稳定时间为264.2 h,与最优配方参数取整后试验稳定时间误差为4.62%。最后分别用0#柴油、葡萄糖乳化柴油(最优配方)进行稳态试验(European stationary cycle,ESC),试验结果表明,燃用葡萄糖乳化柴油和0#柴油时,发动机油耗量的费用分别为1.786和1.598元/(k W·h)。研究成果可为生物燃料的产业化开发和应用提供参考。     

摇臂式喷头与全射流喷头水滴分布对比试验

摇臂式喷头(impact sprinkler,PY)出口流体为单相水,全射流喷头(complete fluidic sprinkler,PXH)出口流体为气液两相流,为了深入探索2种类型喷头水滴分布的存在规律及差别,该文采用激光雨滴谱仪测量技术对PY及PXH喷头的水滴分布进行试验研究,采用体积加权法分析了这2种喷头在工作压力为150、200、250、300和350 k Pa情况下,距喷头不同距离处的水滴频率分布、水滴累计频率及中数直径的变化规律。结果表明:1)PXH喷头水滴频率普遍小于PY喷头。PXH喷头和PY喷头水滴频率分布分别符合对数正态分布和正态分布;2)PXH喷头水滴累计频率变化更加均匀,2种喷头的水滴直径分布均符合指数函数分布规律,在距离喷头距离较小时,PXH喷头比PY喷头的拟合精度更高,在距喷头距离为4 m下,PXH喷头拟合函数的R2值较PY喷头高3.5%;3)在低压条件下距喷头不同距离时,PXH喷头的水滴分布更加连续及均匀。建立了2种喷头中数直径与工作压力及距喷头距离的函数。该结果完善了多类型喷头喷洒水力学特性,对研究射流运动模型及喷洒的外特性提供了参考。     

牛姆林米槠天然林主要树种直径分布结构特征的研究

运用5种分布函数模型对福建永春县牛姆林米槠天然林主要树种的胸径和地径进行拟合,以筛选出拟合效果较好的分布函数模型,探索其林分直径结构特征。结果表明:1米槠林分直径分布结构应用正态分布模型拟合效果最好;2峭度、偏度和变动系数等特征值可用于描述天然林的生长特点;3正态分布参数可通过较易获取的林分直径实测值来预估,进而预测林分各径阶林木株数、蓄积量及其动态变化,为米槠天然林合理的经营管理提供科学的参考依据。     

超声波红枣清洗机工作参数优化

为了提高制干红枣清洗的质量,设计制造了以超声波为清洗动力的红枣清洗机。分析了超声波清洗红枣机理;以预备试验为基础,确定了清洗机的参数及范围,通过超声波对制干红枣的清洗正交试验,对试验数据进行极差与方差分析表明,当清洗机超声波功率550W,清洗水温60℃,清洗时间4min时,清洗效果最好。在该条件下进行清洗制干红枣原料,洗净率大于96.2%,破损率为0.8%。研究结果可为红枣制干加工企业清洗技术提供参考。     

工程车辆车桥位移谱统计分布建模及分步参数识别

针对非公路用车的车桥实测位移谱统计分布建模中模型选择、参数识别的初值选取主观性大和计算效率低等难题,该文以实测的车桥位移信号为研究对象,分别进行时域分析、频域功率谱分析,对信号进行分组,统计频数,获得统计直方图和累计概率分布曲线。分别采用正态分布、双峰正态分布、威布尔分布和双峰威布尔分布模型对位移谱进行建模,提出分步参数识别方法。引入灰色关联度目标函数,以人工鱼群算法获得的参数作为模型参数的初始值,采用迭代非线性最小二乘法levenberg-marquardt (LM)算法进行精确参数识别,使用相关系数和kolmogorov-smirnov(KS)检验对各模型的拟合优度进行比较。结果表明,混合威布尔分布与统计直方图的相关系数为(0.9800,0.9908,0.9867,0.9665),混合正态分布为(0.9793,0.9904,0.9783,0.9661),威布尔模型为(0.8613,0.9113,0.8618,0.8854),正态模型为(0.8611,0.9127,0.8624,0.8869),混合威布尔模型可以对车桥位移谱进行高精度拟合,而所提出的分步参数识别法可以高效、准确地进行模型的参数识别。研究结果可为车辆疲劳载荷谱的编制和台架试验提供参考。     

