基于蜂窝仿生流场的质子交换膜燃料电池的性能研究及优化

为了增强质子交换膜燃料电池(PEMFCs)内部燃料分布的均匀性与水管理能力,本文研究了一种新型的基于仿生结构的蜂窝仿生流场。首先,根据蜂窝结构特征,搭建出三维多相流非等温几何模型并确立PEMFC的数学模型;其次,采用计算流体动力学Fluent软件对模型进行无关性与有效性验证,并对蜂窝仿生流场和常规平行流场的电池性能和燃料分布进行了模拟分析;最后,对比极化性能、气体流速分布、燃料与液态水组分浓度和电流密度分布,验证了蜂窝仿生流场设计的有效性。研究结果表明:采用蜂窝仿生流场的电池峰值功率密度比常规平行流场高15.6%,其内部水管理能力和燃料分布均匀性均强于平行流场;左端进气的蜂窝仿生流场比采用上端进气的蜂窝仿生流场在气体通路内具有更均匀的气体压力,可有效避免流道内产生局部涡流,其峰值功率密度可以达到0.3933 W/cm2。

复合材料油箱口盖零件的成型工艺研究

文章以某飞机油箱口盖为研究对象,通过材料设计、密封设计、耐火设计、雷电防火设计,对油箱口盖的复合材料成型工艺进行分析。通过工艺试验,合理选用油箱口盖零件原材料,设计铺层结构,优化工艺参数,采用热压罐成型工艺包括下料、铺贴、封装、固化、脱模、修整等具体过程完成复合材料油箱口盖的成型。

蜂窝状生物质燃料固化成型有限元分析

根据生物质可压缩性以及成型物具有一定硬度等特点,将生物质成型过程看成非线性有限元问题。建立力学模型,利用ANSYS软件分析成型过程中的静水压应力、等效应变以及载荷与形变的关系,提出分段填料压缩可提高成型物的耐久性,采用缓慢压缩和提高物料的软化程度等方法可以防止成型物出现裂纹。

蜂窝状生物质燃料活塞式成型机模具优化设计

基于广大农村地区和城镇的生活需要,设计了蜂窝状生物质燃料活塞式成型机。利用ANSYS Workbench1 4.0软件对成型机的模具结构进行建模,并利用响应曲面法对模具结构进行优化设计,确定模具的主要结构尺寸。优化设计结果表明,模具主要结构的设计参数合理,能够满足实际生产的需要,为卸料液压缸及成型机液压系统的设计打下了基础。

蜂窝形生活垃圾衍生燃料的开发

随着城市生活垃圾产量越来越大,垃圾焚烧技术迅猛发展,垃圾衍生燃料的开发也受到关注。本文介绍了蜂窝型垃圾衍生燃料的制备、燃烧,尾气的处理等,使生活垃圾变为可以无害化燃烧的垃圾衍生燃料。

SMFC在河口底泥产电及有机质去除中的应用

为研究现场尺度的沉积型微生物燃料电池(SMFC)在产电和底泥修复中的应用,在深圳新涌河河口现场构建了SMFC系统.以高分子材料与碳网热压成的导电蜂巢格室制作成阳极,石墨毡与钛线材料制作成阴极,进行了为期3个月的现场试验.结果表明SMFC能够持续对河口底泥进行去污,同时生物试剂能够在一定程度上促进SMFC系统对于底泥有机质的降解,总有机质的去除率达到54%,明显高于单独使用SMFC和生物试剂的情况.受河口涨落潮影响,SMFC间歇运行,最大功率密度可达到13 mW/m2左右,可为5个LED灯管供电.因此,现场尺度的SMFC系统在河口底泥的去污处理和产电应用方面都具有一定前景,为现场尺度沉积型微生物燃料电池在工程应用方面提供了一定的理论依据和参考.

