中小型水利工程质量监督实践探析

一、中小型水利工程基本特点湖北省中小型水利工程占水利工程总投资的65％以上。其主要特点体现在三方面：1．点多面广，量大分散据统计，2010--2012年，湖北省在建水利水电工程项目3539处．投资近375亿元，呈现点多、面广、分散、量大的特点。中小型水利项目建设掀起了新一轮高潮。其中中小型水库项目2222处，泵站项目19处，灌区项目120处。堤防项目87处。分蓄洪区项目1处，水电站166处，水利血防项目22处．饮水安全项目412处，中小河流项目220处，涵闸项目1处．小农水重点县项目220处，城市防洪项目6处，水保、湖泊治理等项目43处。

发展农民用水户协会的思考

回顾了湖北省农民用水户协会的发展历程。认为农民用水户协会完善了灌区基层管理体制和运行机制;减少了守水劳力和水事纠纷;农民主动投入的积极性增强;减少了水费征收中间环节;恢复和改善了灌溉面积;社会各界对协会的评价满意度高。介绍了湖北省推广用水户协会的主要做法。最后就协会持续发展的问题,小型水源工程建设与发展协会的关系进行了探讨。

垫片材料在模拟PEM燃料电池环境下损伤研究

质子交换膜(PEM)燃料电池需要弹性体垫片来密封阳极和阴极的反应气体(氢气和氧气/空气),燃料电池在长时间运行过程中,垫片材料性能的稳定性对燃料电池密封性能和电化学性能至关重要。在模拟的PEM燃料电池环境下,利用光学显微镜观察试样暴露在模拟的PEM燃料电池环境下表面的损伤情况,采用X射线光电子能谱技术(XPS)研究弹性体垫片材料在模拟的燃料电池环境下的损伤及损伤机理。实验结果表明,材料暴露在模拟的PEM燃料电池环境下发生损伤,试样质量损失随着暴露时间的增加而增加;光学显微镜观察表明:试样表面形貌发生了明显变化,其损伤过程表现为试样表面从光滑到粗糙,到裂纹产生,再到裂纹扩展;XPS实验结果表明,试样表面的化学成分发生了明显的变化。

Ca^(2+)对质子交换膜燃料电池性能的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)长期运行过程中,其部件因损伤产生的杂质金属离子对燃料电池的电化学性能有重要影响。模拟PEMFC中Ca2+污染燃料电池工况,研究了Ca2+对PEMFC电化学性能的影响。实验结果表明:随着污染时间的增加,燃料电池性能逐渐衰减,当污染时间超过9 h,电池电压急剧降低;在高电流密度区(电流密度>400 mA/cm2),电压衰减最明显。在500 mA/cm2电流密度下恒电流放电2 h后,电压降低了41%。Ca2+的存在及其积累对质子交换膜燃料电池有明显的毒化作用。

操作参数对PEMFC性能的影响

通过实验研究三通道蛇形非对称流场的质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行温度、气体加湿温度、空气流量、H2流量以及燃料电池工作压力等操作参数对PEMFC性能的影响。结果表明:燃料电池温度保持在333～343K,加湿温度与电池温度相同时,电池性能达到最佳状态;质子交换膜燃料电池中O2的还原反应是影响整个燃料电池放电性能的一个关键因素;工作压力为2.026×105Pa左右时电池的性能最佳。

垫片材料在模拟的PEM燃料电池环境下损伤机制

垫片材料化学性能长时间的稳定性对质子交换膜(PEM)燃料电池密封及其性能至关重要。采用实验的方法研究PEM燃料电池垫片常用材料-硅橡胶材料在模拟的PEM燃料电池环境下的损伤情况。使用2种模拟的PEM燃料电池环境,采用X线光电子能谱(XPS)技术研究弹性体垫片材料暴露在模拟的PEM燃料电池环境下的损伤机制。试验结果表明,垫片材料暴露在PEM燃料电池环境下材料表面的化学结构发生了明显的变化,材料损伤机制主要是硅橡胶材料主链Si—O—Si和侧链Si—CH3逐渐断裂所致。

封装力对PEM燃料电池气体扩散层孔隙率的影响

质子交换膜(PEM)燃料电池中气体扩散层(GDL)的孔隙率对整个燃料电池的性能有着重要影响,而封装力是影响燃料电池GDL孔隙率的关键因素之一。采用实验和有限元模拟相结合的方法研究封装力对气体扩散层孔隙率的影响。利用压汞仪测试气体扩散层的平均孔隙率,基于有限元方法建立质子交换膜燃料电池的双极板和气体扩散层的接触模型,研究质子交换膜燃料电池中不同的封装力下气体扩散层的孔隙率变化情况。结果表明:气体扩散层孔隙率的变化沿接触中心线左右对称,接触区域孔隙率分布较为均匀,随着封装力的增加,气体扩散层孔隙率逐渐降低;而未接触区域孔隙率变化不明显。气体扩散层孔隙率有限元模拟结果与实验测试结果相吻合。

PEM燃料电池组装接触压力的有限元分析

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)燃料电池组装接触压力对燃料电池的性能至关重要。建立了包括燃料电池端板、电流收集器、双极板、垫片、气体扩散层(gas diffusion layer,GDL)、膜电极组件(membrane electrode assembly,MEA)和螺栓等在内完整的燃料电池三维有限元模型,采用有限元方法研究在不同组装力下PEM燃料电池的接触压力及其分布。有限元分析结果表明,燃料电池组装力增大,GDL与双极板以及MEA与GDL之间的接触压力也随之增大。组装力约为3.0 N·m时,燃料电池双极板与GDL之间的接触压力分布以及MEA与GDL之间的接触压力分布均具有较好的均匀性。