2018年33卷第2期
2018, 33(2): 1-6.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.001
摘要:
以硅藻土为主要原料、TiCl4为钛源，采用水解沉淀法制备了一种新型环保材料——纳米TiO2/硅藻土基多孔陶粒复合材料.检测其在1 m3环境舱内对室内甲醛的去除效果，结果表明：在紫外光照射下，该复合材料对甲醛具有良好的去除效果，在120 min时，甲醛去除率最高，达到97.8%.将该复合材料用作空气净化器芯体，对新装修房屋空气污染问题的解决将发挥积极作用.
以硅藻土为主要原料、TiCl4为钛源，采用水解沉淀法制备了一种新型环保材料——纳米TiO2/硅藻土基多孔陶粒复合材料.检测其在1 m3环境舱内对室内甲醛的去除效果，结果表明：在紫外光照射下，该复合材料对甲醛具有良好的去除效果，在120 min时，甲醛去除率最高，达到97.8%.将该复合材料用作空气净化器芯体，对新装修房屋空气污染问题的解决将发挥积极作用.
2018, 33(2): 7-12.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.002
摘要:
以硅藻土为主要原料制备硅藻土基多孔陶瓷，在其表面浸渍以硅藻土、电气石、烧结助剂为原料制备的釉料，低温煅烧制备出电气石修饰硅藻土基内墙材料，并研究了其对甲醛的去除效果.结果表明：电气石修饰硅藻土基内墙材料的主晶相为石英和相应的电气石晶相，该材料具有较大的比表面积和丰富的孔洞，釉层中电气石的环保性能也得以保留；该材料在甲醛初始质量浓度为0.312 mg/m3的1 m3的环境舱内，净化360 min后，舱内甲醛质量浓度降为0.089 mg/m3，甲醛的去除率达71.4%，说明该材料对室内空气中的甲醛具有良好的吸附、去除效果.
以硅藻土为主要原料制备硅藻土基多孔陶瓷，在其表面浸渍以硅藻土、电气石、烧结助剂为原料制备的釉料，低温煅烧制备出电气石修饰硅藻土基内墙材料，并研究了其对甲醛的去除效果.结果表明：电气石修饰硅藻土基内墙材料的主晶相为石英和相应的电气石晶相，该材料具有较大的比表面积和丰富的孔洞，釉层中电气石的环保性能也得以保留；该材料在甲醛初始质量浓度为0.312 mg/m3的1 m3的环境舱内，净化360 min后，舱内甲醛质量浓度降为0.089 mg/m3，甲醛的去除率达71.4%，说明该材料对室内空气中的甲醛具有良好的吸附、去除效果.
2018, 33(2): 13-19.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.003
摘要:
以无害处理的铀尾矿为主要原料，制备了一种新型环境功能材料——铀尾矿基多孔陶粒，并考察其对对苯二酚的吸附能力.结果表明，当pH=7时，铀尾矿基多孔陶粒对对苯二酚的吸附效果最好，去除率和吸附量分别为91.2%和4.56 mg/g；铀尾矿基多孔陶粒对对苯二酚的吸附过程中液膜扩散占据主导，用准一级动力学方程描述更为准确；Langmuir方程和Koble-Corrigan方程对吸附等温线的数据拟合度较高，铀尾矿基多孔陶粒吸附特性符合单层分子层定点位吸附，且属于非均匀的复合吸附体系；液膜扩散模型对铀尾矿基多孔陶粒吸附对苯二酚过程有较高的拟合度，其相关系数R2=0.847 8，速率常数k=0.041 7.
以无害处理的铀尾矿为主要原料，制备了一种新型环境功能材料——铀尾矿基多孔陶粒，并考察其对对苯二酚的吸附能力.结果表明，当pH=7时，铀尾矿基多孔陶粒对对苯二酚的吸附效果最好，去除率和吸附量分别为91.2%和4.56 mg/g；铀尾矿基多孔陶粒对对苯二酚的吸附过程中液膜扩散占据主导，用准一级动力学方程描述更为准确；Langmuir方程和Koble-Corrigan方程对吸附等温线的数据拟合度较高，铀尾矿基多孔陶粒吸附特性符合单层分子层定点位吸附，且属于非均匀的复合吸附体系；液膜扩散模型对铀尾矿基多孔陶粒吸附对苯二酚过程有较高的拟合度，其相关系数R2=0.847 8，速率常数k=0.041 7.
