阳极加载稳恒磁场对PEMFC性能的影响

在工作面积为26.5 mm×26.5 mm的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阳极侧加载不同方向(与阳极侧平行、垂直)、不同强度(0、210、310、390 m T)的稳恒磁场,测出稳恒磁场源的磁场空间分布,得到在PEMFC阳极侧加载磁场对电池性能的影响。实验结果发现:一定强度范围内的磁场能够提高PEMFC的工作性能,但在不同磁场方向与不同磁场强度下,得到的PEMFC工作性能提高幅度有差异。当在PEMFC阳极侧加载垂直磁场时,其最大输出功率提高更大,平行磁场其次。当在阳极侧加载390 mT的磁场时,其PEMFC最大输出功率密度可以达到73.38 mW/cm~2。实验同时发现一定强度的加载磁场还可以提升PEMFC输出功率的稳定性。     

Effects of middle‐level static magnetic field on metabolic activity of mitochondria

This study intends to clarify the effect of a static magnetic field on cellular activities. It is concerned with the metabolic activity of mitochondria from the viewpoint of their energy level. As a preliminary examination, the time required to render the cells to the low‐energy state (G0/G1 phase of the cell cycle) and to reduce their energy level was examined by maintaining the cells in medium with low‐density fetal bovine serum. Then, we examined the effect of the magnetic field on mitochondrial energy activity from the viewpoint of cell metabolism estimated by the MTT assay. We also examined the cell respiration, expecting that the mitochondrial energy activity level would be reflected in the respiration. The magnetic field was kept at 100 mT, with 0 mT as the control. The results of the MTT assay indicated that the mitochondrial energy activity was enhanced by a factor of 1.5. We found that the cell respiration was increased by a factor of 1.3 on exposure to the magnetic field. The t‐test showed the difference to be statistically significant. It is thus concluded that mitochondrial energy activity is enhanced in the G0/G1 phase of the cell cycle by exposure to a magnetic field. On the other hand, we also found that the mitochondrial energy cycle period is little affected. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 137(1): 36–41, 2001     

不同空间磁场分布对PEMFC工作性能的影响

通过在质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极侧分别垂直加载不同均匀度(南北极交替面、同一北极面)的同心圆磁场和不同梯度降的矩形单磁体与复合磁体,以此考察不同均匀度与不同磁场梯度降的磁场对PEMFC工作性能的影响。结果发现,在PEMFC阳极侧加载不同均匀度的磁场,都能不同程度地提高PEMFC的工作性能。当阳极侧垂直加载南北极交替的同心圆磁场时,PEMFC输出功率密度最好,达到69.71 mW/cm~2,功率密度提升百分比为7.9%,同一北极面磁场下的电池性能次之;当PEMFC置于不同梯度降(单磁体、复合磁体)磁场下时,其置于磁场梯度降大的复合磁体下的PEMFC输出功率密度较大,可以达到69.5 mW/cm~2,功率密度提升百分比为7.5%。     

一种接触器静态吸力连续测量的方法

交流接触器动态过程涉及电磁转换和机械运动的耦合,其电磁吸力的大小同时是励磁电流和动铁芯位移的函数。目前广泛采用的数值计算与模拟仿真方法存在一定的局限性,其计算仿真结果难以反映真实的运动过程。为了准确掌握交流接触器的动态响应过程,需要对不同电流、不同位移时的电磁吸力进行测量。开发一种基于拉力传感器静态电磁吸力测量的方法,可以对不同电流或者不同位移时的电磁吸力进行连续测量。采用该测量方法对CJ20-100型接触器进行了实验研究,将测量结果与模拟仿真结果相比较,验证了该测量方法的准确性。该测量方法为电磁机构动态特性测量方法的研究提供了重要的参考价值。     

利用亥姆霍兹线圈测量地磁场强度及磁倾角

根据亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布的特点,能在其轴线中点附近产生较广的均匀磁场区,根据磁场的叠加原理,推导了地磁场的水平分量、垂直分量及地磁场强度、磁倾角的实验计算公式.采用了FD-HM-Ⅰ型亥姆霍兹线圈,利用高灵敏度毫特斯拉计,探测亥姆霍兹线圈公共轴线中点的磁感应强度.通过改变亥姆霍兹线圈中电流的正、反方向,测量了延安地区当地的地磁场强度及磁倾角.测量结果与延安地区当地的地磁场要素基本相符,说明该方法是确实可行的.该实验方案充分利用了实验室现有仪器,培养了学生的创新意识,因此在实验课教学中具有较高的推广价值.     

磁场对水热生长Cu/Co双金属体系的影响

在外加磁场作用下,采用水热工艺,利用水合肼作还原荆,还原氯化铜(CuCl2·2H2O)和氯化钴(COCl2·6H2O)制得纳米级的Cu/Co双金属混合物.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)对所得粒子的结构、形貌和磁性能进行了初步研究.结果表明,在水热反应过程中引入外磁场,不仅对...     

