冶金工程

• 喷嘴数量对顶燃式热风炉性能影响的数值模拟

  王路鹏;张秋晨;唐宇;

  燃烧器是热风炉的核心部件，而喷嘴的结构是决定其性能的关键因素之一。本文基于2 350 m~3高炉配置的顶燃式热风炉，构建一个融合湍流、燃烧和传热的热风炉三维数学模型，采用数值模拟方法研究喷嘴数量对热风炉性能的影响。研究结果表明，当燃烧器配置15个喷嘴时，可以有效提高热风炉燃烧和送风性能。相比于18个喷嘴的配置，采用15个喷嘴的热风炉蓄热量提高了35.76%，送风初始温度提高50.8 K，有效送风时间延长265 s。

  2024年01期 v.47;No.222 1-6+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1861K]
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• 熔渣中组元活度测定方法

  于智博;臧喜民;杨杰;李世森;孔令种;

  熔渣在金属冶炼过程中起到吸收或分离杂质、富集有用金属氧化物及精炼金属的作用，并能隔绝空气保护金属不受环境的污染及保温来减少金属的热损失。熔渣的上述作用都是通过控制熔渣的化学成分及其物化性能来实现的。活度是冶金物理化学中的重要参数，准确的组元活度值是分析冶金反应热力学的前提，也是确定反应动力学方程中界面浓度的基础，对钢种质量控制、渣系设计、耐火材料开发及现场生产实践均具有重要的理论和应用意义。本文介绍了熔渣组元活度的测定方法，分别有化学平衡法、电动势法、蒸汽压法、计算法等，并对文献中熔渣组元活度测定方法进行归纳与总结。

  2024年01期 v.47;No.222 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K]
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材料科学与工程

• Al掺杂CoCrNiAlY金属黏结层的高温抗氧化行为研究

  朱荣涛;刘天新;陶浩天;燕峰;胡素影;马北一;解志文;

  采用电弧离子镀技术在GH4169高温合金表面制备CoCrNiAlY和Al掺杂CoCrNiAlY涂层，系统开展涂层的高温抗氧化行为与机理研究，利用XRD、SEM和EDS等微尺度分析表征方法，全面解析涂层的物相结构特征、氧化反应产物及表/截面微观形貌。研究结果表明，未掺杂CoCrNiAlY涂层表现较差的结构稳定性和抗氧化性能，涂层呈持续氧化增重趋势，200 h涂层质量增重达0.38 mg/cm~2。然而，Al掺杂显著提升CoCrNiAlY涂层的高温抗氧化性能与结构稳定性，质量增重率先迅速增大后趋于稳定，200 h涂层的质量增重约0.30 mg/cm~2。本研究结果充分证实Al元素掺杂可显著改善CoCrNiAlY金属黏结层抗氧化性能。

  2024年01期 v.47;No.222 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1545K]
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化学工程与技术

• 稻草秸秆-煤基压块活性炭的制备及工艺优化

  李晶;徐国忠;李扬;张生刚;

  为降低压块破碎活性炭的制备成本，以稻草秸秆炭和大同不黏煤为主要原料，利用配煤工艺，经过成型、炭化、H_2O_((g))-CO_2联合活化成型炭制备压块破碎活性炭。采用碘吸附法、亚甲蓝吸附法以及BET、FTIR和Boehm滴定方法测试和表征不同条件下制备的压块破碎活性炭。实验结果表明，加入适量稻草秸秆炭和H_2O_((g))-CO_2联合活化对活性炭的碘吸附值和亚甲蓝吸附值均有明显提升作用。Boehm滴定结果表明，活性炭具有丰富的酸性和碱性官能团。当活化温度为900℃、活化时间为2.5 h、H_2O_((g))和CO_2流量比为2时，制备的活性炭的碘吸附值、亚甲蓝吸附值和比表面积分别达到790 mg/g、262 mg/g和809 m~2/g。

  2024年01期 v.47;No.222 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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控制科学与工程

• 基于反步控制的特定次谐波电流补偿研究

  陈昱博;林贞婧;王玉峰;高闯;

