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关键词： 黄芪   双螺杆挤压   有效化学成分   物理特性   抗氧化特性  

摘要： 双螺杆挤压工艺是在食品和农副产品加工中利用的一项新技术,具有工艺多变、可连续生产、原料适应性广等优点,这种技术的应用可以改变产品的理化性质,可促进产品的综合开发利用。黄芪(Astragalus mongholicus Bunge)是豆科黄耆属的重要的药食兼用植物,具有多种功效。本试验以黄芪为原料,研究双螺杆挤压过程中物料水分含量、螺杆转速和机筒温度对黄芪有效化学成分、物理特性及抗氧化特性的影响。试验结论如下:(1)双螺杆挤压处理后,黄芪的的有效成分含量发生明显变化。物料水分含量、螺杆转速和机筒温度3因素对黄芪挤压物中总黄酮、总皂苷和毛蕊异黄酮苷含量均有影响。总黄酮含量挤压最佳工艺条件为物料水分含量26%、机筒温度120℃和螺杆转速180 rpm。黄芪总皂苷含量挤压最佳工艺条件为物料水分含量27%、机筒温度105℃和螺杆转速125 rpm。黄芪毛蕊异黄酮苷含量最佳挤压条件为物料水分含量25%、机筒温度125℃和螺杆转速200 rpm。黄芪挤压物中总黄酮含量响应面优化值(3.22 mg/g)与原料相比无显著性差异,但总皂苷含量(19.59 mg/g)和毛蕊异黄酮苷含量(0.5186 mg/g)均低于原料。(2)双螺杆挤压工艺对黄芪挤压物的膨化率和水溶性指数均有显著影响。当物料水分含量为24%、螺杆转速为275 rpm、机筒温度为135℃时,挤压物的膨化率最高,为66.53%。挤压处理后,物料水分含量为21%、机筒温度为135℃、螺杆转速为200 rpm的水溶性指数最大,为35.29%,比黄芪原料提高32.8%。(3)挤压处理后,黄芪的的抗氧化特性发生明显变化。物料水分含量27%、机筒温度120℃、螺杆转速125 rpm处理的DPPH自由基清除率最大,物料水分含量24%、机筒温度120℃、螺杆转速200 rpm处理的羟自由基清除率最大,物料水分含量24%、机筒温度120℃、螺杆转速200 rpm处理的还原力最大,其3个抗氧化指标与黄芪原料相比,分别提高16.72%、27.99%和132.86%。

