河北水利电力学院学报

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某造纸企业水平衡测试及节水评价

范雷雷, 张文聪, 马素英, 张爽

2025, 35(4): 1-5. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.001

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随着最严格水资源管理制度的不断实施,对造纸企业节水工作提出了新的要求,亟须通过开展水平衡测试工作以深度挖掘企业的节水潜力。文中提出了造纸企业的水平衡测试方法,对测试单元进行了划分,并结合实测结果,对企业用水情况、用水水平进行了分析研究,找出存在的问题并提出了针对性的改进措施和建议。结果表明:1)该企业造纸用水工艺设备效率与同行业相比较为先进、系统运行状态良好,计量水表基本齐全;2)该企业吨牛皮箱板纸取水量、用水重复利用率、间接冷却水循环率、冷凝水的回用率、达标排放率等指标均符合《节水型企业评价导则》等文件的要求,在同类企业中均处于中上水平。文中分析结果可为造纸企业挖掘节水潜力、提高用水效率以及优化管理提供有效思路和建议。

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湟水河流域地下水动态特征与变化原因分析

李环环, 刘娟, 王新淼, 邢晨阳, 李锦涛

2025, 35(4): 6-13. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.002

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湟水河流域是黄河水系重要的组成部分,其地下水资源在发展农业、工业、生态等方面的作用举足轻重。近年来,受气候变化、自然地理和人类活动等因素的影响,湟水河流域地下水位变化波动较大。因此,文中研究了湟水河流域1980-2020年年内和年际地下水位动态变化特征及影响因素。结果表明,湟水河流域地下水位年内与年际动态变化均呈现先下降后上升的趋势。该地区1980-2020年降雨量、气温、径流量、人口数量、GDP、地下水开采利用量整体呈上升趋势,蒸发量呈下降趋势。文中进一步采用灰色关联度计算了地下水动态变化特征与其影响因素之间的关联程度,得出降雨量关联系数最大(0.914),地下水开采利用量关联系数次之(0.909),并进一步提出了地下水开发利用与保护建议。

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超高压SF₆断路器瓷套管炸裂事故分析

张宏伟

2025, 35(4): 14-21. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.003

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2.5m以上的瓷套管通常分节烧制,经断面机械处理形成“V”形接口,再将上中下各单节采用无机粘接釉整体高温烧制连接,粘接釉与瓷套各分节互相熔融渗透,形成整支瓷套管。整体烧制完成后,应通过外观检查、尺寸检查、超声波探伤检查以及高低温循环试验、内压负荷试验和弯曲负荷试验等验证其机械及机电性能。文中分析了500kV SF₆断路器分节瓷套断(炸)裂原因,通过对瓷套管解体检查和试验检测,对影响SF₆罐式断路器瓷套管机电性能的各类因素进行全面分析论证,提出改善瓷套管工序质量、保证瓷套管性能的策略和措施,为SF₆罐式断路器科学设计和安全运行提供借鉴。

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3.8MW异步电动机非轴伸端振动分析及治理

张翔, 孙娟, 孙华丰, 刘洋, 许泽龙

2025, 35(4): 22-26. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.004

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异步电动机在石油石化行业应用广泛,以3.8MW异步电动机作为研究对象,对电机非轴伸端垂直振动问题进行研究,通过频率特性分析检测电机固有频率,判断电机系统存在工频50Hz的共振。对电机进行动平衡试验,确认引起振动的故障特征频率,判断振动原因为基础不牢固和轴瓦磨损,对电机轴瓦拆检后调整轴瓦间隙。电机带载运行后,对电机运行数据进行测量与分析,结果显示,在短期内不能解决电机基础不牢问题时,合理调整轴瓦间隙对降低垂直振动具有一定作用。文中振动治理分析方法可为大容量电机振动治理提供参考。

