Viscoelastic properties and flow instabilities of aqueous suspensions of cellulosic fibers: Effects of a gelation agent on dispersion,rheology, and flow stability

Processing of concentrated lignocellulosic biomass suspensions typically involves the conversion of the cellulose into sugars and sugars into ethanol. Biomass is usually pretreated via methods like comminution or steam explosion to form fine cellulosic fibers to be dispersed into an aqueous phase for further treatment. The resulting cellulose suspensions need to be pressurized and pumped into and out of various processing vessels without allowing the development of flow instabilities that are typically associated with “demixing”, that is, the segregation of the cellulosic biomass from the aqueous phase via the formation of mats of cellulosic fibers and the filtration of the aqueous phase. Such demixing can prevent continuous processing at high rates. Here, the development of flow instabilities via the demixing effect for cellulose suspensions is demonstrated using capillary and compressive squeeze flows. It is shown that the use of a gelation agent, hydroxypropyl guar gum, at the critical concentration of 0.5 wt% or higher significantly affects the viscoelastic material functions of cellulosic suspensions, improves the dispersive mixing of the fibers within the aqueous phase, and results in the elimination of the flow instabilities and associated demixing effects that are ubiquitously observed during the pressurization and processing of cellulosic suspensions.     

Study on performances of graphite-filled polypropylene/polyamide 6 composites manufactured by fused deposition modeling

The application and development of 3D printing technology are greatly restricted due to the poor performance and single-function of the manufactured products. Therefore, it is still an important topic to develop 3D printing products with excellent performance and multi-functions. In this study, a novel graphite-filled polypropylene/polyamide 6 composite was successfully prepared using fused deposition modeling (FDM, one of the most popular 3D printing technologies). The effects of graphite on printing quality, melt-crystallization behavior and thermal stability of the composites were studied. In addition, the influence of different printing arrangements on the electrical conductivity and mechanical properties of the composite were also studied, and the existing performance regulation mechanisms were deeply explored through the microscopic morphology characterization (graphite sheet orientation and void distribution) and force analysis. This work demonstrates that components with specific performance requirements can be tuned and manufactured using FDM, which further expands the application and development of 3D printing technology in the field of functional composite materials.     

谐振式单开关多路低纹波输出LED驱动器

该文提出一种谐振式单开关多路低纹波输出LED驱动器.所提出的LED驱动器由前级Buck-Boost功率因数校正(PFC)变换器与后级谐振式多路均流输出DC-DC变换器通过一个有源开关整合而成,简化了拓扑结构和控制回路.该LED驱动器利用谐振电容的电荷平衡实现多路输出的均流控制,因此只需控制其中一条输出支路的电流,其他输出支路可实现自动均流.利用宽带宽电压模式控制环路,消除了Buck-Boost PFC变换器输出电压纹波对各输出支路的影响,即实现了多路低电流纹波输出.最后搭建了一台82W的三路恒流输出实验样机,验证了理论分析的正确性.     

空气间隙击穿后放电通道内的气体运动特性

空气间隙击穿后放电通道内气体的运动关系着间隙绝缘强度的恢复,而绝缘强度的恢复程度对输电线路因间隙放电而跳闸后的重合闸成功与否具有决定性的影响.该文采用高速纹影技术,获得棒-板空气间隙击穿后放电通道演化过程的纹影图像,并基于光流法获得了间隙击穿后放电通道内气体速度场的时空分布.观测结果表明:间隙击穿后放电通道内气体运动的平均速度以"双指数"方式衰减;放电通道在边缘处的射流发展成为湍流的概率较小,同时,射流的发展使放电通道先呈现"由弯变直"的趋势,而后逐渐变得不规则;间隙击穿后的初期,靠近棒电极的放电通道内气体的运动方向呈现相反的趋势,这有助于棒电极附近的放电通道先恢复到放电前的状态.     

分段长初级双边直线感应电动机建模分析

分段长初级双边直线感应电动机(LP-DSLIM)系统由若干段单元电机串联或并联组成,为准确描述次级运动过程中单元电机的推力等状态变化和过分段时的暂态过程,该文提出了一种新型单元电机数学模型及分段LP-DSLIM系统模型.首先,对分段LP-DSLIM系统的特点进行分析,通过引入虚拟次级板将每段单元电机耦合的次级延长至与初级等长,以使单元电机初级、次级之间始终保持全耦合;然后,结合耦合因数得到实际次级磁链和初级磁链,以此推导得到新型单元电机数学模型,并基于此建立串联供电和并联供电的分段LP-DSLIM系统模型;最后,有限元计算和实验结果验证了提出的新型单元电机数学模型和分段LP-DSLIM系统模型的正确性.     