  电网中广泛采用非线性负载，由此造成的谐波污染问题日益严重，有源电力滤波器是解决谐波污染的有效手段之一。基于谐波提取算法，兼顾稳态响应以及参数选取，提出将反步法引入谐波补偿的设计，对谐波电流跟踪控制器进行重新构建。依据反步法理论进行控制器的设计，能够达到较好的稳态补偿效果，其参数的选取较易。在MATLAB/Simulink中进行PI控制与反步控制的仿真对比，结果验证了所提控制策略对特定次谐波补偿的有效性，直流侧电容电压的反步控制较PI控制超调小、响应速度快，仿真结果证明了反步控制具有更高的补偿精度以及较快的动态响应。

  2024年01期 v.47;No.222 32-38+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K]
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• 基于运动学模型的自动引导车轨迹跟踪控制

  李红霖;陈明;侯卫钢;桓守志;范丽丽;

  为了使自动引导车在行驶过程中更加精确稳定，本文研究其运行轨迹跟踪问题。针对自动引导车的运动学模型，建立位姿状态误差方程，并基于Lyapunov稳定理论，设计出一种简单有效的轨迹跟踪控制器。仿真结果表明，本文所设计的轨迹跟踪控制器不仅确保系统稳定，同时能够满足自动引导车在不同运行轨迹下的快速纠偏。

  2024年01期 v.47;No.222 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1425K]
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• 具有执行器故障的网络控制系统的非脆弱保性能控制

  隋钟浩;张钊;周红艳;陈雪波;

  对短时变时延下具有执行器故障的网络控制系统的鲁棒非脆弱保性能控制问题进行研究。为了降低保守性，利用标称点方法对系统进行建模，并结合时变故障矩阵与非脆弱控制，将连续时间系统模型转变为具有范数有界不确定参数的时变离散时间模型。根据Lyapunov对离散系统的稳定性判据以及线性矩阵不等式技术，给出保性能控制器的设计策略和相应的二次性能指标的求解方法，并通过算例验证了所提策略的正确性。

  2024年01期 v.47;No.222 47-57+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K]
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• 四旋翼悬挂负载系统预设有限时间H_∞容错控制

  李芷樊;李小华;刘辉;

  在实际飞行中，四旋翼飞行器悬挂负载系统容易受到负载摆动以及外部扰动的影响，且可能出现执行器故障。针对此问题，本文基于反步法设计有界H_∞容错控制器来抑制外部扰动并消除执行器故障的影响，利用神经网络逼近系统中负载的不确定性，同时引入预设有限时间性能函数，使得四旋翼飞行器即使在负载和外部扰动的影响下，其跟踪误差仍能被约束在预先给定的范围内。所设计的控制器能够保证系统在较精确地跟踪参考轨迹的同时具有较高的抗干扰性能。仿真验证了所设计的控制器的有效性。

  2024年01期 v.47;No.222 58-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K]
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基础科学

• 奶牛数之和为好奇数

  王佳文;杨鹏;刘佳奇;任政;

  本文旨在找到所有可以表示为两个奶牛数之和的好奇数。奶牛数列满足三阶递归关系：N_n=N_(n-1)+N_(n-3)(n≥3)及N_0=0、N_1=N_2=1。针对奶牛数之和为好奇数的问题，建立相应丢番图方程，将方程整理成不同形式，通过对数线性型求出各个未知量的一个较大的上界；再通过缩减方法，把各个未知量的较大上界缩减为一个可计算上界；最后，根据未知量的可计算上界，应用Mathematica得出所有可表示为两个奶牛数之和的好奇数。

  2024年01期 v.47;No.222 67-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K]
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• 基于ZrO₂-SiO₂和介孔SiO₂凝胶膜制备可见光区双层减反射膜

  汪文文;肖志葳;邓志文;贾红宝;王颖;朱世海;

  采用溶胶-凝胶法，以正丙醇锆、正硅酸四乙酯为原料，在乙醇体系中以原位混合方式成功制备ZrO_2-SiO_2混合溶胶，Zr摩尔分数为20%～80%。在熔融石英基底上镀制混合凝胶膜，所得ZrO_2-SiO_2薄膜折射率在1.55～1.75之间可调。以有序介孔SiO_2薄膜为外层，选择与之匹配的ZrO_2-SiO_2薄膜为内层，构建λ/4～λ/2双层宽谱带减反射涂层。根据实际膜层的光学常数进行双层膜的优化设计，成功制备出在可见光区平均透射率达到99.17%的双层减反射薄膜。

  2024年01期 v.47;No.222 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K]
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