2018, 33(2): 20-26.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.004
摘要:
以山楂浸提液中黄酮提取量为指标，选取浸提时间、乙醇体积分数和料液比（m/V）为主要影响因素，进行山楂黄酮乙醇热浸提工艺的优化研究.在单因素试验基础上，通过响应面优化得到山楂黄酮的最佳热浸提条件为：料液比1：6，乙醇体积分数60%，浸提时间80 min.该条件下的黄酮提取率达到98.12%.
以山楂浸提液中黄酮提取量为指标，选取浸提时间、乙醇体积分数和料液比（m/V）为主要影响因素，进行山楂黄酮乙醇热浸提工艺的优化研究.在单因素试验基础上，通过响应面优化得到山楂黄酮的最佳热浸提条件为：料液比1：6，乙醇体积分数60%，浸提时间80 min.该条件下的黄酮提取率达到98.12%.
2018, 33(2): 27-34.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.005
摘要:
针对调味海藻在加工和贮藏过程中经常会出现色泽品质劣变为黄褐色的问题，通过感官评价和仿生技术的联用，得出添加柠檬黄0.085 g/kg和亮蓝0.009 68 g/kg的调味海藻最优染色配方.该条件下生产的调味海藻，相比较国内外主流合格产品，其色泽品质明显提高.依据《食品添加剂新品种管理办法》的相关规定，使用预算评估法对调味海藻染色配方中的柠檬黄和亮蓝进行暴露风险评估，结果表明：该配方中柠檬黄和亮蓝的使用量其理论每日最大暴露量均低于ADI值，满足安全性要求.
针对调味海藻在加工和贮藏过程中经常会出现色泽品质劣变为黄褐色的问题，通过感官评价和仿生技术的联用，得出添加柠檬黄0.085 g/kg和亮蓝0.009 68 g/kg的调味海藻最优染色配方.该条件下生产的调味海藻，相比较国内外主流合格产品，其色泽品质明显提高.依据《食品添加剂新品种管理办法》的相关规定，使用预算评估法对调味海藻染色配方中的柠檬黄和亮蓝进行暴露风险评估，结果表明：该配方中柠檬黄和亮蓝的使用量其理论每日最大暴露量均低于ADI值，满足安全性要求.
2018, 33(2): 35-41.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.006
摘要:
在提取纯化款冬叶3种功效成分总黄酮、总皂苷和总多糖基础上，以环磷酰胺诱导、建立小鼠免疫抑制模型.将款冬叶上述3种功效成分按低（100 mg/kg）、中（200 mg/kg）、高（400 mg/kg）剂量对小鼠进行灌胃，探讨各功效成分对小鼠碳粒廓清能力、免疫器官脏器系数、血清中溶菌酶（LZM）含量和酸性磷酸酶（ACP）活力及肝组织中ACP活力的影响.实验结果表明，款冬叶中的总黄酮、总皂苷、总多糖，均能够不同程度地提高免疫抑制小鼠的碳粒廓清能力、血清LZM含量、ACP活力、肝组织ACP活力和免疫器官脏器系数，表现出一定的调节作用.其中，以总多糖的干预效果最佳，其次为总黄酮和总皂苷.
在提取纯化款冬叶3种功效成分总黄酮、总皂苷和总多糖基础上，以环磷酰胺诱导、建立小鼠免疫抑制模型.将款冬叶上述3种功效成分按低（100 mg/kg）、中（200 mg/kg）、高（400 mg/kg）剂量对小鼠进行灌胃，探讨各功效成分对小鼠碳粒廓清能力、免疫器官脏器系数、血清中溶菌酶（LZM）含量和酸性磷酸酶（ACP）活力及肝组织中ACP活力的影响.实验结果表明，款冬叶中的总黄酮、总皂苷、总多糖，均能够不同程度地提高免疫抑制小鼠的碳粒廓清能力、血清LZM含量、ACP活力、肝组织ACP活力和免疫器官脏器系数，表现出一定的调节作用.其中，以总多糖的干预效果最佳，其次为总黄酮和总皂苷.
