ICP-OES研究平板太阳能集热器闷晒水质中的重金属元素

平板太阳能集热器为人们的日常生活提供热水,微量的重金属元素和杂质会随着热水从集热器内部流出,对环境产生潜在影响,同时也威胁人们的身体健康。因此,有必要对平板太阳能集热器闷晒的水质样品进行检测分析。为了提高集热器水质样品检测结果的可信度,集热器在闷晒时所使用的水均为超纯水,且在闷晒前利用超纯水对集热器进行冲洗,以降低管道内的杂质对结果的影响。所测试的平板太阳能集热器的管道材料均为TP₂磷脱氧铜。检测的标准溶液包含As,Ca,Cu,Mg,Ni和Zn等21种重金属元素,浓度梯度分别为0.2,0.4,0.8和1.6 mg·L-1。以铝基底蓝膜、黑铬和阳极氧化三种涂层的平板太阳能集热器闷晒后的水质样品为研究对象,采用ICP-OES(inductively coupled plasma optical emission spectrometry)法定量分析水质样品中重金属元素的含量,并通过信噪比确定了各重金属元素的最佳分析谱线。标准溶液中部分重金属元素的最佳分析谱线分别为（nm）：As（188.979）,Ca（317.933）,Zn（206.200）,V（290.880）,Cu（327.393）,Ni（231.604）,Sb（206.836）,Pb（220.353）。结果表明,ICP-OES可以同时准确分析多种重金属元素的含量,水质样品中重金属元素的含量越高,则元素谱线的振幅越大。平板太阳能集热器闷晒的水质样品中不含有Be,Co,Cd,Cr,Fe,Li,Mn,Mo,Se,Sr,Tl和Ti等12种重金属元素,但含有As,Ni,Cu,Ca,Mg,V,Pb,Zn和Sb等9种重金属元素。水质样品中重金属元素含量的变化规律是随着平板太阳能集热器闷晒时间的增加而增大,增大至峰值后又随着集热器闷晒时间的增加而减小,且逐渐减小至较低含量。得出了重金属元素随闷晒时间的变化规律,给出了不同种类重金属元素的超标量和超标的闷晒时间。以城市供水水质标准（CJ/T 206-2005）对相关重金属元素的限值作为参考,水质样品中Cu,Ni,Zn元素的含量均未超过该标准中的限值。但是,平板太阳能集热器水质样品中As,Pb和Sb重金属元素的含量在闷晒了8 d后均出现了不同程度的超标,As,Pb和Sb的最大超标量分别为0.007,0.006和0.004 mg·L-1。其中,蓝膜集热器水质样品中As元素的超标量最高,黑铬集热器水质样品中Pb的超标量最高,阳极氧化集热器水质样品中As的超标量最高。检测结果对厂家和用户都具有一定的参考意义,说明了集热器管道材料的制备工艺有待进一步提高,以减少重金属元素的析出量。也为后续对平板太阳能集热器的研究和国家标准的制定提供一定的参考。     

机器视觉中圆形特征的三维模型分析研究

 提出了一种机器视觉中圆形特征的三维模型分析方法。通过最小化数据点与所拟合椭圆的代数距离平方和,在满足二次曲线为椭圆的约束条件下,利用拉格朗日乘子法求得椭圆的5个特征参数。通过分析圆形特征的透视成像模型与原理,利用闭式解求得具有已知半径的圆形特征的三维位置和方向。对一组在标定模板上相同大小的圆进行特征检测与模型分析后,实验结果表明本文方法是有效和精确的。     

航天用热致变色材料低太阳吸收率研究

La_0.7Ca_0.2Sr_0.1MnO₃热致变色材料是一种发射率随温度变化的热控功能材料,不足的是这种材料的太阳吸收率过大。针对此问题,本文从多层薄膜理论和最优化理论出发,获得了基于多层薄膜的低太阳吸收率热致变色材料。根据计算得到的膜系结构参数,采用电子束蒸发法在热致变色材料表面沉积了多层薄膜,并对设计计算与实验测试结果进行研究和分析。研究表明:多层薄膜结构的设计能将热致变色材料的太阳吸收率从0.78降低至0.27,提高了热致变色材料的实用性。     