超声波辅助离子液体组合物直接制备微藻生物柴油

微藻生物柴油能够解决目前植物原料生物柴油面临的耕地不足、气候变化影响产量并引起农作物价格上涨等突出问题,但传统微藻生物柴油生产过程能源与化学品消耗大,将微藻油脂的提取-酯交换耦合成一个单元,具有较大应用潜力.该研究采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取剂、催化剂,超声波辅助催化微藻直接提取-酯交换制备生物柴油.考察超声波频率、超声波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油摩尔比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较,结果表明,超声波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,能较好地消除醇油界面接触,超声波的引入强化了传质传热过程,与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比,可以缩短酯交换反应的时间,降低反应温度,减少离子液体、甲醇的用量.离子液体[BMIM][HCOO]为提取剂,微藻油脂提取率最高;酸性离子液体催化效果明显高于碱性离子液体,离子液体[SO3H-BMIM][HSO4]为催化剂,微藻油脂转化率最高.当超声波功率240W,频率28kHz,甲醇用量和藻粉质量比为61:,离子液体组合物和藻粉质量比为51:,离子液体[BMIM][HCOO]与[SO3H-BMIM][HSO4]体积比为12:1,反应温度为50℃,超声反应时间50min条件下,生物柴油的转化率可达69.6%.该方法将离子液体溶解提取性能、催化性能及超声波的空化效应相结合,将油脂的提取与油脂的转酯化合二为一,不需先从微藻粉中提取油脂,缩短了工艺,能够实现含油微藻到生物柴油的一步转化.     

超声波辅助对红曲色素提取的影响

为了探讨超声波对红曲色素提取效果的影响,为进一步分离分析红曲色素提供一定的理论依据,通过单因素和正交试验分析,研究了不同频率、功率的超声波辅助对红曲色素提取的影响。结果表明:各因素对红色组分提取效果的影响程度依次为:频率>时间>功率>液料比,对色调的影响程度依次为:液料比>频率>时间>功率。综合考虑超声波对红色组分提取效果和色调两个指标的影响,最优条件为频率45、28kHz双频交替3min,功率120W,液料比1.5∶1,时间30min,该条件下提取得率达到92.84%。超声波对红曲混合色素中不同组分有不同的提取效果,其作用于红曲米粉颗粒,比传统浸提法更易于色素的溶出,可节省时间,提高得率。     

甲醇-调合生物柴油燃烧及排放微粒粒径分布特性试验

为了探究调合生物柴油掺烧甲醇对柴油机燃烧特性及微粒粒径分布的影响,该文利用燃烧分析仪及EEPS 3090型微粒粒径测试系统研究了柴油机燃用甲醇-调合生物柴油微乳化燃料的燃烧过程及微粒数量浓度分布特性。试验结果表明,与燃用调合生物柴油相比,柴油机掺烧甲醇后缸内燃烧压力、压力升高率以及放热率曲线均后移,压力升高率峰值及放热率峰值均增加;当柴油机处于低负荷时,排气中的微粒粒径均处于6~22 nm之间,呈现核态;在高负荷时,微粒粒径处于6~275 nm之间,主要呈现积聚态,且数量浓度呈单峰正态分布。随着甲醇添加比例的增加,核态微粒比例上升,积聚态微粒比例下降,且排气中微粒的总数下降。研究结果为甲醇-生物柴油混合燃料的燃烧及微粒排放控制提供了参考。     

非饱和土壤水分运动参数空间变异特性的统计分析

非饱和土壤水分运动参数的空间变异规律是大区域参数估计的基础。分析秦王川灌区土壤物理性质及水分运动参数空间变异的统计规律。特征曲线与导水率标定系数具有对数正态分布,且与干容重和物理性粘粒含量P_0.01呈直线相关。F检验结果,相关达到显著水平。     

Nanoemulsions prepared by a low-energy emulsification method applied to edible films

Catastrophic phase inversion (CPI) was used as a low-energy emulsification method to prepare oil-in-water (O/W) nanoemulsions in a lipid (Acetem)/water/nonionic surfactant (Tween 60) system. CPIs in which water-in-oil emulsions (W/O) are transformed into oil-in-water emulsions (O/W) were induced by changes in the phase ratio. Dynamic phase inversion emulsification was achieved by slowly increasing the water volume fraction (fw) to obtain O/W emulsions from water in oil emulsions. Composition and processing variables were optimized to minimize droplet size and polydispersity index (PdI). It was found that addition of the continuous phase to the dispersed phase following the standard CPI procedure resulted in the formation of oil droplets with diameters of 100-200 nm. Droplet size distribution during CPI and emulsification time depended on stirring speed and surfactant concentration. Droplet sizes in the inverted emulsions were compared to those obtained by direct emulsification: The process time to reach droplet sizes of around 100 nm was reduced by 12 times by using CPI emulsification. The Acetem/water nanoemulsion was also used as a carrier to incorporate oregano and cinnamon essential oils into soy protein edible films. The resulting composite films containing oregano oil showed better moisture barrier and mechanical properties compared to soy protein films.     

