三维电极体系中填充粒子的工作机理

为探究三维电极在实际应用中的影响因素,构建了电解槽的模型装置.实验采用自制的有机玻璃电解槽,阳极板选用Ti/RuO2 IrO2,阴极板选用1Gr18Ni9Ti.用一对钛平板电极作为模拟粒子,通过改变主极板电压和粒子间距来测量粒子电流、虚拟槽电压和主极板电流,研究粒子电流的影响因素.实验结果表明,主极板电压和模拟粒子间距是影响粒子电流的主要因素,在电压一定的情况下,模拟粒子电化学反应产物的增加以及主极板电化学产物的增加产生了一个综合效应,三维电极电化学反应器比二维电极电化学反应器能量效率高.     

石墨三维电化学反应器工作性能分析

采用自制石墨三维电化学反应器,考察了在粒子大小、主极板电压及粒子数量变化的情况下其粒子电流以及主极板电流,对石墨三维电化学反应器的工作效率进行了分析,在此基础上,利用二维反应器和石墨三维电化学反应器处理甲硝唑废水和亚甲基蓝废水,考察废水中总有机碳降解率及脱色效果.结果表明：粒子电流与主极板电压、粒子大小成正相关,石墨粒子和钛粒子两者电化学行为相同,但石墨粒子的粒子电流更大,说明在三维电极反应体系中,用石墨做粒子电极是可行的,可通过调整充填粒子大小和粒子数量改变粒子电流,从而提高三维电极反应器降解速率;当石墨三维反应器主极板外电压为t2V、电解质浓度为0.1 mol/L、石墨粒子数量为8时,反应前15 min比二维反应器反应速度快,对甲硝唑有机废水总有机碳去除率比二维电极反应器高14％,对亚甲基蓝废水脱色率比二维反应器高10％,说明设计的石墨三维电化学反应器对甲硝唑和亚甲基蓝废水中总有机碳和色度有很好的降解效果,且优于二维反应器.     

三维电极体系中粒子电流的测定方法

研究了三维电极体系粒子电流的测定方法,即用两个小极片模拟粒子,借鉴腐蚀微电流的测定,用电化学工作站对粒子电流进行测定.测定时,设定了适当的仪器参数,保证模拟粒子平行于主极板、铅直放置,固定模拟粒子间距、与主极板的间距等,并在搅拌下实验.     

电化学与生物法相结合的工业废水处理工艺

采用三维电极电化学氧化和生物处理相结合的方法来处理难降解的印染废水.电解实验以不锈钢作为电解槽的阴、阳极,活性炭作为粒子电极,利用正交试验确定了电化学反应的最佳条件.由实验结果可知,在电流密度为60 mA/cm2,活性炭投加量为40 g,主电极极间距为7 cm的条件下电解60 min后,将电化学氧化后的废水再进行生物处理,废水中的COD去除率可达85%~87%,脱色率达到82%~92%.     

三维电极对酸性大红G的脱色研究

采用石墨极板,固定极板间距4.0cm,通过正交试验考察了填料、槽电压、时间、pH、Na2SO4投加量和酸性大红浓度等因素对脱色效果的影响.实验得出的最佳脱色条件为：电解时间150min、槽电压25V、填料为活性炭/玻璃珠（体积为2？1）、pH为2、Na2SO4投加量2.0g/L,进水初始浓度500mg/L.在此条件下,三维电极反应器对酸性大红G模拟废水的脱色率达82.11%,电解后废水的BOD5/CODCr由0.20提高到0.33,数据拟合结果表明该反应是一级反应.     

