2018年第41卷第12期文章目次

周平 , 曾忠 , 乔龙

2018, 41(12):1-9. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.001

[摘要](1061) [HTML](455) [PDF 1.02 M](807)

摘要:
流体液滴在壁面上的铺展与沉积在工业应用中存在广泛应用，研究非牛顿流体特性对液滴铺展的影响具有重要的实际意义。基于相场法建立了非牛顿幂律流体与牛顿流体的两相流格子Boltzmann模型，引入包括接触角影响的边界条件，模拟了假塑性流体在幂律指数（n）0.5~1.0以及韦伯数（We）5~45时液滴撞击壁面的铺展过程。结果表明：相对于牛顿流体，幂律流体的非牛顿特性会抑制液滴的铺展，且n越小，越有利于液滴沉积。此外，韦伯数越大，液滴越快地达到稳定。

2 放散面积对煤样瓦斯放散特性产生的影响

赵洪宝 , 王宏冰 , 张欢 , 文志杰

2018, 41(12):10-19. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.002

[摘要](730) [HTML](409) [PDF 4.12 M](905)

摘要:
采用自主研发的型煤煤样瓦斯放散试验装置，以自制型煤煤样为研究对象，通过依次密封型煤表面，研究放散面积对型煤瓦斯放散特性的影响。结果表明：随着放散面积的减小型煤瓦斯放散速度减小，这种速度减小值的差距随着放散时间延长而逐渐缩短，放散速度曲线整体近似呈"L"型，但在曲线拐点处出现了速度"超越"现象，并发现在密封型煤两对立面对放散速度的影响比密封型煤两相邻面对放散速度的影响大；不同放散面积的瓦斯累积放散量与时间的关系仍然呈有限单调增函数，即不同放散面积瓦斯放散量随时间变化规律基本一致，但在相同时间段内不同的瓦斯压力下，随着型煤放散面积的减小，瓦斯累积放散量减小。

3 三峡库区澎溪河流域不同高程消落带土壤磷形态特征

方博 , 王超 , 王翀 , 周小明 , 方芳 , 郭劲松 , 李哲

2018, 41(12):20-29. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.003

[摘要](847) [HTML](407) [PDF 733.17 K](799)

摘要:
研究了三峡库区澎溪河流域落干期不同高程消落带土壤不同磷形态分布特征，并分析了各形态磷与土壤理化性质之间的相关性。结果表明，澎溪河流域消落带土壤TP含量均值为599.00 mg/kg，消落带土壤TP、IP含量均沿高程逐渐下降。消落带土壤活性磷（Ac-P）含量明显低于180 m的岸边土壤，155，145 m消落带土壤Ac-P含量低于165 m消落带土壤，与140 m沉积物中Ac-P含量相近，表明频繁的干湿交替会加剧消落带Ac-P的流失。消落带土壤TP、IP和Ca-P均与pH值表现出显著的负相关关系，表明pH对土壤磷形态的含量有着重要影响；OM与Or-P表现出极显著的正相关性，表明有机质的输入在一定程度上会影响Or-P的含量。

4 山前复杂岩性地区低频模型的构建方法

黄诚 , 李鹏飞 , 陈元勇 , 杨宪彰 , 张玮

2018, 41(12):30-35. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.004

[摘要](744) [HTML](436) [PDF 3.70 M](977)

摘要:
山前地带复杂油气藏的准确勘探一直是地球物理勘探中的难题，由于山前地带的地质构造复杂、地层岩性变化大，分析和预测其储层砂体的展布规律很困难。笔者以均匀介质背景下的楔状体模型为例，研究了低频模型对反演结果影响的重要性，并针对塔里木盆地神木地区白垩系舒善河组砂岩的勘探难点，提出利用速度体及反映沉积趋势的属性体补充3 Hz以下甚低频成分以及利用构造层位控制下的井插值模型补充3~10 Hz频率成分，来构建山前地带复杂地质体低频模型的新方法。该方法在库车前陆深层油气勘探目标评价中取得了良好的应用效果。

5 煤层倾角变化对采动覆岩变形规律影响的相似模拟试验研究

施峰 , 王宏图 , 舒才

2018, 41(12):36-45. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.005

[摘要](759) [HTML](344) [PDF 2.02 M](754)