2018, 33(2): 42-49.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.007
摘要:
为丰富中式卷烟品类，开发雪茄风味卷烟，对其原料配方设计进行了研究.将叶组配方分为4个功能单元分别进行设计，每一单元的功能侧重各异，并将单元设计进行优化配比，按照风格单元、主体单元、调香气浓度单元和填充单元百分比分别为23%，47%，23%，7%形成叶组配方，辅以配方结构，设计了雪茄风味卷烟原料配方：叶组80%，膨胀梗丝12%，造纸法薄片8%（膨胀烟丝的枯焦杂气与雪茄风味叶组不谐调，不适合作为雪茄风味卷烟配方成分）.评吸结果表明，所设计的雪茄风味卷烟，其雪茄特征香气突出，香韵丰富，烟香饱满，谐调性好，杂气小，刺激性小，余味苦甘、干净舒适.烟气分析显示：焦油含量9.7 mg/支、烟碱含量1.1 mg/支、CO含量11.2 mg/支，符合卷烟设计目标要求.
为丰富中式卷烟品类，开发雪茄风味卷烟，对其原料配方设计进行了研究.将叶组配方分为4个功能单元分别进行设计，每一单元的功能侧重各异，并将单元设计进行优化配比，按照风格单元、主体单元、调香气浓度单元和填充单元百分比分别为23%，47%，23%，7%形成叶组配方，辅以配方结构，设计了雪茄风味卷烟原料配方：叶组80%，膨胀梗丝12%，造纸法薄片8%（膨胀烟丝的枯焦杂气与雪茄风味叶组不谐调，不适合作为雪茄风味卷烟配方成分）.评吸结果表明，所设计的雪茄风味卷烟，其雪茄特征香气突出，香韵丰富，烟香饱满，谐调性好，杂气小，刺激性小，余味苦甘、干净舒适.烟气分析显示：焦油含量9.7 mg/支、烟碱含量1.1 mg/支、CO含量11.2 mg/支，符合卷烟设计目标要求.
2018, 33(2): 50-54.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.008
摘要:
通过感官评析分析卷烟纸中不同助燃剂类型对卷烟总体感官品质的影响，基于主成分权重法对影响卷烟抽吸品质权重较大的感官指标进行权重分值差异性分析，结果发现：以柠檬酸钾为助燃剂的卷烟总体感官品质较优，以乳酸钾为助燃剂的卷烟总体感官品质较差；卷烟纸助燃剂类型对卷烟余味、杂气、谐调性和香气的影响较大，对卷烟烟气状态、干燥和刺激性的影响较小.
通过感官评析分析卷烟纸中不同助燃剂类型对卷烟总体感官品质的影响，基于主成分权重法对影响卷烟抽吸品质权重较大的感官指标进行权重分值差异性分析，结果发现：以柠檬酸钾为助燃剂的卷烟总体感官品质较优，以乳酸钾为助燃剂的卷烟总体感官品质较差；卷烟纸助燃剂类型对卷烟余味、杂气、谐调性和香气的影响较大，对卷烟烟气状态、干燥和刺激性的影响较小.
2018, 33(2): 55-62.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.009
摘要:
通过热解反应，建立了不同产地烟叶的热解动力学模型，确定了对应的动力学参数活化能、指前因子和反应级数.热解特性分析表明，该模型拟合结果与实验结果吻合较好，平均相对偏差ARD均小于1%，得到的动力学参数较准确.通过对比分析各热解反应的动力学参数和不同产地烟叶的常规化学组成，得到以下规律：总糖、烟碱和总氮的含量越高，低温热解反应的活化能就越小，焦油的释放量受低温热解反应的影响越大.