复配乳化剂乳化柴油的经济性和排放特性

为了研究乳化柴油的经济性和排放特性,该文以亲水亲油平衡值HLB（hydrophilic and lipophilic balance）选择复配乳化剂,通过适当的乳化工艺配制乳化柴油,并在1135柴油机上对乳化柴油和纯柴油的经济性和排放特性进行了对比试验。研究结果表明,在柴油机结构参数和调整参数不作改变的情况下,柴油机燃用乳化柴油的碳烟和NOX排放显著降低且有一定的节油效果;添加了助燃剂二茂铁的乳化柴油在降低碳烟、NOX和HC排放方面优势更加明显;含水率的不同对乳化柴油的燃烧有一定影响,综合考虑节油及排放效果,确定了适用本机的较佳含水率体积百分数为13%。该研究结果对于改善发动机经济性和降低排放具有实际的应用价值。     

超声波辅助高氯酸法提取牛肝中左旋肉碱工艺优化

为探索超声波处理对左旋肉碱提取效果的影响,找出最佳的处理技术参数,以牛肝脏为原料,用超声波辅助酸提法提取左旋肉碱,在超声功率、超声时间和料液比3个单因素试验的基础上,采用二次回归通用旋转组合试验设计对左旋肉碱超声波辅助提取工艺进行优化。结果表明,试验中所选参试因子对左旋肉碱提取得率的影响大小顺序为超声波功率、料液比、超声时间。最优工艺条件为:原料用量为100g,在超声功率437W,超声时间15min,料液比1∶5g/mL时,左旋肉碱提取得率达38.37mg/kg。该研究表明超声波技术在左旋肉碱提取工艺中具有较高的应用价值和指导作用。     

超声处理对牦牛乳酶促凝胶流变特性的影响研究

为探究超声牦牛乳的酶促凝胶流变特性,并进一步分析超声后牦牛乳的蛋白疏水性和脂肪球粒径如何影响凝胶网络的形成,本研究以牦牛乳为原料,进行超声处理(时间5 min和10 min,功率300、400和500 W)后,编号为US1(300 W,5 min)、US2(300 W,10 min)、US3(400 W,5 min)、US4(400 W,10 min)、US5(500 W,5 min)和US6(500 W,10 min),以未处理的牦牛乳作为对照(CK),通过小振幅振荡时间扫描获取凝胶形成的流变信息。结果表明,超声处理后牦牛乳的脂肪含量、蛋白质含量以及pH值无显著变化(P>0.05),而均质效率和乳液稳定性显著提高(P<0.05);超声处理能够增加凝胶的储能模量,使得牦牛乳酶促凝胶的弹性增加。US5和US6的储能模量增幅最多(分别为6 824和7 189 Pa),但凝胶时间长。与CK相比,超声牦牛乳US1、US2、US3和US4的凝胶时间分别缩短了1.78、3.72、5.75和4.74 min;超声处理在改变乳蛋白表面疏水性的同时减小了脂肪球尺寸。与CK相比,US3最大荧光强度显著增加了51.22%(P<0.05),脂肪球粒径分布范围为0.300~4.002 μm,集中在1.974 μm处。US4最大荧光强度显著降低了5.31%(P<0.05),脂肪球粒径呈双峰分布,范围为0.131~4.502 μm。综上所述,经过不同时间和不同功率的超声处理后,US1~US6乳蛋白表面疏水性和脂肪球尺寸受到影响的程度不同,使得凝胶网络体系存在差异,从而表现出不同的凝胶特性。本研究为超声技术在牦牛乳凝胶类制品加工中的应用提供了理论基础。     

蚕豆蛋白的提取及NaCl浓度和pH值对其溶解性和乳化性的影响

蚕豆蛋白富含微量元素和人体必需的8种氨基酸,具有较高的开发价值。采用超声提取和水提取的方法提取蚕豆蛋白,研究了NaCl浓度和pH对蚕豆蛋白提取率、沉淀、功能性的影响。在pH值为8～12,超声提取和水提取均有较高的提取率。蚕豆蛋白的等电点在pH4.0～4.2之间。在pH4溶解性和乳化性最低,pH值在4～12时溶解性和乳化性随pH值的升高而升高, pH值为12时溶解性和乳化性最高。NaCl浓度从0 到 1.0 mol/L,溶解性和乳化性升高;当NaCl浓度继续增加,在pH 4、pH 7溶解性和乳化性随之下降。在相同的NaCl浓度和pH值时,超声提取比水提取蛋白的溶解性和乳化性高。该研究为蚕豆蛋白的提取工艺的确定及其在食品中的应用提供依据。     

