PdY合金管束的氢渗透性能

PdY合金膜因其具有良好的透氢性能与机械性能,有望应用于聚变堆氢同位素纯化工艺。基于PdY合金膜的服役参数及氚安全要求,有必要研究在低氢压下PdY合金膜的氢同位素渗透特性,为后续设计氢同位素纯化组件提供数据支撑。本工作基于直管外压式PdY扩散器,研究了低氢压（<50 kPa）、工作温度为350~450 ℃条件下,厚度为80 μm的PdY合金薄膜管的氢渗透速率与膜两侧压力、工作温度的关系。结果表明,低氢压下,PdY合金膜的氢渗透规律符合J=Φpⁿ_H-pⁿ_Ld,且压力指数n等于0.9,渗透速率控制机制主要表现为表面过程控速;提高工作温度使得合金膜的渗透通量增大,且温度对扩散过程的影响更大,使渗透过程更加趋于表面控速。此外,计算了该工作温度范围下的渗透系数,并通过阿伦尼乌斯公式推导求得渗透活化能约为24.54 kJ/mol,渗透常数Φ₀为5.86×10^-6 mol/(m·s·kPa^0.9)。低氢压下,该厚度膜的渗透系数可由5.86×10^-6e^-24.54/^(RT) mol/(m·s·kPa^0.9)进行计算。     

径向流氦氢分离床穿透特性实验与模拟分析

为系统深入研究径向流氦氢分离床的吸附穿透性能,指导结构设计,本研究借助COMSOL Multiphysics软件耦合材料吸氢动力学方程、流体流动动量方程和质量传递方程,建立了径向床穿透数学模型,并结合实验验证了模型的可靠性,利用模型对特性参数进行参数化扫描,分析其对穿透性能的影响。结果表明,穿透实验结果与模拟数据符合较好,模型可靠。通过分析温度、高径比及孔隙率等参数对床体穿透性能的影响,推荐氦氢分离床床体参数如下：床体吸附温度为室温～343 K,在该温度范围内升高温度对传质区长度及出口处浓度-时间曲线影响较小;随着高径比的增加,床体效率明显下降,其中高径比为2.00～8.33时,维持高效率的时间较长;随着孔隙率的增加,床体吸附效率明显下降,考虑床层的吸附效率、压阻效应及粉末的装填难度,粉末孔隙率推荐0.56～0.64。以上结果表明,本研究建立的模型可较好地预测床体的吸附分离性能,可用于床体结构设计以及工艺参数的优化。     

基于样本标准差理论的带钢板面划伤分析方法

为区分连续生产线上带钢板面划伤缺陷的来源,判断辊子速度偏差对板面质量的影响,进而解决这种产品缺陷,本文提出了一种新分析方法。通过介绍带钢板面划伤缺陷产生的机理,着重指出了造成辊子速度偏差的因素,将样本标准差理论运用到偏差的分析中,明确了造成划伤的速度偏差值,最后介绍了解决速度偏差的排查方法和经验。该分析方法在生产中得到推广运用,实现了准确识别缺陷来源、快速解决速度偏差的目的。     

径向流氦—氢分离床压阻实验与模拟分析

氦-氢分离床作为聚变堆氚工厂提取系统的重要部件，其压阻特性影响床体的吸附效率和系统阻力。本文通过开展径向吸附床压阻实验，获得过滤器和粉末多孔介质的压阻特性，并结合模拟软件拟合获得特性参数，进一步借助模型研究床体流动机理，指导结构设计和参数设置。获得的丝网过滤器压阻模型参数与实验结果对比，验证了模型的可靠性。当粉末颗粒度较大(R_p=125μm)时，Ergun模型参数可以较好地拟合床体实验压阻，但随着粉末粒度的减小，Ergun模型参数得到的压阻与实验值差距逐渐加大，需进一步修正模型参数。流动机理分析表明，丝网过滤器在实验测试条件下，压阻以惯性阻力项为主，随等效雷诺数的增加呈抛物线变化。床体粉末层压阻以黏性阻力项为主，随等效雷诺数的增加呈线性变化。