通过热解反应，建立了不同产地烟叶的热解动力学模型，确定了对应的动力学参数活化能、指前因子和反应级数.热解特性分析表明，该模型拟合结果与实验结果吻合较好，平均相对偏差ARD均小于1%，得到的动力学参数较准确.通过对比分析各热解反应的动力学参数和不同产地烟叶的常规化学组成，得到以下规律：总糖、烟碱和总氮的含量越高，低温热解反应的活化能就越小，焦油的释放量受低温热解反应的影响越大.
2018, 33(2): 63-69.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.010
摘要:
针对离散傅里叶变换（DFT）频率估计精度不高的问题，提出了基于DFT输出过零点的系统频率快速估计方法.该方法首先对信号进行DFT输出特性分析，然后取DFT实部（或虚部），利用四阶牛顿插值法精确计算过零点时间，由两个过零点的时间差计算系统频率.仿真分析与实验验证的结果表明，该方法具有较高的频率估计精度，受谐波干扰小，且只需1.78个周波即可实现频率估计，适用于电力系统对实时性要求较高的实际工况.
针对离散傅里叶变换（DFT）频率估计精度不高的问题，提出了基于DFT输出过零点的系统频率快速估计方法.该方法首先对信号进行DFT输出特性分析，然后取DFT实部（或虚部），利用四阶牛顿插值法精确计算过零点时间，由两个过零点的时间差计算系统频率.仿真分析与实验验证的结果表明，该方法具有较高的频率估计精度，受谐波干扰小，且只需1.78个周波即可实现频率估计，适用于电力系统对实时性要求较高的实际工况.
2018, 33(2): 70-75.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.011
摘要:
针对传统电力开关柜中测温系统受电磁干扰严重、布线困难和能源供应不便等问题，采用声表面波测温技术搭建了一套开关柜温度在线监测系统.该系统用平面倒F型替代螺旋单极子天线，对天线的结构进行参数优化，突破数据集中器原装天线传输距离短的局限；调整传感器实际安装位置，最大程度避免信号交叉干扰.实际运行表明，系统工作稳定、效果良好，有效地解决了强电磁干扰问题，达到了开关柜在线温度监测的精度要求.
针对传统电力开关柜中测温系统受电磁干扰严重、布线困难和能源供应不便等问题，采用声表面波测温技术搭建了一套开关柜温度在线监测系统.该系统用平面倒F型替代螺旋单极子天线，对天线的结构进行参数优化，突破数据集中器原装天线传输距离短的局限；调整传感器实际安装位置，最大程度避免信号交叉干扰.实际运行表明，系统工作稳定、效果良好，有效地解决了强电磁干扰问题，达到了开关柜在线温度监测的精度要求.
2018, 33(2): 76-86.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.012
摘要:
通过综述风光互补发电系统的发展现状、电力系统低频振荡特性研究方法、风光互补发电系统对电网低频振荡特性的影响，以及提高风光互补系统并网稳定性控制策略等，指出：未来低频振荡分析与控制的研究，应侧重于风力机组动力学特性与传统电力系统动态特性的交互影响研究、风光互补发电系统容量配置和相应储能系统对低频振荡特性影响研究、风光互补发电系统对大区域互联系统阻尼特性影响因素研究、改善风光互补发电系统并网后系统阻尼特性控制器设计与参数优化研究.
通过综述风光互补发电系统的发展现状、电力系统低频振荡特性研究方法、风光互补发电系统对电网低频振荡特性的影响，以及提高风光互补系统并网稳定性控制策略等，指出：未来低频振荡分析与控制的研究，应侧重于风力机组动力学特性与传统电力系统动态特性的交互影响研究、风光互补发电系统容量配置和相应储能系统对低频振荡特性影响研究、风光互补发电系统对大区域互联系统阻尼特性影响因素研究、改善风光互补发电系统并网后系统阻尼特性控制器设计与参数优化研究.