关键词： 氯化钠溶液   高温热泵   数学模型   运行特性   评价指标  

摘要： 蒸发结晶是基础的化工单元,在化工生产中极为常见。常规的蒸发结晶系统需要消耗大量生蒸汽,同时产生压力低、品位低的二次蒸汽。由于达不到应用条件,这部分二次蒸汽多被直接排放进大气或被冷却系统冷凝,造成能源浪费。而热泵技术能够通过消耗电能,将低位能提升为可利用的高品位能量,已经被广泛应用于工业余热回收领域。因此本文提出将二次蒸汽作为低温热源,通过热泵生成高品位热能为结晶设备供能的蒸发结晶系统新形式。由于结晶器所需热源一般为85℃及以上,因此该系统中的热泵属于高温热泵范畴,故将此系统形式称为高温热泵蒸发结晶(High temperature heat pump evaporative crystallization,HPC)系统。HPC系统耦合了热泵子系统与导流筒-挡板(Draft Tube Baffle,DTB)结晶子系统,形成了二次蒸汽潜热的闭式循环,同时使得两个子系统产生了新的运行特性。常规DTB结晶系统中二次蒸汽参数由结晶器内部参数决定,而HPC系统中二次蒸汽能通过热泵系统影响到结晶器内部状态。相似地,常规热泵系统的蒸发温度与冷凝温度仅通过制冷剂相互关联,而HPC系统中蒸发温度与冷凝温度还可以通过二次蒸汽相互影响。由于以上特点,耦合后的HPC系统运行特性更为复杂,同时热泵与蒸发结晶领域的常规评价指标并不能全面评价HPC系统的性能。本文以盐溶液作为结晶原料,针对高温热泵蒸发结晶系统的运行特性与评价进行了以下四个方面的研究:(1)DTB结晶子系统模型分析及应用。深入分析并建立DTB结晶子系统数学模型,采用粒数衡算模型完成结晶器有效体积建模,同时结合文献研究成果完善结晶器结构模型。根据DTB结晶子系统的数学描述,完成求解程序编写,依据已知条件构建DTB结晶子系统模型应用案例。(2)HPC系统数学建模与验证。构建热泵子系统的热力模型,完成传热性能研究,选择壳管式换热器结构形式并建立结构优化模型。在完成热泵子系统与DTB结晶子系统的分别建模后,构建耦合模型,梳理得到HPC系统求解方法,并完成数学模型验证。(3)HPC系统构建与运行特性研究。为掌握不同设计参数对HPC系统设计结果的影响,利用求解程序分析关键参数对设计结果的影响规律。基于分析结论结合已知条件,构建蒸发能力为300kg/h的HPC系统应用案例,案例的COP达到5.85。为模拟不同工况下HPC系统的运行特性,采用迭代法设计仿真程序,分析四种运行参数改变对系统的影响规律。(4)HPC系统技术经济性评价方法与应用。结合热泵与结晶领域常用指标,完成HPC系统在工艺控制性、节能性、环保性以及经济性四方面的评价指标建立,基于运行数据分析各指标的影响因素及影响规律。本文提出了高温热泵蒸发结晶系统,丰富了蒸发结晶领域的节能技术选择,研究了HPC系统构建过程中关键设计参数对设计结果的影响规律、运行过程中的特性变化,并建立了全面的评价方法,为HPC系统的优化设计、工程方案比选以及运行调试提供理论和数据参考。

关键词： 球杆仪   数控机床   误差检测   数学模型   结构设计   误差分析   分辨率  

摘要： 几何误差测量是数控机床误差补偿和提高加工精度的关键。球杆仪作为一种数控机床圆轨迹误差检测仪器,具有结构紧凑、操作简单、测量精度高、检测结果可靠等优点,被广泛应用于数控机床的误差诊断和精度评定。现有球杆仪的测量半径由所配备的不同加长杆长度决定,其测量范围被限制在几个不同半径的圆上。因此,现有的球杆仪无法实现机床工作范围内几何误差的全尺寸测量,且更换加长杆时的操作导致误差检测的不连续,降低了球杆仪的检测效率,且引入了重复安装误差。本文针对上述问题,提出了一种基于可分度旋转关节的新型球杆仪(以下简称分度式球杆仪),可以在单次安装的条件下(避免重复安装、定位),检测数控机床任意选定工作平面内不同半径的圆轨迹误差。分度式球杆仪有利于扩大球杆仪的误差检测范围,提高检测效率,为机床加工区域内的几何运动误差检测提供更多半径可选择的检测圆轨迹。本文通过理论分析、数值仿真和实验验证等手段,重点研究基于分度式球杆仪的机床误差检测原理和其精度影响因素。本文主要从以下几方面展开:(1)设计分度式球杆仪的机械结构,建立基于分度式球杆仪的数控机床误差检测数学模型。对影响数控机床精度的误差因素进行分析和分类。基于分度式球杆仪的误差检测模型对数控机床的常见误差源进行仿真分析,验证分度式球杆仪误差检测原理的可行性。(2)建立分度式球杆仪的机械误差模型,并进行数值仿真研究,分析了倾角、连杆长度、分度角误差等结构参数对分度式球杆仪测量精度的影响,提出各结构参数的合理设计范围。(3)搭建基于分度式球杆仪的数控机床误差检测原理验证实验系统,设计并研制分度式球杆仪的实验装置,进行实验验证。验证基于分度式球杆仪的数控机床误差检测原理的正确性,以及分度式球杆仪实验方案的可行性。(4)研究分度式球杆仪的误差放大特性,计算分度式球杆仪的分辨率。设计对比实验,对比分析分度式球杆仪与商用球杆仪的误差检测效果,验证分度式球杆仪的误差放大特性。

