阳离子交换树脂粒度对制水的影响

针对一些用户选购阳离子交换树脂时,不考虑水质情况和离子交换器结构特点,一律选择中颗粒阳离子树脂,造成阳床出水含Na~+量居高不下,影响电厂生产问题,1993年下半年,我们受离子交换树脂厂家之托,参与了阳离子交换树脂粒度对制水的影响的研究和试验,并解决了这些问题。总结如下,为兄弟单位选购阳离子交换树脂提供一点经验。     

质子交换膜燃料电池凝水的研究进展

分析了质子交换膜燃料电池(PEMFC)中凝水的生长过程,分析了运行时间、电流密度、流速、温度、压力、湿度、流场和扩散层等因素对凝水的影响,并介绍了凝水的处理方法。对PEMFC凝水的可视化观测已从宏观步入微观。     

质子交换膜燃料电池扩散层水传递可视化研究

质子交换膜燃料电池(polymer electrolyte fuel cell,PEFC)扩散层(gas diffusion layer,GDL)水管理对其性能十分关键,扩散层可视化研究对指导微观模型的建立,进而指导电池的设计意义重大.搭建了一个离线扩散层可视化研究实验台,通过对不同碳纸进行液态水穿透实验,观测了液态水突破现象,并得到碳纸突破压力随温度近似呈线性变化且成反比.同时通过分析碳纸中传递过程,建立了一种微观模型,通过MATLAB编程计算突破压力大小,并与实验值进行了对比,得到比较一致的结果.     

压力作用下质子交换膜中水分布研究

质子交换膜中的水含量及水在质子交换膜中的分布直接影响着质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能.有不少学者按Springer模型,基于膜两侧压力差均匀分布在膜内的假设,采用计算机模拟,得出膜中水按指数规律的分布.通过巧妙的实验设计,直接测量出膜内的水含量,发现膜两侧在压力差作用下,膜中的水分布基本均匀,与文献报道不同.作者认为原因主要是:膜两侧受压时,压力不是均匀分布在膜内,而是作用在膜表面.     

基于水体交换能力的调水工程对底栖动物群落影响研究

水文条件的改变会引起水生态系统的波动变化,大型调水工程的实施会改变水生生物群落结构。本研究分别调研了南四湖和东平湖在调水工程实施前后一段时间的大型底栖动物群落结构,模拟分析了调水工程引起的湖泊水龄变化特征,从水体交换能力的角度探讨了大型调水工程对湖泊中大型底栖动物群落的影响。结果显示,调水工程运行一段时间后,东平湖中大型底栖动物群落在年尺度上从由小体型的水生昆虫类主导转变为由大体型的软体动物主导,南四湖中软体动物的优势在调水工程实施之后更加凸显。在季节尺度上,软体动物占比通常在调水期（非雨季）减小,而在非调水期（雨季）增大。调水工程的实施改变了湖泊水动力场特征,在年尺度上增强了湖泊水体交换能力,调水入流与入湖径流的叠加使湖泊水体的高流速时间变长,这不利于小体型物种稳定生长,进而导致在年尺度上大体型软体动物的占比逐渐增大。此外,调水工程的实施主要是提升了非雨季湖泊的水体交换能力,但增加调水后的非雨季湖泊水体交换能力仍然小于雨季,这也导致软体动物占比在调水工程实施前后均呈现在雨季减小在非雨季增加的规律。     

质子交换膜燃料电池水热管理特性研究

质子交换膜燃料电池水热管理问题是影响电池输出性能的一个重要因素。建立了带冷却流道的三维、两相、非等温单直流道PEMFC模型,并运用计算流体力学(CFD)对燃料电池进行数值模拟,以温度、物质质量分数、膜水含量等水热管理关键因素揭示电池内部传质传热过程和电化学特性。同时研究了不同反应气体进气方式、冷却水流动方向及冷却水温度对PEMFC输出性能的影响,为燃料电池的水热管理优化、实现产业跃进式发展提供参考。结果表明：若燃料电池产物水未及时排除,阴极侧流道尾端易出现水淹现象;当PEMFC采用同向顺流或同向逆流模式时,当冷却水温度等于电池工作温度(353 K),膜温度和水含量分布较为均匀,燃料电池的输出性能较好。     

水表面蒸发速率的实验研究

对非自然界环境条件[即温度20～90℃、湿度30%～95%(RH)、压力1×105～4×105Pa及空气流速1～10m/s]下水的表面蒸发速率进行了实验研究。经过对实验数据的回归处理,得到了水的表面蒸发速率与诸条件间的经验关系式,在实验范围内其复相关系数达0.99。此经验式的适用范围涵盖质子交换膜燃料电池的运行条件,故可将其用于燃料电池内部水的动态平衡计算及基于表面蒸发机理的增湿器的设计计算。     

T型坝两侧潮汐水动力特性的数值研究

为了避免传统潮汐能开发过程中在河口或海湾筑坝形成水库进而严重影响通航、鱼类产卵洄游和生态环境,考虑了一种垂直于海岸的＂T＂型坝,使平行于海岸向潮波传播到坝体两侧的潮位存在相位差,进而产生作用于坝上的水头。本文研究了该型坝坝体两侧的水动力特性,探索坝体和引水洞几何参数对作用于坝上水头的影响规律。该研究基于二维潮流模型,模拟了渤海及黄海北部海域潮流场,考虑在大连附近设置T型坝,计算和分析了坝头和坝干长度对作用于坝上最大水头的影响规律,固定坝干（或坝头）长度,作用在坝上的水头在一定范围内随坝头（或坝干）增长而线性增大。研究了在坝干上设置引水洞的T型坝的潮汐水动力特性。研究结果表明：随着引水洞尺寸的增大,作用在坝上水头不断减小,而最大发电功率先增大后减小,存在一个发电峰值。     