燃气动力弹跳机器人的设计与试验研究

以可燃混合气体为动力源,设计了一种燃气动力的弹跳机器人,包括弹跳驱动器和轮式运动机构。弹跳驱动器采用双活塞燃烧室结构及磁力锁紧机构,有效减小驱动器体积,有利于驱动器复位和废气排除。轮式运动机构包括车身和蜂窝车轮,车身作为驱动器载体,蜂窝车轮用于机器人落地缓冲。对车轮的径向、周向和切变模量进行等效计算,采用铁木辛柯梁理论对车轮进行静力分析,计算结果与试验数据吻合;利用LS-DYNA对车轮落地碰撞进行仿真,分析了落地冲击能量消耗。对机器人的弹跳运动进行规划,弹跳越障试验表明机器人可直接越过或跃上障碍物,验证了机器人的弹跳运动能力。该弹跳机器人的研究为提高地面移动机器人的未知复杂地形适应能力提供了一种可行的技术方案。

烟机蜂窝密封间隙的测量与调整

重油催化装置烟机蜂窝密封间隙的调整多年来一直是个难题。通过制作调整蜂窝间隙的专用工具,解决了调整蜂窝密封的问题,保证了设备的检修质量和机组的稳定运行。

激光重熔功率对HVOF喷涂WC-Ni涂层耐磨性的影响

为了探究微观组织结构的改变对涂层的硬度和耐磨性的影响,使用低成本的超音速火焰喷涂(HVOF)技术预沉积WC-Ni涂层,并利用50~150 W功率激光重熔后处理涂层,研究了激光重熔功率对WC-Ni涂层的显微组织、物相组成、显微硬度、耐磨损性能的影响。结果表明:采用150 W激光重熔后,涂层中的WC形成了蜂窝状骨架结构,使材料的韧性增强,可以显著抑制裂纹的生成和扩展;当激光功率较低时(50 W和100 W),涂层中并没有形成蜂窝状的骨架结构,但由于激光热作用,原始涂层扁平粒子之间的内聚力增强,硬度和耐磨性都有一定的提高。原始的WC-Ni涂层的硬度平均为327 HV_(0.2),50 W和100 W处理后涂层的硬度分别变为335 HV_(0.2)和346 HV_(0.2)。但150 W处理后的涂层中形成了均匀的蜂窝状WC骨架结构,且有部分WC和Ni形成了Ni4W,故150 W处理后的涂层硬度略有降低(288 HV_(0.2)),不过150 W处理后的涂层中的WC演变成了网状骨架结构,可以良好地抑制裂纹的形成与扩展,其磨损率最低,仅为3.544×10^(-5)mm^(3)/(N·m),相较于WC-Ni涂层[2.025×10^(-4)mm^(3)/(N·m)]、50 W[1.424×10^(-4)mm^(3)/(N·m)]和100 W[1.132×10^(-4)mm^(3)/(N·m)]激光重熔后涂层的磨损率分别降低了83.9%、75.1%和68.7%。蜂窝状WC-Ni结构涂层为开发耐磨材料提供了新的思路。

NECP-X程序中基于全局-局部耦合策略的非棒状几何燃料共振计算方法研究

基于NECP-X程序中已经研发的全局-局部耦合共振计算方法,研究了针对非棒状几何燃料的共振计算方法。首先,采用中子流方法计算真实问题的丹可夫修正因子,以处理全局的空间效应;其次,基于丹可夫修正因子等效获得小规模问题周围慢化剂的几何信息;最后,对于小规模问题燃料区的有效自屏截面的计算采用共振伪核素子群方法。将该方法应用于非棒状几何燃料数值计算,结果表明,该方法在处理非棒状几何燃料栅元的共振计算时,与蒙特卡罗结果程序相比,微观吸收截面偏差不超过1.8%,无限介质增殖因数偏差不超过110 pcm(1 pcm=10-5),具有较高的计算精度;在大规模问题的计算中,基于板状燃料的JRR-3M实验堆全堆在整个燃耗过程有效增殖因数偏差均在300pcm左右,组件功率偏差在整个燃耗过程不超过0.62%。因此,本研究提出的共振计算方法具有较高的正确率和精度。