关键词： 高中生物   数学模型   应用  

摘要： 高中生物这门课程是研究自然界中各种生命现象和阐述生命体的规律,其中有很多知识点都是可以运用数学模型进行研究和理解的,但是很多学生并不会认识到这一点。因此,作为一名高中生物教师,可以在实际的教学过程中向学生不断地渗透和讲解数学模型,将抽象的生物问题变得更加具体化,使学生可以形成一种生物数学思维和意识,从而有效促进学生的生物学习效率可以得到全面提升。

关键词： 锅炉系统   数学模型   轮机模拟器   虚拟仿真  

关键词： 涡旋压缩机   IHV型线   数学模型   性能分析   等效壁厚   有限元分析  

摘要： 与传统压缩机相比较,涡旋压缩机具有结构紧凑、效率高、低耗环保、可靠性高等诸多优势,被广泛应用于汽车空调、交通运输、医疗器械、冷冻冷藏等领域。提高涡旋压缩机的压缩比和工作效率不仅是占领和拓宽其市场的关键,也是研究者面临的重要研究课题。增加等截面型线涡旋圈数虽然可以提高压缩比,但也增加了泄露线长度进而影响压缩机效率。而变截面涡旋型线可在不增加涡旋圈数和泄漏线长度的情况下获得更高的压缩比,因而成为了目前涡旋型线的研究热点。本文基于涡旋型线啮合理论,建立新型IHV(Involute-High order curve-Variable radii involute)组合型线变截面涡旋齿数学模型,并对其综合性能进行分析,为变截面涡旋压缩机型线设计提供理论基础。论文的研究工作主要有以下方面:(1)IHV组合型线几何模型建立。依据渐开线平面几何理论,建立IHV(圆渐开线-高次曲线-变径基圆渐开线)组合型线方程母线方程,以法向等距线为指导建立IHV组合型线变截面涡旋齿内、外壁型线数学表达式,结合计算机辅助设计方法在Auto CAD和Solid Works中建立了涡旋齿二维和三维模型。(2)IHV组合型线工作腔容积特性分析和力学模型建立。在IHV组合型线几何模型的基础上,系统研究了新型组合型线各工作腔容积理论,详细推导出各工作腔容积随曲轴转角变化的计算公式,并构建IHV组合型线力学模型。借助MATLAB软件分析容积特性和气体力变化规律。(3)IHV组合型线等效壁厚模型建立和几何性能比较研究。依据IHV组合型线的构造原理,建立IHV组合型线等效壁厚计算模型。依据该计算模型,定量研究不同几何参数(基圆半径、变径系数以及连接点位置)对等效壁厚的影响。基于IHV组合型线,定量研究了其几何性能,结果表明:在基圆半径、最终展角及涡旋齿高取值一定的条件下,IHV组合型线的径向泄露线长度较圆渐开线缩短了223mm,减小了26.80%;行程容积提高了5.82%,压缩比提高了6.95%。并研究比较变径系数K对IHV组合型线性能的影响。因此IHV组合型线可有效缩短涡旋型线,减少涡旋圈数,提高压缩机的容积效率。(4)IHV组合型线涡旋齿有限元分析和数控加工。借助计算机仿真分析是一种有效可行低成本的方法。建立不同变径系数的IHV组合型线涡旋盘实体模型,研究其在气体压力载荷下的变形以及最大应力所在位置。结果表明:K取负值时,最大变形位置发生在涡旋末端齿顶处,K取正值时IHV组合型线涡旋齿最大变形位于齿头顶部;IHV组合型线涡旋齿最大等效应力分布在齿根位置,且随着变径系数K增大齿根位置等效应力也将增大。最后简要介绍了涡旋盘数控加工方法。