摘要:
为研究工作面开采后顶板变形破坏随煤层倾角变化的规律，以南桐矿区不同倾角的同一煤层开采为工程研究背景，分别选取缓倾斜、倾斜、急倾斜三种煤层倾角进行煤层开采顶板变形破坏规律的相似模拟试验。对相似模型开挖前后图像进行数字散斑相关法处理，得到相似模型煤层开采后顶板覆岩位移及平面总应变等值线云图。通过综合分析顶板位移及平面总应变可知：上覆岩层变形的破坏程度总体上是随煤层倾角的增加呈减小趋势，其下沉剧烈区域和膨胀变形破坏剧烈区域呈逐渐向工作面上山方向发展的趋势；根据顶板位移云图和平面总应变云图中的等值线极值区域特征，确定了缓倾斜、倾斜煤层开采垮落带、裂隙带高度和偏心程度等参数，并根据"压力拱"理论确定了急倾斜煤层开采裂隙带范围；随煤层倾角增大"两带"高度总体上呈减小趋势，且"两带"偏心方向呈向上山方向增加的趋势。

6 响应面法探究花生壳炭吸附水中镍离子的最优改性条件

安强 , 蒋韵秋 , 吴丹青 , 陈泫冰

2018, 41(12):46-54. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.006

[摘要](825) [HTML](376) [PDF 3.57 M](750)

摘要:
为提高对水中镍离子的去除效率，获得高效且成本低廉的吸附材料，以废弃的花生壳为原料自制花生壳炭，并用高锰酸钾和氢氧化钾对其进行改性。利用Box-Behnken中心组合设计实验，采用响应面法得到花生壳炭吸附镍离子的最优改性条件。通过SEM、BET等分析方法对改性前后的花生壳炭进行表征，了解其形貌与结构的变化，并对吸附反应前后的改性花生壳炭进行FTIR分析，初步探讨其对Ni（Ⅱ）的吸附机理。结果表明，最优的改性条件为：热处理温度361℃，氢氧化钾与炭的质量比2.5，高锰酸钾的质量浓度0.76%。用该条件下改性的花生壳炭吸附水中的镍离子，得到的吸附量为85.02 mg/g，是改性前的15.6倍，吸附性能优越，具有良好的实用价值。FTIR结果表明-OH、-NH₂是参与吸附反应的主要官能团，与Ni（Ⅱ）发生共沉淀与络合反应。除此之外，阳离子-π作用也是改性花生壳炭对Ni（Ⅱ）的吸附机制之一。

7 燃煤电厂锅炉PM_2.5现场实测与排放特征研究

杨建军 , 杜利劳 , 马启翔 , 林启才 , 卢立栋 , 刘赵梅 , 徐楠 , 申圆圆

2018, 41(12):55-65. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.007

[摘要](711) [HTML](368) [PDF 911.88 K](798)

摘要:
采用自设固定源PM_2.5稀释采集系统对陕西省关中地区多个燃煤电厂烟气中的颗粒物开展了现场实测与样品化学源组分分析。结果表明：4个燃煤电厂PM_2.5、PM₁₀占颗粒物比重差异较大（PM_2.5占比范围为6.92%~54.34%，PM₁₀占比范围为36.36%~73.02%）；4个燃煤电厂数浓度水平最高值（2.0×10⁴~4.0×10⁵个/cm³）差异较大，相差约1个数量级；燃煤电厂PM_2.5小粒径段颗粒物质量浓度占比大多较低，但其对PM_2.5数浓度贡献却很大（最小值>95%），大粒径段颗粒物则相反；煤粉炉PM₁/PM_2.5较大，占比范围为35.29%~51.35%，循环流化床锅炉PM₁/PM_2.5较小，占比范围为16.62%~21.47%；SO₄^2-是燃煤电厂PM_2.5中最丰富的离子成分，各电厂SO₄^2-占总离子浓度比重范围为50.02~65.52%，Na⁺和Ca²⁺位于第2或第3位；各燃煤电厂主要检出无机元素是Si、Al、Ca、Na、Fe、Na等地壳元素；燃煤电厂PM_2.5、PM₁₀和颗粒物的排放因子范围分别为0.001~0.028 kg/t、0.002~0.086 kg/t、0.003~0.236 kg/t；除尘设施组合越复杂先进，排放因子就可能越小。

