氢能源民用飞机技术路线与总体概念设计方法研究

本文以实现民用飞机净零碳排放为目标,寻找可以在未来投入大规模应用的新能源动力形式。从能量密度、功率密度、减碳以及能源经济性等维度开展对比评估,结合通勤飞机、窄体干线、宽体客机等典型座级航程的各级别民机产品的能源动力系统的质量对比,本研究认为“氢能源+涡轮机”将是未来新能源民用飞机最具可行性的能源动力组合。建立了适用于氢能飞机的总体设计流程,针对窄体干线氢能客机开展总体设计,采用阻力分解方法估算气动效率,多种分类质量计算方法估算空重,经过设计迭代形成可行的氢能飞机总体参数和初步概念方案。分析结果表明,对于窄体干线级别民机,采用“氢能源+涡轮机”的动力架构使该级别飞机起飞质量比传统燃油飞机增加不到10%。考虑到未来10~20年氢能动力系统和机载氢燃料存储技术可预见的突破,氢能飞机是实现航空运输净零碳排放的非常具有潜力的解决方案。

高压氢燃料气瓶加压惰化排气陡降机制

为了提高惰化效率并确保高压氢燃料气瓶的安全应用,采用数值模拟方法评估加压惰化过程中的氧气体积分数变化特征。在加压注气过程中最大氧气体积分数位于氢燃料气瓶的底部区域,而在排气过程开始阶段发现最大氧气体积分数的陡降现象,设计不同的模拟方案分析陡降现象的原因。结果表明:速度-压力耦合效应是排气过程开始阶段氧气体积分数陡降的根本原因,其中瓶内速度场的影响占主导地位,速度场的影响在未静置和静置方案中分别为91.4%和86.7%,而压力场的影响仅为8.6%和13.3%;排气反向冲量及排气低压向瓶内传递诱导流场,叠加加注形成流场共同促使气瓶底部区域内的流动再循环,使得瓶底区域的流动速度增加且速度场与氧气体积分数场协同效应加强,强化了对流传质形成陡降现象。

TC4钛合金表面氧化皮去除

针对TC4钛合金在热成形过程中其表面易形成一层致密的氧化皮且氧化皮的表面形貌和厚度均受温度影响这一现象,采用先热碱洗后酸洗的工艺过程对TC4钛合金在不同温度下氧化后的氧化皮去除工艺进行了研究.采用光学显微镜对氧化皮形貌进行表征,研究了时间对去除氧化皮的影响,且通过国际上较先进的美国LECO公司RH-404定氢仪对去除氧化皮后钛合金的氢质量分数进行了测定.结果表明,通过采用先热碱洗后酸洗的过程,TC4钛合金表面的氧化皮可以完全被去除.此外,通过RH-404定氢仪测得合金中氢质量分数的变化不大.

掺氢比对天然气发动机燃烧放热影响的研究

为分析掺氢燃烧对天然气发动机的影响,给出3种不同的计算燃烧质量比曲线的R-W方法,由Wiebe函数模拟燃烧过程。采用这3种方法根据模拟压力计算出的燃烧质量比曲线和输入的Wiebe曲线相比,选取精度最高的方法对不同掺氢比的天然气发动机燃烧放热过程进行分析。研究结果表明:RW-3方法精度最高,随着掺氢比的增加,燃烧速度加快,燃烧过程明显缩短。

硫化氢对甲基汞毒性的影响

为探讨硫化氢供体硫氢化钠(NaHS)对甲基汞毒性的影响,选取小白鼠为测试动物.对小白鼠以0.5 mg·kg^-1 氯化甲基汞溶液每日灌胃(染毒),1 h后分别再以1 mg·kg^-1 与5 mg·kg^-1 硫氢化钠溶液灌胃,连续实验14 d.测定脑、肝组织汞质量分数并观察组织病理学变化.结果显示,5 mg·kg^-1 硫氢化钠处理组小白鼠肝组织和脑组织汞质量分数较氯化甲基汞染毒组显著降低( p <0.05),且肝、脑组织病理切片病理变化有明显改善,说明硫化氢对甲基汞毒性有改善作用.