模拟车况下的质子交换膜燃料电池耐久性研究

为了研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆在车载运行条件下的耐久性,介绍了3 kW的PEMFC电堆在模拟车载运行工况条件下的1 000 h耐久性实验.通过分析不同工作电流条件下的电压、电堆极化曲线以及单电池电压分布等随时间的变化来考察PEMFC电堆在模拟车况条件下的性能衰减情况,并借助于红外探温测试和TEM表征来阐明电堆性能衰减机理.研究表明:在模拟车况条件下工作1 000 h后.质子交换膜燃料电池堆在0、35 A及85 A工作电流条件下的电压都衰减了6%左右,单电池电压平均衰减率分别为39.1、23.0 μ V/h和23.3 μ V/h;电堆中各单电池的性能衰减存在空间差异;质子交换膜的损伤导致的气体穿透是引起质子交换膜燃料电池堆性能衰减的主要因素.     

水库分期汛限水位的优化设计研究

水库分期汛限水位方法利用洪水的季节性特征,能有效地缓解水库汛期防洪和兴利间的矛盾。从分期频率和年频率的关系出发,探讨现行分期汛限水位方法往往不能达到指定防洪标准的问题,指出分期汛限水位设计中存在的最优性。在不降低水库防洪标准的前提下,基于分期设计洪水调洪演算结果,提出了优化设计分期汛限水位的模型与解法;结合五强溪水库分期汛限水位设计实例,说明了分期汛限水位优化设计模型通过稍微降低主汛期的汛限水位,可获得一定的防洪效益,换取汛前期、汛末期汛限水位的较大幅度抬高,从而提高水库整个汛期的兴利效益,在不降低水库防洪标准的前提下,实现洪水资源利用率的最大化。     

质子交换膜燃料电池内水分布研究

提高不加湿质子交换膜燃料电池性能关键在于水的管理。研究质子交换膜燃料电池内水分布,是解决电池放电性能稳定,不加湿操作的基础,对加速燃料电池小型化具有重要意义。采用反应气循环使用实现生成水零损失,提出新型水管理系统对膜电极两侧水分布进行了研究。实验结果表明,阴极收集水量为正,阳极收集水量为负,且两极收集水量总和接近于电化学生成水量。恒电流放电实验表明,利用新型水管理系统的燃料电池可以稳定运行。     

国产电厂水处理用离子交换树脂现状综述

从国内生产能力、品种、规程、质量、包装、标准、性能检测、报废原则等多个方面介绍国产水处理用离子交换树脂的发展现状，提出存在的问题和与国外的差距，指出今后离子交换树脂生产和研究的发展方向。     

阴极液态水对质子交换膜燃料电池性能的影响

模拟了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜中水传递、反应气体传质和电化学反应过程,研究了液态水对阴极氧气传输阻力和燃料电池电化学性能的影响。计算结果表明,催化层,尤其是催化层中气相和电解质相界面是影响氧气传质阻力的重要因素。液态水膜会由于氧气极低的溶解度而显著增加氧气传质阻力,降低燃料电池的电化学性能,并且,其影响会随水膜厚度和对孔隙覆盖度的增加而明显增强。     

PEMFC阴极排水的研究

采用可视化方法研究了直条单流道质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极排水过程。通过分析流道首次液态排水时间和平均液态排水间隔时间的变化,研究了电流密度、增湿温度和气体流速等对阴极排水过程的影响。阴极气体非饱和增湿时,生成水以水蒸气和液态水两种方式排出,水蒸气排水为连续过程,液态排水为间歇过程。随着电流密度和相对湿度的提高,液态水的积累速度增加;随着气体流速的增大,生成的水以水蒸气方式排出的比例增大。     

基于灰色马尔科夫链预测模型的换热站供水温度预测

研究目的是为了对换热站供水温度进行有效的预测,从而为换热站供水温度控制提供一定思路.该文采用灰色马尔科夫链预测模型对一天中前12个h的一次供水温度建模,得出后12个h一次供水温度的数值,并与真实值进行比较.比较结果显示利用灰色马尔科夫链预测模型得出的预测值与真实值有较小的误差,能提供给换热站可信度较高的预测温度数据,具有较高的研究价值.     

基于两相混合流理论PEMFC含水量特性分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)中有效的水管理(尤其是两相水管理))和电池系统内部良好的水平衡是确保电池稳定运行及具有优良性能的关键因素之一。采用气液两相层流假设,使用两相混合流理论,建立了单流道常规流场质子交换膜燃料电池阳极出口端封闭的三维两相流等温数学模型,对三维空间中水的两相传递和分布特性进行分析,探讨不同湿度、不同温度下电极中液态水饱和度以及含水量的浓度变化。     

PEMFC净水传递研究

水传递是质子交换膜燃料电池水管理的基础.采用活性面积为390 cm2的分体式集成电堆对Nafion112膜净水传递规律进行研究,发现Nafion112膜从阳极向阴极方向的净水传递系数随着电流密度、温度、阴极和阳极压差或压力的升高而不同程度地降低;在干氢气下操作时,电池电化学反应产物水向阳极净水传递,并随干氢气流量的增加而增大.