E类谐振逆变低频超声雾化喷头驱动电路研制

该文提出了一种E类谐振逆变低频超声雾化喷头驱动电路,以基本的E类谐振变换器为基础,结合超声喷头串联谐振时的等效电路,设计并制作了一款高功率、低成本的超声雾化驱动电路。介绍了电路结构、基本原理;分析了E类谐振逆变电路最佳工作状态下的电路特性;给出了最佳状态时理论分析、波形说明及公式推导。在理论参数设计的基础上,结合saber仿真软件对所求的理想参数验证,通过仿真波形图与实验波形图对比,结果表明,理论设计参数很好地符合仿真结果与实际结果。同时,详细分析了晶体管两端的并联电容的大小对电路的影响。     

超声预处理对猕猴桃水分状态及热风干燥特性的影响

为了进一步明确超声预处理技术对猕猴桃及其热风干燥的作用效果,该文研究了200～600W超声功率和10～30 min超声时间对猕猴桃片中水分状态和分布、营养成分和后续热风干燥过程中干燥特性、水分迁移规律,以及干燥后样品的微观结构、色泽和质构特性的影响。超声预处理能够引起猕猴桃片中水分流动的变化和重新分布,从而加快热风干燥过程中水分的迁移和蒸发,并且增加超声功率比延长超声时间引起的水分变化更明显。与对照组未处理的样品相比,超声预处理会引起猕猴片中可溶性固形物、可滴定酸和抗氧化成分的减少。核磁共振成像结果表明猕猴桃片中的水分在热风干燥过程中由外表面向内部逐渐去除,水分含量逐渐降低。超声预处理在猕猴桃片内部产生微观通道和褶皱,从而改变了猕猴桃片内部的水分状态和分布,加速了热风干燥阶段水分的迁移和去除,使热风干燥速率比对照组的样品提高了7.6%～17.5%。此外,超声预处理对猕猴桃片干燥后的色泽没有显著影响(P0.05),并且降低了干燥后样品的硬度、胶着度、咀嚼度和回复性等(P0.05)。综合分析,超声功率400 W作用20 min或600 W作用10 min预处理条件比较合适,该结果为超声预处理技术在猕猴桃热风干燥加工中的应用提供了一定的参考。     

聚丙烯酸钠农用高吸水树脂的辐射制备与性能测试

本文提出了一种特殊的丙烯酸 (钠 )水溶液辐射聚合方法制备高吸水树脂 :丙烯酸水溶液与有机溶剂形成稳定的O W乳化体系 ,将该乳化体系按常规方式进行辐射聚合。小试结果表明 ,该聚合方式具有工艺简单、生产成本低、利于规模化生产等优点 ,克服了单纯水溶液聚合反应热难以排除、干燥十分困难的缺点。在常温常压下 ,该树脂可吸蒸馏水 1 2 0 0ml g,吸自来水 5 60ml g,吸 0 9%NaCl水溶液 1 2 0ml g ;且吸液速度快 ,1min内可达饱和吸水量 ;压力及常温下常压且保水性能优良 ;完全能够满足农业抗旱保水的需要。     

柴油机燃用水乳化柴油着火时刻的化学动力学特性

以4100QBZL-2型增压直喷柴油机为研究对象,利用美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的正庚烷第三版详细模型进行化学动力学计算,对被测发动机上燃用纯柴油,体积分数为:10%。、20%、30%的水乳化柴油时缸内的着火时刻进行模拟研究,并将化学动力学计算结果与试验结果及计算流体力学与正庚烷简化模型(CFD-SKLE)的耦合计算结果进行对比分析。研究结果表明:水乳化柴油所引起的着火时刻延迟是由于乳化燃料中的水分在缸内的物理现象所引起。从化学动力学的角度来分析,乳化燃料内的水分可以促进H、O、OH、HO2等自由基在低温反应(冷焰)阶段的大量生成,为随后的高温(热焰)反应提供了条件,最终使着火时刻提前。通过对掺水后正庚烷氧化反应的敏感性分析可知,水分会在正庚烷氧化的低温反应时期对过氧烷基的异构化过程与过氧化氢酮的分解过程产生了促进作用,从而加速正庚烷氧化的链式反应的进行。