基于多代理模型透平叶栅端壁流热复合优化设计

基于叶栅端壁压力分布特性,采用控制点关联函数,构建10个设计变量的NURBS参数曲面,控制二次流和降低端壁传热系数。应用最优拉丁超立方实验设计,建立设计样本,并进行CFD性能评估,以端壁面平均Nu数和总压损失系数作为双重目标函数,构建多个代理模型的组合代理模型,用多目标遗传算法优化获得Pareto前沿。结果表明:在一定优化计算成本上,基于组合代理模型进行多轮优化,能够获得更满意的最优解。获得的最优端壁构型中,端壁平均Nu数可降低4.4%,叶栅出口总压损失可减小2.3%。     

太阳光谱辐射计的信号传递与性能表征模型研究

太阳光谱辐射计作为一种专用光谱辐射测量仪器,对于其宽谱段和大动态范围的测量特点,准确完整地表征分光性能是十分重要的。研究内容旨在为太阳光谱辐射计的研制与验证提供明确的理论依据和测试方法,给出清晰而准确的机理模型和指标模型对光谱仪器系统的设计和评估提供指导。因此,重点阐述了光谱仪器系统的信号传递模型到性能指标模型的推导和建立过程。线谱扩展函数这种串联卷积模型能够综合反映仪器的各个元件对系统的影响,而且很容易通过窄带线谱光源测试而得到,并且线谱扩展函数矩阵能够清晰完整地给出光谱仪器的分光性能细节特性。而在线谱扩展函数的基础上再进一步提取关键几何特征,通过简单的算法定义即可得到半高全宽(FWHM),带外抑制和带外辐射这三项示性函数指标,可以很好地对分光系统的性能进行定量表征,是十分有效的光谱仪器系统性能评估的指标模型。     

近壁区理论耗散率k-ε模型的研究

提出在湍流边界层近壁区采用共振三波的理论模型描述湍流相干结构,根据理论模型计算了ε的分布。并且在传统k-ε模式基础上依照理论ε值计算了平均速度分布。在粘性作用层理论值与直接数值模拟符合很好。表明该理论方法不仅有益于对湍流机制的了解,而且可能为湍流的近壁模型化开辟一条新的途径。     

近壁区理论耗散率κ-ε模型的研究

提出在湍流边界层近壁区采用共振三波的理论模型描述湍流相干结构，根据理论模型计算了ε的分布。并且在传统κ－ε模式基础上依照理论ε值计算了平均速度分布。在粘性作用层理论值与直接数值模拟符合很好。表明该理论方法不仅有益于对湍流机制的了解，而且可能为湍流的近壁模型化开辟一条新的途径。     

用阶跃有效折射率模型研究光子晶体光纤色散特性

在采用阶跃有效折射率模型研究光子晶体光纤的可行性方面，提出了将普通单模光纤、色散位移光纤、色散平坦光纤作为一定极限条件下的折射率引导型光子晶体光纤特例的观点.通过编程计算，并与文献报道的实验数据对比，表明应用本模型可以揭示光子晶体光纤所具有的奇异的色散机理.特别是应用本模型具有更快的计算速度.还用本模型分析了空气孔直径、周期及芯径对色散特性的影响. 关键词： 折射率引导型光子晶体光纤 阶跃有效折射率模型 色散     

用逆压电极化模型对AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管电流崩塌现象的研究

通过自洽求解一维Poisson-Schrdinger方程,模拟了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管在工作时等效外电场对AlGaN/GaN异质结沟道处二维电子气(2DEG)浓度的影响.分析了逆压电极化效应的作用,从正-逆压电极化现象出发,提出了逆压电极化模型.计算结果显示：逆压电极化明显影响2DEG性质,当Al组分x=0.3,AlGaN层厚度为20 nm时,不考虑逆压电极化,2DEG浓度为1.53×10¹³cm^-2;当等效外电压分别为10和15V 关键词： AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管 Poisson-Schrdinger方程 逆压电极化模型 电流崩塌