亚稳β型TB8钛合金置氢特性研究

文章采用高温气相充氢法对TB8钛合金进行常压置氢实验,以研究亚稳β型TB8钛合金的置氢特性,即氢气流速、置氢温度和置氢时间对置氢量的影响规律,并建立了相应的数学模型。结果表明,氢气流速越快,合金中氢的质量分数越高,最终达到饱和;置氢量随置氢温度的变化规律为先增加后降低,当达到峰值后遵从Sievert’s定律;随置氢时间的延长,置氢量逐渐增加,并最终趋于平衡。

发电机冷却用氢气质量分数下降快的原因及处理

针对采用双流环密封油系统发电机冷却用氢气质量分数下降快的问题,分析了密封油系统工作原理,对空侧密封油可能进入发电机的途径进行了验证试验。通过试验发现密封瓦处空侧向氢侧大量窜油、氢侧回油箱排油浮子阀内漏严重是造成氢气质量分数下降快的原因。针对试验结果采取了措施,基本解决了氢气质量分数下降快的问题。

低含氢硅油中含氢量的近红外光谱定量分析

测定了低含氢硅油的近红外光谱并建立定量分析模型,开发了一种新的活性氢质量分数测定方法,与传统容量法的测定结果有较好的相关性,校正均方差及偏差满足测试要求。该方法操作简单、分析速度快、污染小,可准确测定低含氢硅油的活性氢质量分数。

气相色谱-质谱联用分析5种有机磷农药时氢气代替氦气作为载气的可行性考察

迄今为止,氦气几乎是气相色谱-质谱联用仪运行中唯一可选的载气。本文使用气相色谱-质谱联用仪考察了氢气和氦气分别作为载气时,对5种有机磷农药混合标准溶液的检测,以确定氢气代替氦气作为气相色谱-质谱联用仪载气用于有机磷农药分析的可行性。用工作站自带解卷积软件(自动质谱解卷积鉴定系统,AMDIS32),结合自建"有机农药质谱库"对结果进行了解析,而后用SPSS统计软件对数据进行了聚类分析。结果发现,以氢气为载气时虽然出峰稍快,但色谱峰分离度较低,解良度较低,且待测物信号不稳定,测定准确度较低,有些化合物甚至检测不到。因此以氢气为载气分析有机磷农药时应对测定准确度、信号稳定性、安全性等诸多因素进行慎重考虑。

PHG工艺汽油加氢装置器外再生催化剂的工业应用

中国石油云南石化有限公司1.8 Mt/a汽油加氢装置采用由中国石油石油化工研究院开发的催化汽油选择性加氢脱硫(PHG)成套技术,在加工负荷为100%,催化汽油原料含硫量为81.4μg/g,轻重汽油质量比为34∶66,使用预加氢器外再生催化剂(简称再生剂)PHG-131、加氢脱硫器外再生剂PHG-111、加氢后处理器外再生剂PHG-151的条件下,对该装置进行了48 h标定,对比了新鲜催化剂(简称新鲜剂)、待生催化剂、再生剂的物化性质,并考察了调和汽油产品的性质。结果表明:PHG-131,PHG-111,PHG-151再生剂的脱碳率依次为95.24%,97.56%,96.12%,脱硫率依次为53.11%,69.04%,73.95%,其均满足质量指标要求;装填数据显示,再生剂装填堆积比比新鲜剂高;PHG-131再生剂选择性比新鲜剂低,PHG-111再生剂脱硫率为94.7%,烯烃损失仅减少4.2个百分点,研究法辛烷值损失1.7个单位,满足生产要求;与催化汽油原料相比,调和汽油产品含硫量降低70.5μg/g,含硫醇硫量降低11.0μg/g以上,RON损失1.1个单位,汽油诱导期延长310 min;装置能耗为745 MJ/t。

