离心压缩机回流器叶片的优化设计

通过对回流器叶片参数化建模,使用CFD技术与人工神经网络以及遗传优化算法相结合的方法,对离心式压缩机基本级D-ARV回流器叶片型线进行了优化设计。优化后回流器叶片折转角变小,叶片厚度减小,叶片呈现三元结构。研究结果表明:优化后的回流器三元叶片有效减少了回流器流道内部的流动损失,提高了静压恢复系数并且改善了回流器流道内部的气流分布均匀性。三元回流器叶片在变工况条件下能显著提高离心式压缩机基本级的整级气动性能,整级多变效率η_(pol)在流量系数φ_1为0.026时提高了2.32%。     

离心式压缩机回流器叶片载荷分布对级性能的影响研究

离心压缩机回流器叶片载荷分布决定了回流器叶片型线结构,可以通过改变叶片载荷控制参数K5,形成不同的回流器叶片型线,数值研究不同载荷分布下的回流器叶片对基本级性能的影响。研究结果表明:K5值对回流器性能影响很大,针对不同的基本级,都有最佳的回流器叶片载荷控制参数K5与之相匹配;对于基本级而言,当K5=2.4时所确定的回流器叶片型线结构使基本级的多变效率达到最大值,气动性能最优。     

基于全钒液流电池动态模型的电荷损失分析

全钒液流电池的电荷损失主要由旁路电流和交叉反应共同引起.旁路电流与电解液的流道设计有关,交叉反应与隔膜的阻钒能力有关,在实际应用过程中两者相互耦合,各自占比并不明确.因此,有必要考虑旁路电流和交叉反应建立全钒液流电池系统模型来定量分析各部分电荷损失的大小,这将为提高电流效率提供重要依据.考虑旁路电流和交叉反应建立了动态模型,分析了交叉反应和旁路电流引起的电荷损失动态变化情况,电流和流量等运行参数对电荷损失率的影响.分析结果有助于在液流电池设计过程中提高电池性能,从而减少实验和设计的成本.     

运行参数对全钒液流电池离子跨膜迁移的影响

全钒液流电池(all-vanadium redox flow battery,VRFB)是特别适用于大规模储能的二次电池,但在实际应用过程中存在着正负极间不同价态的钒离子、硫酸根离子、氢离子和水的迁移现象。这会引起电解液中各种离子摩尔数的变化、电池容量的衰减和正负极间电解液体积差值的变化。因此,运行一段时间就要打开正负极间设置的联通管阀门混合电解液。针对正负极间电解液中各种离子的摩尔数变化情况建立VRFB的动态模型,分析流量、电流和充电状态(state of charge,SOC)范围等运行参数对正极或负极钒离子总摩尔数、硫酸根离子和氢离子总摩尔数变化的影响。如果SOC的运行范围合适,正负极间钒离子总摩尔数差值就会较小。所建模型与仿真结果将为运行过程中VRFB电解液组分的预测和调节提供有效的依据。     

全钒液流电池复合材料双极板研究

研究导电性高、耐腐蚀性强的双极板对发展全钒液流电池等大规模蓄电储能装备具有重要意义.在聚偏氟乙烯(PVDF)高分子基体中加入炭黑(CB)、鳞片石墨(GP)、膨胀石墨(EG)等导电填料,均匀分散后制备导电双极板,考察了导电填料种类、含量、粒度大小、分散方式对双极板导电性能的影响规律,利用x射线衍射(XRD)和扫描电子显微...     

锌-空气电池电解液Zn2+浓度对析氢过程的影响

水溶液体系的二次金属-空气电池通常具有安全环保的特点,但是充电过程中仍然存在析氢副反应的安全隐患。使用线性电势扫描方法、Tafel极化曲线及极限扩散电流密度参数定量分析了二次锌-空气电池体系电解液中Zn²⁺浓度对析氢反应过程的影响。结果表明,随着电解液中Zn²⁺浓度的提高,析氢过电势逐渐增大,Zn²⁺浓度在6 mol·L^-1 KOH溶液中达到0.4 mol·L^-1时,析氢过电势超过2.42 V,析氢过电势比空白溶液提高1.2 V,并且Tafel极化曲线的截距超过1.5 V,析氢电势达到超高过电势范围。此外,由Zn²⁺提供的极限扩散电流密度提高至8.9 A·cm^-2,所对应的过电势提高700 mV。研究结果对于确立二次锌-空气电池极限充电范围提供定量依据,对电池安全平稳运行具有重要价值。     

多层界面聚合法制备质子传导膜研究

以多乙烯多胺类物质和均苯三甲酰氯为反应单体,采用多层界面聚合方法制备质子传导膜.在聚偏氟乙烯超滤膜表面进行多层界面聚合反应形成离子选择性分离膜,该膜具有质子传导能力和VO2+离子阻隔能力.通过系统研究水相溶液中单体种类对质子传导膜性能的影响,结果表明,以四乙烯五胺为水相单体制得的质子传导膜电化学性能较优,其电导率达到8.0×10-3 S/cm;VO2+离子扩散系数降低了一个量级,达到2.4×10-12 m2/s;离子选择性系数60,较改性前提高2.2倍.研究发现,膜的离子选择性和膜致密层高分子链结构电荷密度之间存在相关性.     

双层锰氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7单晶的磁性和电性研究

通过浮区炉方法制备钙钛矿双层锰氧化物单晶材料La1.2Sr1.8Mn2O7,利用X射线衍射、劳埃衍射确定单晶的质量;选择高质量的单晶片切割成长方形,用超导量子磁强计测量其磁性;采用四端法测量其输运性质。XRD测量表明,La1.2Sr1.8Mn2O7粉末为单相。磁性测量表明,在高温区域样品的磁化强度很小,表现为顺磁态,在T=110 K附近磁化强度迅速增大,并且随温度的降低逐渐达到饱和,显示出铁磁性的特征。磁电阻的测量显示出单晶样品缺陷比多晶样品少,电阻率非常小。     

全钒液流电池用PVDF基离子交换膜

制备了3种聚偏氟乙烯(PVDF)基离子交换膜,比较了面电阻、离子交换容量(IEC)、含水率和钒离子渗透速率.PVDF与丙烯磺酸钠(SAS)共混制备的PVDF-SAS膜的面电阻最小,为1.2Ω·cm2,IEC达到1.16 mmol/g.FT-IR分析表明:这种膜在制备过程中,SAS的C=C键在长时间高温后发生了聚合反应,与PVDF形成了互穿网络结构.自放电实验表明:所制备的膜在开路状态下,钒离子渗透速率小于8.8×103V/h.