磁流体中磁场诱发的气泡偶极子对偏转效应

在以磁流体为介质的气泡上升可视化实验中,首次观察到两两组合而成的气泡对在磁场作用下会发生偏转,最终其中心连线会与磁场方向平行。为解释这一现象,将气泡简化为具有一定等效磁矩的磁偶极子,针对填充磁流体的Hele-Shaw单元中的气泡,求解麦克斯韦方程获得二维等效磁矩计算公式,进而推导出磁场引发气泡之间的相互作用力表达式。相互作用力可分解为径向分量和切向分量,分析后发现切向分量对气泡对运动的影响符合实验中观察到的偏转现象。气泡本身不具有磁性,在磁场作用下也不会被磁化,但是气泡的存在会改变其周围的磁场分布形成"磁穴",从而会诱导出对附近其他气泡的等效磁力。气泡之间的相互作用力根据其相对位置不同而使气泡对之间发生相互吸引或排斥(临界角度为55°或135°),并使气泡对中心连线趋于磁场方向偏转。     

磁场位向对Fe-Si复合电沉积镀层硅含量及形貌的影响

利用Fe-30wt%Si和Fe-70wt%Si合金颗粒在稳恒磁场下采用复合电沉积法在低硅硅钢薄带上制备Fe-Si复合镀层。考察了搅拌强度、磁场强度以及磁场位向对Fe-Si复合镀层形貌及硅含量的影响规律。结果表明,施加磁场后获得的镀层硅含量显着增高,采用Fe-30wt%Si颗粒获得的镀层在不同位向0.1T磁场时均达到最大值,而采用Fe-70wt%Si颗粒在0~1T磁场强度下获得的镀层硅含量随着磁场强度的升高而升高。同时,采用Fe-30wt%Si颗粒获得的镀层表面在电流与磁场方向呈0~60°位向角、0.3T磁场下出现宏观针状突出物;采用Fe-70wt%Si颗粒在较大位向角磁场下获得的镀层表面形貌比较平整,而且颗粒分布比较均匀。这主要是由于磁性颗粒受到MHD效应与磁场力协同作用引起的。     

五种纵向磁场真空灭弧室触头磁场特性分析比较

用三维有限元法研究了线圈、杯状,两极和四极及双线圈五种纵磁真空灭弧室触头的纵向磁感应强度分布、触头片上涡流分布和纵向磁场滞后时间.研究表明:(1)电流峰值时纵向磁场由强到弱依次排列为:线圈式触头、两极式结构、双线圈式触头、杯状和四极式触头;(2) 电流过零时剩余磁场由弱到强依次为:四极式触头、两极式触头、杯状触头、双线圈式触头和线圈式触头; (3)纵向磁场较强处滞后时间由小到大依次为:两极式触头、四极式触头、线圈式触头、双线圈式触头和杯状纵磁触头.     

磁场凝固处理对铅锑合金微观结构的影响

采用金相显微镜和电镜扫描观察Pb-Sb-Ce合金的微观组织形态,研究磁场作用下凝固处理对含Ce稀土的铅锑合金微观结构的影响;循环伏安法研究磁场作用下凝固处理的Pb-Sb-Ce合金电极在1.285 g/cm3硫酸溶液中和-1.4～1.8 V(vs.Hg/Hg2SO4)电位范围内的电化学特性,并应用阴极极化曲线研究上述合金在相同溶液中的析氢性能.结果表明,磁场作用下凝固处理Pb-Sb-Ce合金可以有效地消除宏观偏析,碎断枝晶,使晶粒细化,晶粒数目增加;提高合金的深循环性能,减缓了早期容量的衰减,降低电池工作时的析氢量,减少电解液的损失.     

电感式磨粒传感器线圈参数对磁场均匀性影响研究

磁场均匀性是影响电感式磨粒传感器检测精度的重要因素,为了提高传感器磁场均匀性,研究线圈参数对传感器磁场分布规律,根据磁场叠加原理,建立了电感式磨粒传感器三线圈数学模型,推导出传感器磁场计算公式,提出磁场均匀性评价系数K。对电感式磨粒传感器磁场进行仿真,分析了线圈内径、线圈宽度、线圈间距以及线圈匝数对传感器磁场分布的影响。通过极差分析和方差分析分别得到磁场均匀性最优线圈参数组合和线圈参数对磁场均匀性影响的显著性。实验结果表明:当线圈为最优参数时,传感器对70～200μm的磨粒有良好的监测能力,磨粒在不同径向的监测结果偏差小于5%,为传感器线圈的设计提供了参考。     

均匀磁场强化磁性液体导热系数实验研究

将封有聚α-烯烃合成油基磁性液体的两玻璃管放置于磁场中,为消除磁场力、重力所引起的磁性液体自然对流的影响,消除端部效应,研制了磁性液体在均匀磁场中瞬态双热线导热系数的实验测量系统.实验测量了均匀磁场对不同体积浓度的磁性液体导热系数的影响.结果显示,均匀磁场显著强化磁性液体的导热系数,其导热系数随磁场强度的增加而近似线性...     

