锂离子电池三元正极核-壳结构的电化学-力学模拟

利用有限元模拟技术构建了电化学-力学耦合的三维多物理场锂离子电池模型,进而获得了核-壳正极在放电过程中Li+浓度、应变和应力的分布与演变情况,并研究了放电结束时不同放电倍率、壳厚度和核粒径对应变和应力的影响.结果表明,颗粒中心及核-壳界面处的应力在放电初期迅速达到最大值,然后随着Li+扩散过程的进行,应力逐渐减小.另外,黏结剂和相邻颗粒对电极应力分布有显著影响.减小放电速率和核粒径以及增加壳厚度能够降低电极中的应力.研究结果可为核-壳正极结构的设计与优化以及锂离子电池放电策略提供参考.

子午工程二期自动磁通门经纬仪

地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种,相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值.磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一,在地磁观测中发挥着重要作用.目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作,人为因素会对观测数据质量产生影响,因在偏远地区和环境恶劣地区无法实现地磁绝对观测,造成地磁绝对观测的空间覆盖空白.子午工程二期将在我国内地地区首次开展自动化磁偏角和磁倾角地磁绝对观测,必将推动地磁绝对观测技术创新与发展.自动磁通门经纬仪是我国自主研发的磁偏角和磁倾角自动化观测设备,采用无磁材料和压电电机,通过优化设计与改进加工工艺,以及引入多参量误差补偿算法,有效克服和消除了系统误差,提高了测量精度.该设备在河北涉县台、吉林合隆台、陕西乾陵台和北京白家疃台等台站开展了长时间的实际观测,并与台站的人工磁通门经纬仪观测结果进行了对比.结果表明,自动磁通门经纬仪的主要性能指标达到了人工磁通门经纬仪水平.该设备也通过了中国地震局前兆设备入网测试,功能和性能指标符合地磁台站地磁绝对观测要求.

脊髓硬脊膜动静脉瘘患者症状急性加重一例并文献复习

目的提高对脊髓硬脊膜动静脉瘘(SDAVF)诊断及治疗的认识。方法回顾性分析山东第一医科大学第一附属医院神经外科2021年3月收治的1例SDAVF患者的临床资料,并对相关文献进行复习。结果在排除脊髓损伤、脊髓血肿和麻醉等相关并发症后,给予甲强龙冲击治疗,患者的临床症状恶化;行脊髓血管造影后诊断为SDAVF,手术予以切除,最终恢复良好。结论快速、准确地诊断对于SDAVF的预后尤为重要。不恰当的治疗方法亦会对疾病的转归造成一定影响,应尽快手术切除。

地磁偏角倾角绝对测量技术发展现状综述

地磁场绝对测量是获取地磁基本场及其长期变化的基本手段,也是矫正地磁相对记录的基准。地磁偏角倾角绝对观测是地磁场要素绝对值测定的重要组成。目前,典型的地磁偏角倾角绝测量仪器为磁通门经纬仪,但该类设备采用人工测量方式,自动化的磁通门经纬仪仍停留在样机研制和应用发展阶段,极大地限制了地磁场测量精度和空间分辨率的提高。梳理和总结了我国地磁偏角倾角测量仪的发展,针对国际上领先的自动化地磁偏角和倾角测量技术研究进展,并结合有关试验样机的研发现状,深入分析该类仪器的关键技术及共性技术,提出地磁偏角倾角测量仪的发展思路和关键技术解决对策,以期对未来我国地磁偏角倾角测量仪器的研发起良好的指导意义和借鉴价值。

凸形封头压力容器优化设计

针对传统的化工行业压力容器壁厚较大,生产成本过高的情况,课题组利用ANSYS有限元软件,以凸形封头压力容器中的椭圆形封头和碟形封头压力容器为研究对象,考察其应力分布和位移分布的特点,并进行优化设计。结果表明:在相同载荷下,椭圆形封头压力容器应力较小;椭圆形封头压力容器短半轴的变化、碟形封头压力容器直边段内径的变化趋势与目标函数体积的最大值相一致;经过21次迭代得到压力容器的最优设计参数,优化效果明显。研究结果对于压力容器的优化设计和材料的合理利用有一定的参考意义。