电磁式电压互感器"低频过电压激励-响应"逆问题求解

电磁式电压互感器(PT)作为电力系统中已大规模应用的电压感知设备,在低频电磁暂态电压激励下可能出现铁心饱和,引起二次响应电压波形畸变、测量误差激增.通过求解PT的"低频过电压激励-响应"逆问题,由PT二次响应电压计算得到其一次激励电压.该文基于电磁对偶原理建立计及铁心深度饱和特性的PT正向电路模型及其参数提取方法,进而构建其逆向数学模型,提出PT"低频过电压激励-响应"逆问题的求解方法.针对10kV真型PT的低频暂态仿真与试验数据进行"低频过电压激励-响应"逆问题求解方法的验证,结果表明:提出的逆向求解方法可将PT的低频电磁暂态测量误差从65.6％降低至10％,解决了其在低频暂态电压激励下的测量失真难题.     

计及源荷不确定性的独立型交直流混合微网多能源协调优化调度

传统独立型交直流混合微网的可再生能源供电比例高,但储能和其他可控电源容量有限,易出现切负荷或弃风弃光现象.首先,为提高系统的供能可靠性和可再生能源的消纳水平,设计出一种基于氢储系统实现交流、直流、氢气、热力与天然气能源系统深度耦合的能量枢纽结构;其次,为实现设计系统的多能源协调优化调度,构建出一种计及源荷不确定性的两阶段鲁棒优化模型,模型中第一阶段确定所有能源转换和存储设备的运行状态,第二阶段确定最恶劣场景及各设备出力方案,并且可利用不确定度参数灵活调整调度结果的保守性;然后,基于强对偶理论和大M法将优化模型转换为具有混合整数线性形式的主问题和子问题,并采用列与约束生成算法求解;最后,算例分析结果表明所建模型的合理性,求解算法的有效性以及调度结果的鲁棒性和经济性.     

基于改进卷积双向门控循环网络的轴承故障诊断

针对传统深度学习方法没有充分利用轴承信号的时序特点,以及难以处理动态数据的问题,提出一种基于改进卷积双向门控循环神经网络的轴承故障智能诊断方法。采用卷积神经网络从输入信号中提取代表性特征,引入双向门控循环神经网络挖掘故障数据在时间维度上的语义信息,通过注意力机制自适应地对特征图通道赋予不同权值,从而实现高精度的轴承故障诊断。在公开轴承数据集上进行实验,实验结果表明,该方法能够正确地将轴承故障分类,分类精度可达996%。     

基于声发射检测技术的电力电子器件/模块机械应力波综述

针对部分机构已有的能够表征电力电子器件/模块状态的机械应力波研究均分散在信号提取、信号分析和状态表征等方面,没有进行系统总结,该文首先对机械应力波的基础内容进行讨论,总结对比适用于电力电子器件/模块的产生机理、测试检测电路和信号处理方法;随后对电力电子器件/模块机械应力波的研究现状进行综述,归纳总结机械应力波的组成模式、源机制、频域特征与健康状态的对应关系;最后从机理分析、研究对象、信号处理、状态表征和检测装置五个方面对电力电子器件/模块机械应力波存在的关键问题进行分析,并提出未来的研究方向.     

大规模MIMO系统下的低复杂度迫零预编码技术

针对大规模天线技术导致传统迫零(zero-forcing, ZF)预编码复杂度上升的问题,提出了一种低复杂度预编码技术。首先利用对称超松弛迭代(semi-iteration symmetric successive overrelaxation method, SSOR)技术优化信道矩阵求逆复杂度的问题;然后利用切比雪夫半迭代法(semi-iteration, SI)加速SSOR迭代(semi-iteration symmetric successive overrelaxation method, SI-SSOR)的收敛速度,使得ZF预编码可以快速的收敛。实验结果表明,SI-SSOR预编码在误码率和传输速率上都有非常好的性能。切比雪夫半迭代法加速的SSOR预编码技术通过2次迭代就可以近似达到传统ZF预编码性能的95%以上,同时利用相对于迫零预编码更少的计算资源,因此,SI-SSOR预编码技术可以作为无线通信抑制干扰的重要手段。