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基于LFMCW与图像协同的复杂环境道路目标检测算法研究

张飞

2025, 35(4): 27-32. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.005

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人工智能已经运用到生活中的各个方面,自动驾驶技术的出现就是人工智能在汽车领域的具体表现。为了对道路上的复杂目标进行检测,文中采用了一种基于线性调频连续波与图像协同的目标检测算法。通过对线性调频连续波进行分析,对目标方位、距离和速度的信息获取,提出了基于YOLOv7算法的目标检测模型,对道路上的复杂目标进行检测。实验结果表明,该目标检测模型对速度较低、距离较近、角度较小的目标有着更好的检测效果,表现出更好的检测性能。选取不同迭代次数对模型性能进行检测,当迭代次数达到600次时,YOLOv7算法模型的损失函数值为0.05,明显低于其他算法。

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基于改进蚁狮算法的机器人路径规划

范县成, 凌新宇, 黄洪斌, 朱国武

2025, 35(4): 33-39. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.006

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蚁狮算法(Ant Lion Optimizer,ALO)应用过程中存在依赖初始种群、收敛速度慢和容易陷入局部最优值等问题,针对以上问题提出1种改进蚁狮路径规划算法。首先,使用Cat混沌映射函数初始化种群,提高种群多样性,以此来增强种群在全局环境的探索能力。其次,引入自适应动态权重调整蚂蚁的随机游走方式,减小陷入局部最优解的可能性,引入自适应系数,改进蚁狮对蚂蚁随机游走的影响。再次,设计不同的栅格地图,将改进后的蚁狮算法与多种智能算法在栅格地图中进行路径规划仿真对比,验证算法优越性。最后,对改进蚁狮算法规划的路径进行B样条曲线平滑处理,提高机器人运动的安全性和稳定性。实验结果表明:改进算法相较于部分算法在最短路径、迭代次数、转弯次数分别减少21.81%、87.04%、53.85%,改进后的蚁狮算法在路径规划问题中有着更好的表现,具有更快的收敛速度和更好的寻优能力。

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纤维增强海水海砂混凝土抗侵蚀性能研究

于建军, 赵英键, 耿建暖, 黄学开

2025, 35(4): 40-45. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.007

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使用海水与海砂制备纤维增强混凝土,并与普通海水海砂制备的混凝土作对比,研究了冻融循环与硫酸盐耦合作用下混凝土的抗侵蚀性能及其机理。通过混凝土外观形貌、抗压强度、质量损失率和微观形貌特征,评估抗盐冻性能,得到最佳纤维掺量的配合比。结果表明:适量掺加纤维能够提高海水海砂混凝土的抗压强度,降低质量损失,有效提升混凝土的抗盐冻侵蚀性能。在50次耦合试验中,0.1%聚丙烯纤维与0.2%玄武岩纤维的组合掺量效果最佳,此时抗压强度较普通海水海砂混凝土增加了13.3%,质量损失率较普通海水海砂混凝土减少了22.4%,使得海水海砂混凝土的抗盐冻侵蚀性能达到最佳水平。

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超限高层建筑深基坑支护承压结构抗震性能研究

张延

2025, 35(4): 46-50. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.008

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为了研究地震作用下超限高层建筑深基坑支护承压结构的抗震性能,针对超限高层建筑深基坑支护承压结构进行抗震性试验分析,通过试验结果实现对深基坑支护承压结构的最佳设计。依据某高层深基坑建设项目,制作试验试件,并采用有限元数值模拟软件建立深基坑支护承压结构的计算模型,结合地震振动台模拟地震环境,通过输入地震波测算能够反映结构抗震效果的延性、刚度以及承载力指标,从而根据试验结果分析支护结构的抗震性能。试验结果表明,深基坑的深度越大,结构的延性越高,抗震性能越好;深基坑支护承压结构地下连续墙的标高越大,基坑支护的侧向刚度就越大,抗震效果越好;当结构坡比为0.8时,结构的抗震性能最佳。

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小直径芯样钻芯检测水泥基灌浆料抗压强度试验研究

李其廉, 卢雷

2025, 35(4): 51-59. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.009

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为确定钢筋混凝土结构加固中水泥基灌浆料实体构件的抗压强度,根据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(GB/T 50448-2015)中的要求,设计制作了高径比为1,直径为50、70mm的两种小直径芯样试件,开展小直径芯样钻芯法检测水泥基灌浆料抗压强度试验研究。结果表明:水泥基灌浆料标准试块和小直径芯样试件的抗压强度随龄期的增长而提高,前期抗压强度增长速率较快,后期增长速率减缓;70mm小直径芯样试件较50mm小直径芯样试件的抗压强度高,且其抗压强度离散性较小;基于最小二乘法,得到了50、70mm小直径芯样试件与水泥基灌浆料标准试块抗压强度之间的幂函数推算公式。综合考虑拟合效果和误差分析,建议采用70mm小直径芯样检测水泥基灌浆料抗压强度。