光强及温度对太阳电池输出性能的影响

航天器太阳电池在极端服役条件下的电输出性能直接决定航天器在轨安全性，采用实验测量与数值模拟相结合的方法研究太阳电池在不同光强、大温差(20～160℃)及不同辐照面积下的电输出特性，同时利用PC1D与COMSOL Multiphysics软件对相同辐照条件下太阳电池的电输出特性和电子、空穴浓度演化过程进行数值模拟。结果表明：相同温度条件下，太阳电池光生电流值、负载两端电压及流经负载的电流均随光强的增加而升高；相同光照强度条件下，太阳电池正向电流密度随温度的升高而增大，负载两端电压与流经负载的电流随温度升高而降低；数值模拟结果从微观层面验证了实验结果的可靠性。     

400 kA铝电解槽阴极钢棒结构优化

采用有限元仿真计算法对400 kA铝电解槽进行传统阴极钢棒结构和异型阴极钢棒结构下电场仿真模拟,主要包括阴极电压压降和铝液水平电流大小. 通过分析异型阴极钢棒结构,提出一种改进阴极钢棒结构,此阴极钢棒具有凸起并延伸的特点. 研究表明,改进阴极钢棒使铝电解槽电压和铝液水平电流进一步降低,提高了电解槽电流效率,单个槽子能耗降低约33.6 kW?h,改善了电解铝的稳定性.     

电化学处理改善污泥脱水性能的参数优化

以毛细吸水时间(CST)及泥饼含固率(DS)作为污泥脱水性能指标,以石墨板为阴、阳电极板对污泥进行电化学处理。采用L9(34)正交试验法对电压、极板间距、处理时间、插入深度等4个因素进行优化研究。结果表明,4个因素对污泥脱水性能影响大小顺序为:电压>极板间距>处理时间>插入深度。最优条件为电压20 V,极板间距2 cm,处理时间20 min,插入深度6 cm,与原污泥相比,此时污泥CST下降19.6%,DS上升5.85%。     

超细涤纶静电植绒工艺的研究

研究超细涤纶用于植绒的可行性,通过试验探讨植绒参数变化对植绒密度的影响.结果显示:0.53 dtex超细纤维的最佳绒毛长度为0.6 mm和0.8 mm;0.6 mm绒毛的最佳极板间距为8 cm、极板电压为60 kV;0.8 mm绒毛的最佳极板间距为10 cm、极板电压为60 kV;还得出其最佳植绒时间为11 s,粘合剂最佳涂覆量为140 g/m2.     

基于PDA的电喷雾雾化性能研究

随着科技的发展,感应荷电喷雾技术在越来越多的工程领域得到了应用。采用水、甘油及不同体积比的水-甘油混合溶液这些常见常用液体为介质,以雾滴的尺寸和分布状态作为考察喷雾性能的主要指标,通过粒子动态分析仪（Phase Doppler Anemometry,PDA）,对比研究了感应荷电方式下雾化溶液的粘度、电极电压对液滴雾化性能的影响。结果表明,在感应荷电过程中电极电压越大,雾滴在20~50μm数量级上分布的雾滴越多,电极上加载电压后雾滴粒径明显减小分布更均匀,并且随着液体粘度的增大,粒径也增大且雾滴分布均匀度明显下降。     

电化学氧化法处理氨氮废水的影响因素

为了考查电化学氧化对低浓度废水中氨氮的处理效果,研究阴极材料、阳极材料、电流密度、氯离子质量浓度、极板间距、沸石的添加和氨氮的初始质量浓度等影响因素对氨氮和总氮降解的影响,同时比较研究二维和三维电极对氨氮的去除效果.结果表明,电化学氧化法是一种适宜于废水脱氮的技术,较佳的工艺条件为：极板间距1 cm、电流密度5 mA/cm2、阳极RuO2-IrO2-SnO2/Ti、阴极钛网、氯离子质量浓度200 mg/L、改性沸石为粒子电极,在该条件下反应20 min后氨氮的去除率可达95%.与二维电极对比,三维电极是在多种物理化学过程协同作用下完成对氨氮的去除,可以达到更高的氨氮降解效果和电流效率.     