8 基于SOC的电动汽车参与电网调频控制策略研究

李宏玉 , 佘超 , 张廷军 , 落文斌

2018, 41(12):66-72. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.008

[摘要](850) [HTML](409) [PDF 465.78 K](1069)

摘要:
大量电动汽车无序接入电网会给电力系统安全稳定运行带来危害。利用汽车入网技术，电动汽车接入电网参与系统调频，但用户出行需求、电池损耗会受到影响。基于此，首先分析了电动汽车动力电池特性，建立了电动汽车参与系统调频模型，通过分析电动汽车动力电池荷电状态概率密度分布，提出考虑电池荷电状态的电动汽车参与系统调频控制策略。最后，模拟了以平抑电网频率波动为目标的电动汽车充放电场景，根据电池荷电状态，基于所提控制策略通Matlab/Simulink仿真，验证了电动汽车参与系统调频实际效果。

9 基于等微增率准则的微电网分布式经济调度方法

徐瑞林 , 杨云 , 李俊杰 , 廖玥熙 , 夏海波 , 陈民铀

2018, 41(12):73-82. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.009

[摘要](851) [HTML](490) [PDF 3.59 M](1125)

摘要:
针对微电网运行成本最小化问题，提出一种微电网的双层经济调度模型，其中上层是进行信息传输的通信网络层，下层为进行电力传输的微电网层。通信网络包含两个子网络，其中第一个网络包含所有agent，第二个网络只包含可控agent。随后建立通信网络的构建规则，系统性地给出从任意通信网络导出分布式控制律的一般方法。从第一个子网络中推导出的分布式控制律能够保证系统的功率平衡，而从第二个子网络中推导出的控制律能够实现系统内可控分布式电源（distributed generation，DG）的发电成本最小化。通过第二个子网络的可控agent的反复迭代，达到增量成本一致，根据等微增率准则，实现所有可控DG的运行成本最小化。最后，设计两个仿真算例，对所提控制律进行测试。仿真结果表明，在可再生能源和负载需求剧烈波动的情况下，提出的方法均能实现微电网的运行成本最小化。

10 考虑概率潮流的分布式电源优化配置

张忠伟 , 王金玉 , 张建波 , 杨洋

2018, 41(12):83-91. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.010

[摘要](777) [HTML](411) [PDF 501.25 K](963)

摘要:
为了解决电动汽车和分布式电源并网为电力系统带来的较强的随机性、间歇性和相关性的问题，以分布式电源和电动汽车的概率模型为基础，建立了以分布式电源总费用、供电可靠性和有功网损为目标函数的优化配置模型，将概率潮流计算嵌入基于成功历史的自适应参数差分进化算法求解目标函数。采用无迹变换利用输入随机变量的均值和协方差近似描述系统状态变量统计特性，直接方便地处理具有不确定性的随机变量。然后利用径向基神经网络求解功率方程，避免了计算雅可比矩阵和偏导，减少了算法运行时间。最后采用基于成功历史的自适应参数差分进化法并行计算多目标函数。通过IEEE33节点配电系统进行仿真，验证了该方法的有效性和高效性，节约了规划成本。

11 锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂的研究进展

游时利 , 方玲 , 许海涛 , 王煜

2018, 41(12):92-100. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.12.011

[摘要](771) [HTML](0) [PDF 5.59 M](391)

摘要:
Li₄Ti₅O₁₂材料具有稳定、安全、寿命长等显著优点，是锂离子电池负极材料的研究热点。介绍了Li₄Ti₅O₁₂的结构特点和储能机制，对制备Li₄Ti₅O₁₂的高温固相合成法、微波合成法、溶胶凝胶法以及其他制备方法进行讨论和概述，同时对离子掺杂、表面包覆和形貌调控等改性研究进行了总结和评述。最后，对Li₄Ti₅O₁₂的发展前景进行了展望。

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