基于ANSYS的换热器管板应力评定

针对换热器管板受力情况复杂,传统的理论方法难以计算其内部应力分布的现象。借助ANSYS有限元分析软件,以管程、壳程同时开的瞬间工况和正常操作的稳态工况为研究对象,考察其等效应力分布规律;并对其进行应力评定。结果表明:远离换热管和管板的连接区域,等效应力呈均匀分布,为薄膜应力;最大等效应力出现在换热管外表面和管板与壳体的连接处;温度变化明显的地方,热应力也相对较大;对7种工况进行应力评定,针对危险工况,进行改进,效果明显。研究结果对于管板的安全可靠运行提供一定的技术保障。

Fe^(3+)-TiO_(2)/AC三维电极处理氨氮模拟废水研究

采用泥浆法制备Fe^(3+)-TiO_(2)/AC复合材料,通过XRD和SEM对复合材料进行表征,以复合材料为粒子电极,石墨板为阴阳极,构建三维电极系统处理氨氮模拟废水,探究电解电压、电解质NaCl浓度、初始pH值及粒子电极投入量对氨氮去除的影响,并应用响应曲面法对处理废水的条件进行优化。结果表明:在电解电压为18 V,电解质NaCl浓度为6.7 g·L^(-1),溶液初始pH值为9.00,粒子电极投入量为10.0 g·L^(-1)时,电解40 min后,氨氮去除率为96.86%。采用响应曲面法优化后,在电解电压为18 V,粒子电极投入量为9.9 g·L^(-1),初始pH值为9.10条件下,电解40 min后,氨氮去除率最佳为97.61%。以上研究结论可为氨氮废水的工业处理提供一定的参考。

基于OVERHAUSER效应磁探头的矢量磁场测量仪

为了获取多分量的地磁场信息,设计了基于OVERHAUSER效应磁探头的矢量磁场测量仪。首先详细阐述矢量磁场测量的工作原理,分析磁偏角、磁倾角与总强度的几何关系,确定一组正交偏置线圈的磁轴方向和一个测量周期所得测量数据的数学关系;然后分析正交偏置球形线圈的均匀区和偏置磁场的幅度对研制测量仪的噪声影响。为验证理论分析,在地磁台站对研制测量仪的性能进行测试和对比观测。结果表明,球形线圈的非均匀度优于5‰,偏置磁场幅度约为总强度磁场幅度的20%左右可以获得较好的噪声性能,总强度F、磁偏角D和磁倾角I的噪声（峰峰值）分别为0.19 n T、0.002 9°、0.003 3°。

地磁场H、D受HVDC输电干扰特征分析

以受宁东线高压直流(HVDC)输电干扰相对严重的11个地磁台站为主要研究对象,以蒙城台为干扰幅度量取的参考台站,研究了地磁场水平分量H、磁偏角D受HVDC输电的干扰特征.发现H和D受HVDC输电干扰具有同步性和偏向性;同一HVDC输电线路两侧H和D干扰幅度具有线性关系,但线性关系明显弱于垂直分量Z干扰幅度的比例关系;接地极附近台站各自的Z、H、D干扰幅度具有线性关系.之后对H和D干扰产生的机理进行了深入的定性分析.根据得到的干扰特征的结论,提出了以红山台Z、H、D为输入的本研究相关台站的Z、H、D为输出的自动计算方法.经过误差分析,本方法平均误差水平低于国家地磁学科中心当前使用算法误差水平,最高降幅达42.9%.

GE水煤浆气化工艺煤气化渣的特性研究

为提高GE水煤浆气化工艺煤气化渣的资源化利用率,对兖州煤业榆林能化公司的气化渣进行了微观特征、粒度分布、矿物质组成、孔结构和比表面积等特性研究。结果表明:细渣的烧失量比粗渣的高27.56个百分点,说明细渣的残碳含量明显高于粗渣;粗渣表面光滑致密且光泽度明显,粒径160μm~1000μm的渣粒占总体积的76.19%,细渣表面结构粗糙疏松,孔隙发达,粒径0~70μm的渣粒占总体积的29.22%;XRD测试结果表明,粗渣和细渣中的主要成分均为SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、CaO,两者主要物相组成均为石英,此外还含有莫来石、赤铁矿和钙长石;粗渣和细渣的比表面积分别为222.05 m^(2)/g和335.08 m^(2)/g,孔隙均以4 mm~l0 mm介孔为主。