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9F.03型燃气-蒸汽联合循环机组启动吹扫时长浅析

丁勇能, 江峰

2025, 35(4): 60-64. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.010

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在联合循环机组中,为避免可燃物在下游流道和空间内累积,保证燃机下游设备的安全,燃气轮机启动清吹是必要的安全操作。在不能可靠或直接测量下游流道内的可燃气体成分、浓度情况下,启动前进行足够长时间的清吹是唯一确保设备安全的手段。但F级燃机在采用单轴布置刚性连接的情况下,转子总重量高达百吨级,导致厂用电率的升高和启动灵活性的降低,因此需要合理地确定启动清吹时长。

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某ALC生产企业余汽热回收节能改造设计

阴子杨, 王刚, 张强, 谷亚军, 马坤茹

2025, 35(4): 65-70. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.011

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近年来,蒸压加气混凝土(ALC)在建筑市场中得到了广泛应用。ALC在生产过程中,蒸压釜需要消耗大量热蒸汽,因此ALC的生产能耗较高。为了降低ALC生产能耗、提升蒸汽利用率、提高企业生产效率和降低生产成本,文中为某ALC生产企业设计一种蒸压釜余汽热回收系统,并对其节能效果计算分析。该余汽热回收系统与原倒汽、排汽系统相比,具有许多优势,预计每年可多回收1203497300kJ热量,节约33430m³的天然气,节省经济支出约15.04万元,改造系统的经济回收期约为4.12年。

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6016铝合金薄板激光焊接温度场测量研究

赵亮, 刘禹, 王昭宇, 王金伟

2025, 35(4): 71-75. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.012

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激光焊接是一种利用高能量密度激光束作为热源实现高效精密焊接的加工工艺,激光焊接温度场决定焊缝合金元素含量、晶粒尺寸大小以及成型性等情况,控制焊接过程温度场,选定合理的焊接参数可以有效改进激光焊接质量。文中针对光纤激光实现6016铝合金薄板的焊接过程,采用热电偶测温对6016铝合金激光焊接焊缝进行监测,探究激光焊接温度场对焊缝区的影响及规律,以及如何选定合理的焊接参数,研究成果对于铝合金薄板激光焊接工艺的制定具有一定的指导意义。

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基于iFIX的机加工产线MES系统开发

谭文奇, 郑钦月, 黄婷婷, 班荣耀, 廖耿斌

2025, 35(4): 76-80. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.013

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设计了一款基于iFIX的机加工生产线MES系统,用于提升生产效率和优化管理流程。通过对现有系统的深入分析和需求评估,确立了MES系统的功能架构,包括关键的数据采集、实时监控、智能调度和报警报告模块,开发集成后的系统实现了对机加工设备的监控和高效数据交互。通过模拟生产环境和数据测试,系统稳定性和可靠性得到了充分验证,该MES系统能实时监控生产线状态,提高生产计划准确性,优化资源配置,为智能制造提供了强有力的支持。

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连杆运动轨迹包络线方程及质心轨迹方程研究

李晓霞, 黄保科

2025, 35(4): 81-86. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2025.04.014

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为准确描述及分析内燃机连杆及其质点运动特性,文中通过分析曲柄连杆机构的运动原理和连杆的运动特点,借助GeoGebra软件作为辅助工具建立了曲柄连杆机构模型,模拟了连杆的运动轨迹及质心运动轨迹图。从数学分析的角度解析了连杆运动轨迹边缘线的包络性,并推导出连杆运动轨迹包络线方程及其质心运动轨迹方程。运用包络线方程只需确定连杆长度和曲柄半径即可得到连杆运动轨迹包络线,从而确定连杆安全运动边界,提升设计效率。连杆质心运动轨迹方程能够更好地推动连杆平衡问题的研究及解决。

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