关键词： 新课改背景   高中数学课堂   数学模型   建模能力  

摘要： 数学模型的构建,能够为学生数学思维的发散和拓宽、数学知识体系的完善和优化提供有效帮助。在新课程标准理念逐步推进的背景下,高中数学课堂教学也将构建数学模型提上了日程,大多数高中数学教师也清晰地认识到构建数学模型、提升学生建模素养对高中生数学核心素养形成的积极作用。基于此,文章首先简要探析高中数学课堂数学建模现状,然后从多个角度出发来探析新课改背景下高中数学课堂数学模型的构建策略,旨在推动高中数学教学体系进一步发展和优化。

关键词： 数学应用题   数学模型   数学思想方法  

摘要： 初中数学应用题解题难度相对较大,为了有效掌握应用题的解题思路和方法,形成正确的数学思维,为今后高中数学学习打下坚实的基础,同学们在解答数学应用题的时候,要学会认真审题、巧建数学模型、巧用数学思想方法,从而有效提高数学应用题的解题质量.应用题是初中数学中重要的题目类型,

关键词： 物理课堂   物理知识  

摘要： "物理"与"话剧",这两个看似完全没有关联的概念却在邓伟的课堂上实现了巧妙的结合。"在推动自然科学进步的历史长河中,有许多著名科学家,如亚里士多德、哥白尼、开普勒、牛顿……他们对物理学的发展做出了重要贡献。"邓伟说,"以往的课堂,我们常常把这些科学家的故事一带而过,忽略了他们对科学研究的热忱和孜孜以求的探索精神。如果把他们的科学品质与发现的科学理论结合起来,追根溯源,是否能更好地帮助学生理解呢?"正是这样一个想法,为后来邓伟的"戏剧化"物理课堂埋下伏笔。邓伟将与高中物理有关的物理学史和布鲁诺、伽利略、法拉第等科学家的片段排演成话剧,

关键词： 腻子喷涂   数学模型   轨迹规划  

摘要： 科学技术不断发展的今天,动车组涂装已经基本实现自动化。然而腻子涂装工作,依然需要人工实现,并且其工作强度大、劳动力需求量大、腻子层厚度控制困难、腻子含有对环境污染的有机溶剂。同时机器人自动喷涂技术以其适应工作环境强、喷枪速度、位置以及涂层厚度控制精确等优点被广泛应用在涂装工业。所以根据腻子特性、涂层厚度要求和涂装环境,依靠机器人自动喷涂技术设计出一套可实现喷枪轨迹规划与控制系统对动车组腻子涂装来说具有十分重要的意义。本文以机器人自动喷涂技术为基础,对喷涂机器人喷枪轨迹规划与控制系统展开研究。首先分析三种基本的喷涂工艺,结合试验要求和试验条件选择空气喷涂工艺,并搭建试验平台;采用三维激光扫描技术,获取涂层边缘点点云数据,基于最小二乘法在Matlab上拟合出喷幅尺寸;然后分析当下成熟的涂料沉积速率模型,确定基于β分布和椭圆双β分布依据试验数据建立基于表面喷涂的两种喷幅形状的静态涂料沉积速率模型和动态涂料沉积速率模型;其次基于STL切片算法和偏置算法采用光栅型路径对高铁车体外墙进行轨迹规划,采用定点喷涂和环形喷涂结合的多层喷涂工艺对凹坑内表面进行轨迹规划,并建立凹坑内表面的涂料沉积速率模型和相邻两轨迹涂层厚度差值目标函数,以目标函数最小化对喷涂轨迹进行优化。最后在Robotstudio上按照得到的喷涂轨迹点对高铁车体外墙和凹坑进行机器人运动学仿真,在Matlab上按照喷涂工艺参数对高铁车体外墙和凹坑进行涂层厚度仿真,最终确定本文喷枪轨迹规划的合理性。