筒体与封头过渡区域应力分析及其优化设计

以凸形封头中的球形封头、椭圆形封头和无折边球形封头为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立封头厚度大于筒体厚度中心线偏移和不偏移两种连接方式的有限元模型,并进行应力分析。结果表明:(1)最大等效应力发生在筒体和封头过渡区域附近,是由筒体和封头几何形状发生突变所引起的;(2)两种结构形式中,中心线偏移下等效应力最大,容易发生强度失效;(3)当球形封头削边长度L为47.575 mm时,标准椭圆封头的削边长度L为45.086 mm时,无折边球形封头的削边长度L为47.684 mm时,总体应力集中系数达到最小。

凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化

针对凸形封头与筒体不连续引起局部范围内应力迅速增大,使压力容器强度削弱的现象,利用有限元分析软件ANSYS,以球形封头、椭圆形封头和碟形封头这3种凸形封头为研究对象,考察不连续现象对其应力分布和应力集中系数的影响,并对其进行优化。结果表明:3种凸形封头压力容器的最大应力出现在不连续区域;远离不连续区域,应力基本维持不变,为薄膜应力; 3种凸形封头削边长度出现临界值;对3种凸形封头削边段进行优化,球形封头压力容器优化效果最理想。研究结果对于凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化有一定的参考意义。

中低温煤焦油制备火箭煤油研究

以陕北中低温煤焦油<360℃的馏分油为原料,NiMo/Al2O3为催化剂,在实验室小型固定床反应器上进行加氢试验。考察反应温度、反应压力和空速对产品收率及性质的影响,结果表明,较高的反应温度和反应压力及较低空速有利于提高加氢产品油中火箭煤油收率。将所得加氢产品油中(192~255)℃馏分作为火箭煤油产物进行检测分析,各项指标均满足GJB8087-2013(液体火箭发动机用煤油安全应用准则)要求。以煤焦油为原料制备煤基火箭煤油,不仅为煤焦油的综合利用提供了新途径,同时拓宽了火箭煤油的生产来源。

离心泵内部压力场及水蒸气体积分数分布的数值研究

运用计算流体动力学对离心泵内部流动的压力场、φ(水蒸气)分布进行数值分析。研究结果表明:叶片上的压力受转速的影响较大,且转速较大时,叶轮后表面出现负压,容易形成气蚀;在φ(水)一定时,沿z轴方向某一平面(z=0.01m)上的压力比叶片表面上的压力小,φ(水蒸气)比叶片表面上的φ(水蒸气)大;在转速较高时,液态水在流经叶轮流道的过程中,产生的水蒸气的量较多。

含平底方形缺陷X80管线钢剩余强度的研究

X80管线钢由于其优良的综合力学性能,越来越多地服役于石油天然气输送。X80管线钢在服役过程中,不可避免地受到各种腐蚀因素的影响,产生具有危险性的腐蚀缺陷,进而使管道材料的强度降低,寿命缩短,影响了管道运输的安全可靠性,并且会造成材料的浪费和对环境的污染。因此,笔者以X80管线钢平底方形缺陷作为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,通过改变缺陷长度、缺陷深度,考察其对最大等效应力和剩余强度和的影响;通过改变内压,考察其对最大等效应力和最大等效应变的影响,借助数学拟合的方法,对基于应变和基于应力管道的剩余强度与缺陷深度的关系进行拟合,所得结论对于X80管线钢剩余强度的求解有一定的指导意义。

含双点腐蚀腐蚀缺陷管道剩余强度和剩余寿命的分析

借助ANSYS软件,以管道内双点腐蚀为研究对象,通过建立椭圆形双点腐蚀缺陷和正方形双点腐蚀缺陷,研究双点腐蚀缺陷在不同的缺陷深度、缺陷间距下管道最大等效应力与剩余强度的变化规律,并对其剩余寿命进行预测。结果表明:远离缺陷部位,等效应力分布均匀,最大等效应力发生在缺陷边缘区域;两种双点腐蚀缺陷等效应力均随缺陷深度的增大而增大,随缺陷间距的增大先减小而后保持不变,出现临界值;椭圆形双点腐蚀缺陷危害性大。所得结论可为管道的检修与替换提供可靠的数据支撑。