Effect of Overcharge on Electrochemical Performance of Sealed-Type Nickel/Metal Hydride Batteries

The effects of overcharge on electrochemical performance of AA size sealed-type nickel/metal hydride（Ni/MH） batteries and its degradation mechanism were investigated. The results indicated that the relationship between the effects of different overcharge currents on the increasing velocity of inner pressure and the degradation velocity of cycle life and discharge voltage remains in almost direct proportion. After overcharge cycles, the positive electrode materials remain the original structure, but there occur some breaks because of the irreversible expand of crystal lattice. And the negative electrode alloy particles have inconspicuous pulverization, but are covered with lots of corrosive products and its main component is rare earth hydroxide or oxide. These are all the main reasons leading to the degradation behavior of the discharge capacity and cycle life of Ni/MH batteries.     

基于离散单元法的单螺杆挤出机固体粒子输送特性分析

基于离散单元法,利用建模软件Solidworks、离散单元模拟软件EDEM,对单螺杆挤出机固体颗粒输送运动进行模拟。研究内容包括物料参数如颗粒的形状、大小,螺杆转速,结构参数如螺棱数量、螺棱倾角对固体输送量的影响,以及机筒内部颗粒的运动和填充情况。结果表明,单一螺杆-机筒模型存在最佳颗粒粒径、最佳颗粒形状;颗粒直径越小,填充效果越好;螺棱倾角为105°时颗粒输送量最大。     

雾化喷涂过程中的液滴特性研究

研究高压静电雾化过程液滴特性,运用信息熵方法建立油液粒径分布模型,通过静电涂油雾化实验研究液滴粒径分布规律。结果发现,液滴粒径随电压变化而变化,静电电压升高,液滴粒径减小;电压不同,液滴粒径的分布状态不同,电压为65 kV时,液滴粒径较小且分布均匀。所得实验结果与理论模型吻合。     

On stress-induced voltage hysteresis in lithium ion batteries: Impacts of surface effects and interparticle compression

Application of silicon in high capacity electrodes of lithium ion battery suffers from stress effects and, in turn, affects voltage performance of battery. This paper established a reaction-diffusion-stress coupled model and investigated the stress induced voltage hysteresis with consideration of diffusion induced stress, surface effects and interparticle compression. It was found stress and stress induced voltage hysteresis depended on particle size. In big particles, diffusion induced stress is dominant and leads to significant hysteresis in both stress and voltage, indicating energy dissipation due to stress effects. In small particles, e.g.,radius of dozens nanometers, diffusion induced stress was negligible while surface effects played dominant role, leading to nearly vanished voltage hysteresis shifting away from equilibrium potential. According to calculation, particle sizes around 100 nm are appropriate choice for electrode design as both diffusion induced stress and surface effects are insignificant. Finally,interparticle compression pushed the stress hysteresis to compressive side and led to early termination of lithiation at cut-off voltage. Denser electrode would enhance this effect. It indicated that there must be a limit of mixing ratio of silicon because higher interparticle compressive stress due to more introduced silicon would impede the battery from fully charged.     

微压印中抗蚀剂三维微流场可视化实验研究

为了研究微纳米压印中抗蚀剂的填充行为,采用三维数字离焦微流场测速技术对抗蚀剂内分散的荧光示踪粒子进行粒子离焦图像采集.针对粒子离焦图像的特殊性,提出基于两帧离焦图像的三维粒子跟踪测速(3D-PTV)算法.实现了对粒子三维运动轨迹的追踪,构建示踪粒子三维速度场.基于计算流体动力学（CFD）方法建立微压印抗蚀剂填充行为数值计算模型,将可视化实验结果与数值计算结果进行对比,两者吻合较好,证明三维数字离焦微流场测速技术在构建抗蚀剂填充过程微流场中的有效性.     

多谐波源电力系统谐波潮流计算(Ⅱ)HVDC 换流器谐波模型

本文推导了适合于多谐波源谐波潮流计算的 HVDC 换流器谐波模型。在已知交流电压及谐波电压的条件下,推导了换流器向交流网注入的谐波电流。编制了程序,并对换流器节点电压中5次谐波存在与否作了对比计算。