低含量双氧水制备过一硫酸氢钾复合盐的研究

针对目前双氧水氧化法制备过一硫酸氢钾复合盐工艺中所用到的双氧水浓度过高问题,探究出以30%的低质量分数双氧水为原料,对双氧水氧化法制备过一硫酸氢钾复合盐的工艺进行了改进。研究通过单因素实验考察了不同双氧水稳定剂、过氧化反应和中和反应温度、静置结晶时间和原料配比对制备过一硫酸氢钾复合盐的影响,并确定了适宜工艺路线。采用XRD对产品进行表征分析。实验得到适宜工艺条件:采用HEDP为双氧水稳定剂、过氧化反应温度5℃、中和反应温度7℃、静置结晶时间为3 h、n(双氧水):n(发烟硫酸):n(氢氧化钾)=1:1.3:1。在此工艺条件下,制得的过一硫酸氢钾复合盐活性氧质量分数达4.78%,收率达53.5%,稳定性达97.2%。

柴油加氢装置改造及运行优化分析

为解决重整装置原料的缺口,中国石化上海石油化工股份有限公司将停役期间的1.2 Mt/a柴油加氢装置改造成为0.75 Mt/a预加氢装置,通过改造不仅满足了重整装置原料增量要求,产品硫质量分数和水质量分数指标也达到优良。通过对项目的改造内容以及运行优化分析,可为同类装置的开车提供参考。

6000 r/min大负荷下掺氢对汽油机排放性能的影响

严重的环境污染问题促使研究人员探索更环保的燃料,一定程度上在汽油机中掺混氢气可改善发动机的排放性能。本研究采用进气道喷射氢气、缸内直喷汽油的复合喷射方式,探索了发动机转速为6000 r/min下,负荷率为100%、90%、80%时,掺氢比为0%、5%、10%、15%和20%时对汽油机排放性能的影响。研究结果表明,CO的质量分数整体处于较低水平;同一工况下,随着掺氢比的增加,CO_(2)的质量分数逐渐减小;100%负荷率和80%负荷率下,随着掺氢比的增加,NO的质量分数先增大后减小,且都大于纯汽油机;90%负荷率下,NO的质量分数均小于纯汽油机。

TiB_2对TiB_2/Al复合材料组织与氢含量的影响

采用混合盐反应法(LSM法)制备TiB_2质量分数分别为5%、10%、15%、20%的TiB_2/Al复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和激光粒度仪等观察微观形貌及物相组成,分析TiB_2质量分数对复合材料的组织的影响,同时利用氧氮氢分析仪检测TiB_2质量分数对复合材料热处理前后氢离子含量的影响。结果表明,随TiB_2质量分数的增加,复合材料中生成的TiB_2颗粒尺寸不断增大,并且氢离子含量不断增多。TiB_2质量分数为5%和10%的TiB_2/Al复合材料中,生成的颗粒尺寸细小且均匀分布于基体中,而15%和20%的TiB_2/Al复合材料生成的颗粒尺寸偏大。采用合适的热处理工艺可有效降低复合材料的氢离子含量,尤其对TiB_2质量分数为5%和10%的TiB_2/Al复合材料降低氢离子量的效果更为显著。

硫化氢对内皮素诱导的大鼠心肌肥厚的作用研究

目的探讨硫化氢（H2S）对内皮素诱导的大鼠心肌肥厚的影响。方法取64只成年雄性大鼠,体质量180-200 g,随机分为4组：正常组10只、假手术组10只、内皮素诱导心肌肥厚模型组22只、内皮素诱导心肌肥厚＋H2S（56μmol/kg）治疗组22只。4周之后检测左心室质量指数、心肌细胞肥大形态学指标、心肌间质胶原容积分数以及心肌羟脯氨酸含量等各项心肌肥厚指标。结果与单纯心肌肥厚组相比,H2S治疗组左心室质量下降21.4%,左心室质量指数下降5.97%,心肌细胞最短径下降12.5%,心肌细胞横断面面积下降10.8%,心肌间质胶原容积分数下降22.3%,心肌羟脯氨酸含量下降31.3%（P均〈0.05）。结论 H2S可降低内皮素诱导的心肌肥厚大鼠左心室质量指数,改善心肌细胞肥大,降低心肌胶原蛋白水平以及心肌纤维化,为治疗心肌肥厚提供思路。