Sabatier化学反应热特性仿真研究

目的借鉴前人的实验研究工作,采用比表面积拟合的方法对Sabatier化学反应的热特性进行验证计算,从而证明方法的合理性与可行性。方法文章采用质量作用定律与Arrhenius公式建立表面化学过程,并分两部分进行计算:第一部分通过比较热化学特性的计算值与实验数据,提出需要采用拟合法的必要性;第二部分采用不同比表面积模型进行化学特性计算,得到拟合式后实验通过实验数据验证结果合理性。结果本研究提出的比表面积拟合法在573 K与723 K的温度条件下,计算结果与实验数据一致性较好,但是在623 K与673 K的条件下有较大偏差。结论比表面积拟合法可用于简化计算较大比表面积条件下的Sabatier化学反应的热特性,但是目前该方法并不适应多温度工况,仍需继续完善。

载人航天CO_2还原技术的发展与选择

CO2还原是目前国际空间站CO2处理的一个重要环节。CO2还原技术不仅可以实现对人体代谢产生的CO2进行处理,还可以与电解水技术结合起来实现氧气的再生。空间站所采用的CO2还原技术包括Sabatier、Bosch、CO2电解、CO2热解等还原方法。经过三十多年的理论与实验研究,最终Sabatier还原法被确定为国际空间站的CO2还原方案。然而,Sabatier方法的循环闭合度较低,难以应用在宇宙深空探测等更长期的载人航天任务中。其他可实现完全闭合的还原法仍有可能在技术充分发展后,取代Sabatier成为性能更优的还原技术。

光触媒技术原理与国内研究现状

光触媒技术是一项新兴的空气净化技术。本文对光触媒技术的原理进行了介绍,并按照装置类型对国内的光触媒研究进行了介绍,探讨了拓展反应表面的不同方式。本文为之后此领域的研究提供了一定的借鉴意义。

PEM电解水芯体电化学特性分析

目的研究PEMWEs芯体内电势、能耗和效率随电流密度、温度的变化关系。方法基于热力学和Butler-Volmer动力学方程建立电化学模型,利用Origin进行数据处理分析。结果计算结果与实验数据较好地吻合,相对误差小于5%。在80℃时,电流密度在0-2 A/cm^2范围内,电势最高达到1.9 V,效率由90%减小至65%。结论研究表明,阳极过电势占总电势的比重始终最大;膜电极组件的过电势降随电流增加的增大速度最快;电流密度和温度对电势和效率有较大影响。本文的工作对芯体的工况选择和工作特性分析有一定的指导作用。

民机空调组件舱通风仿真计算研究

民机的空调组件舱位于非增压区,其内部包含有换热器、压缩机等高温环控组件。为避免高温对舱体结构产生危害,需要采用冷却措施。以某机型的空调组件舱通风冷却方案为参考,建立了空调组件舱通风系统的几何模型,并以此模型为基础进行了CFD仿真计算。对计算结果进行分析后,提出了方案的缺陷,并为后续的方案设计提出了关注点。

民机光触媒净化装置的光学设计

为有效去除民用飞机座舱中的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,简称VOCs),对一种新型飞机管路式光触媒净化装置中的光学部件进行了设计、仿真与优化。该光学部件是将置于导光板端面的紫外发光二极管(ultraviolet light-emitting diode,简称UV-LED)点光源转换为导光板面光源,以获得净化装置中均匀的光照。受限于净化装置的构型,导光板需设计为两端入光的窄长型结构,而如何获得均匀的面光源出光性能成为一大难题。为了解决这一难题,对该光学部件进行了合理的光学设计,并予以仿真。进而根据仿真结果对导光板上的网点分布作出优化,并获得了较好的面光源出光性能。

民用飞机新型光触媒净化装置的光学特性

为有效去除民用飞机座舱中的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC),对一种新型民机管路式光触媒净化装置中光学部件的光学特性进行了重点研究。该光学部件主要由紫外光发光二极管(ultraviolet light emitting diode,UV-LED)与导光板组合而成。由于净化装置的构型受限,导光板被设计为两端入光的窄长型结构,鲜见于目前的导光板领域。针对该光学部件,用光线追迹法建立其光学模型,并经由实验结果予以验证。基于该光学模型分析了导光板厚度不同、点光源与导光板入光端面间距不同、网点高度不同、以及网点直径不同时对出光性能的影响,为今后类似构型的导光板光学设计提供依据。