2018, 33(2): 87-94.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.013
摘要:
针对液压支架顶梁在满足工况要求的前提下质量需要达到最小的工程目标，提出了神经网络近似模型和遗传算法相结合的顶梁轻量化设计方法：首先运用ANSYS建立顶梁参数化模型，以顶梁质量为目标函数，选取5个对质量和强度影响较大的设计变量，建立了顶梁优化模型；然后用优化拉丁方采样方法和ANSYS获取训练样本，利用神经网络对样本集进行非线性拟合，建立神经网络近似模型，对顶梁质量和最大应力进行近似计算，用遗传算法求解顶梁优化模型，最终得到最优解.优化结果表明，顶梁优化后的质量为8 038.2 kg，减轻了9.66%，最大应力值小于顶梁材料的屈服强度且满足疲劳寿命要求.
针对液压支架顶梁在满足工况要求的前提下质量需要达到最小的工程目标，提出了神经网络近似模型和遗传算法相结合的顶梁轻量化设计方法：首先运用ANSYS建立顶梁参数化模型，以顶梁质量为目标函数，选取5个对质量和强度影响较大的设计变量，建立了顶梁优化模型；然后用优化拉丁方采样方法和ANSYS获取训练样本，利用神经网络对样本集进行非线性拟合，建立神经网络近似模型，对顶梁质量和最大应力进行近似计算，用遗传算法求解顶梁优化模型，最终得到最优解.优化结果表明，顶梁优化后的质量为8 038.2 kg，减轻了9.66%，最大应力值小于顶梁材料的屈服强度且满足疲劳寿命要求.
2018, 33(2): 95-101.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.014
摘要:
针对现有副车架轻量化设计要么优化效果不理想、要么对模型精度要求较高的问题，采用Kriging近似模型替代物理模型对副车架进行了轻量化设计：利用拉丁超立方试验设计方法对副车架的重要特征点进行采样，建立Kriging近似模型，并将副车架参数化；以副车架质量为目标函数，选取11个厚度尺寸作为设计变量对其进行优化，通过约400次的迭代得到最优解.优化后的副车架质量为11.3 kg，较优化前减轻10.3%，跳动工况下最大应力值仍满足屈服条件，且自由模态频率也满足模态要求，较好地实现了轻量化设计.该方法的优点在于既实现了较好的优化效果，又无需在不同软件间转换，有效避免了模型的失真.
针对现有副车架轻量化设计要么优化效果不理想、要么对模型精度要求较高的问题，采用Kriging近似模型替代物理模型对副车架进行了轻量化设计：利用拉丁超立方试验设计方法对副车架的重要特征点进行采样，建立Kriging近似模型，并将副车架参数化；以副车架质量为目标函数，选取11个厚度尺寸作为设计变量对其进行优化，通过约400次的迭代得到最优解.优化后的副车架质量为11.3 kg，较优化前减轻10.3%，跳动工况下最大应力值仍满足屈服条件，且自由模态频率也满足模态要求，较好地实现了轻量化设计.该方法的优点在于既实现了较好的优化效果，又无需在不同软件间转换，有效避免了模型的失真.
2018, 33(2): 102-108.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.02.015
摘要:
基于调节阀阀芯在不同流量特性下均拥有抛物线外形轮廓的特性，提出了一种基于Chebyshev多项式拟合的调节阀阀芯设计方法：根据调节阀流量系数与流通面积的关系，运用Chebyshev曲线对调节阀阀芯等值面上的点进行拟合，得到阀芯的曲线方程.对阀芯曲线用Fluent等软件进行数值模拟和实验验证，结果表明，阀芯设计的流量特性偏差为1.9%~14.1%，符合标准IEC 60534-2-4：1989在10.0%~18.4%范围的规定，设计方法是切实可行的.
基于调节阀阀芯在不同流量特性下均拥有抛物线外形轮廓的特性，提出了一种基于Chebyshev多项式拟合的调节阀阀芯设计方法：根据调节阀流量系数与流通面积的关系，运用Chebyshev曲线对调节阀阀芯等值面上的点进行拟合，得到阀芯的曲线方程.对阀芯曲线用Fluent等软件进行数值模拟和实验验证，结果表明，阀芯设计的流量特性偏差为1.9%~14.1%，符合标准IEC 60534-2-4：1989在10.0%~18.4%范围的规定，设计方法是切实可行的.