采用Halbach磁场的新型被动磁轴承仿真

为了提高永磁磁轴承的轴向承载力和刚度,在对理想Halbach磁场进行分析的基础上,利用分段磁环构成的近似Halbach磁场设计了一个新型的轴向永磁磁轴承.通过有限元软件对这种磁轴承进行了建模仿真,计算了最大承载力以及刚度,并分析了磁环的厚度与高度比值对磁轴承刚度的影响.仿真结果表明,采用Halbach磁场的轴向磁轴承最大可以提供2×106N/m的刚度,高于相同永磁材料用量条件下传统轴向磁轴承的刚度.考虑到这种磁轴承的结构要比传统结构复杂,因此这种磁轴承更适合在对刚度要求高的场合应用.     

几何尺寸对楔形流场PEMFC性能的影响

在三维非等温单相模型的基础上,比较了质子交换膜燃料电池(PEMFC)楔形流场与平行流场的电池性能,且对楔形流场进行了高度及宽度方向上尺寸的变化,分析了其对电池性能的影响.结果表明:随着楔形流道楔高比的减小,楔形流场可提高PEMFC的电池性能;保持流道进口截面宽度不变时,随着楔宽比的增大,燃料电池性能呈先升高后降低的趋势...     

风速突变工况下永磁风力发电机静态偏心磁场分析

为了研究风速突然变化对永磁风力发电机主轴的电磁力作用,特别是在已发生一定的主轴偏心的情况下风速突变对主轴的影响,利用数学表达式和仿真对气隙磁场进行了计算和分析。根据发电机气隙偏心故障时气隙磁场变化的特点,计算气隙磁导和磁场密度,并利用ANSOFT MAXWELL软件建立永磁风力发电机的二维模型,分析电流变化引起的电磁力及其对主轴的作用。仿真结果表明:风速突变引起的电流变化影响永磁风力发电机气隙磁密。转子偏心使发电机转子产生沿偏心方向的磁拉力,风速突变时转子收到的不平衡磁拉力比正常风速运行更大。     

电感自积分式脉冲点磁场探头的研究

详细介绍了一种用于测量空间某点磁场幅值的电感自积分式脉冲磁场探头的工作原理，电路及其标定结果。     

轴向磁场对EHD打印磁流体中射流状态的影响

提出引入磁场的EHD打印磁流体的方法,研究了轴向磁场对EHD打印过程中形成泰勒锥射流稳定状态所需的综合实验参数的影响。在不同的轴向磁感应强度条件下,通过不断调节EHD打印的流量和电压,并进行原位观察,分析了不同射流状态下各实验参数之间的关系,得到了各种射流状态所需的电压和流量区间。研究结果表明,引入磁场可显著降低EHD打印磁流体所需的电场力,从而降低实验操作要求,为打印磁流体提供了实验指导。该方法还可应用于EHD打印其它添加了磁性纳米颗粒的混合墨水。     

数字式标准磁场发生器的设计与实现

为了实现对磁场测量仪器进行计量检定,设计并实现一种高准确度的磁场发生器标准装置。该装置采用磁屏蔽技术,设计了坡莫合金材料制作的多层屏蔽结构,形成了标准磁环境;设计由数模转换器（DAC）、互导放大器、CPU、输出控制电路、直流基准电源、消磁电流源、显示器和键盘等外围设备组成的数字式磁场控制器,磁场控制器控制通过加勒特线圈的电流以达到输出标准磁场的目的。该装置将模拟量转换成数字量,产生的标准磁场具有高分辨率和高准确度的特点。     

用于室温磁制冷机的高场强永磁磁路设计

把基于磁热效应的室温磁制冷技术应用到空调及家用冰箱上,除了开发出具有巨磁热效应的磁致冷材料(磁工质)外,高场强永磁磁路的设计与制造也是其关键。由于在空调及家用冰箱上采用结构复杂、价钱昂贵的超导磁体或电磁铁是不合适的,而传统永磁体回路的设计方法很难使永磁体产生较高的场强。本文在中空圆柱型磁场源(hollowcylindricalfluxsource)的基础上,设计出了用于室温磁制冷机(往复式和旋转式)的高场强永磁磁路,在磁路工作气隙为20mm时,工作气隙中心的场强分别为1 86T和1 97T。     

有限宽金属平板对工频磁场的屏蔽

为了定量评估金属平板对工频磁场的屏蔽效果,在阐述了理想导磁材料和理想导电材料的磁场屏蔽原理基础上,基于无限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式,通过计算域映射,推导了有限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式.通过仿真分析了对称三相传输线屏蔽系统,讨论了导线组排列位置、屏蔽材料类型对屏蔽效果的影响.结果表明,采用解析式,可对有限宽金属平板的屏蔽效果进行快速计算,其准确性和计算效率优于现有电磁场分析软件所采用的数值求解方法,可对实际屏蔽系统的设计提供参考.