三维多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)立方盒子的构筑及储锌性能

锰基氧化物作为锌离子电池正极具有高比容量和低成本等优点,但在电化学循环过程中不可逆相变、锰的溶解和电极/电解质界面不稳定导致其在小电流密度、深度放电条件下的循环性能差.针对以上问题,合成了三维(3D)多孔MnOx立方盒子,并在其表面包覆In_(2)O_(3)层,获得3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)立方盒子.结果显示,MnO_(x)@In_(2)O_(3)立方盒子具有大量孔径约10 nm左右的孔,有利于H^(+)和Zn^(2+)的快速传输;In2O3包覆层均匀包覆于3D多孔MnO_(x)立方盒子的孔壁上,有利于抑制MnO_(x)在电化学循环过程中的不可逆相变和锰的溶解,稳定电极/电解质界面.电化学测试结果表明,该3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极在0.3 A/g的小电流密度、深度放电条件下能稳定循环400次以上,容量保持260 m A·h/g;在1.8 A/g电流密度下可稳定循环4000次以上,容量保持81m A·h/g;即使在高电流密度6.0 A/g下仍保持73.4 m A·h/g的高可逆容量.恒电流间隙滴定(GITT)和循环伏安测试结果表明,3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极比3D多孔MnO_(x)具有更高的离子扩散速率,有利于提升其高倍率容量.电化学阻抗谱结果表明,3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极具有比3D多孔MnO_(x)更稳定的电极/电解质界面,有利于提升其循环寿命.2000次循环后的扫描电子显微镜(SEM)结果表明,MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极表面仍分布少量In_(2)O_(3),以确保电极/电解质界面和循环的稳定性.

生产实习与课程教学相结合的实践与探讨

生产实习是工科专业学生的一门重要实践性课程,是学生将理论知识和生产实践相结合的有效途径。通过生产实习,一方面使学生在课堂上学到的理论知识得到巩固和提升,另一方面,通过对生产现场的实际知识的了解,使学生在实践中得到提高和锻炼。该文介绍了使生产实习和课程教学相结合效果最大化的一些措施,如将见习和生产实习相结合,与《过程装备成套技术》课程相结合,加强实习管理,充分利用本校大型化工实训基地等,从而保证理论联系实际的教学效果。

含腐蚀缺陷X60油气管道剩余强度的分析

利用ANSYS有限元分析软件,以X60油气管道长方形腐蚀缺陷为研究对象,首先考察其应力云图,其次通过改变腐蚀缺陷长度、缺陷深度、腐蚀位置及内压载荷,考察其对最大等效应力和剩余强度的影响。结果表明,含缺陷油气管道等效应力云图可以分为2个区域:远离缺陷区域和缺陷附近区域。远离缺陷区域应力基本均匀分布,此时应力为由内压载荷引起的薄膜应力;缺陷附近区域应力为不连续效应引起的不连续应力,呈现局部性和自限性。最大等效应力随内压载荷的增加可以分为2个阶段:屈服阶段和塑性强化阶段。当腐蚀缺陷长度系数一定时,随着腐蚀缺陷深度系数的增加,钢材的剩余强度呈现明显的递减趋势;当腐蚀缺陷深度系数一定时,随着缺陷长度系数的不断增加,剩余强度先减小后保持稳定,出现临界值0.2;内壁腐蚀比外壁腐蚀最大等效应力小,剩余强度大,安全性高。所得结论为钢材的安全评定以及最大程度提高有效利用率提供了支持。

北京国家地球观象台地震前兆观测干扰分析

对北京国家地球观象台2008年1月—2014年12月地震前兆观测手段地磁、形变和重力干扰,从环境干扰、人为干扰和其他干扰,对观测产生干扰原因、干扰记录特征进行分析,并对各项干扰及时采取合理、有效的解决措施,提高地震前兆资料的使用价值。