PEM燃料电池阴极传质过程的二维数值模拟

在混合流动模型的基础上,建立了一个新的二维、稳态、非等温、两相流的单电池电化学反应模型.此两相流模型将催化剂层作为一个实体层来处理,而不是将其看作是一个没有厚度的界面.模型在组分方程中还考虑了水分的相变,并在能量方程和动量方程中考虑了水分相变带来的影响.模型模拟了空气过量系数变化时PEMFC阴极中氧气和水的扩散传递及浓度分布过程.分析操作参数对电池性能的影响,以便得到最佳操作参数,为燃料电池的实际应用提供参考.     

氮化硅陶瓷套圈磨削力有限元仿真分析与实验

分析磨削氮化硅陶瓷材料时产生的磨削力,对磨削力的变化规律进行探索,对磨削过程中磨削力的大小进行预测,提高磨削效率和加工表面质量。通过超景深电子显微镜对砂轮表面磨粒分布状况进行扫描,计算得到砂轮表面的磨粒密度,建立多颗磨粒随机分布的三维虚拟砂轮模型,将砂轮模型导入到Abaqus有限元仿真软件中进行氮化硅陶瓷的磨削仿真,得到不同参数组合下的磨削力仿真数据。在MK2710的数控磨床上进行氮化硅陶瓷的磨削实验,获取相应的磨削力实验数据,比较实验数值与预测数值,并分析影响磨削力因素的主次顺序。实验数值与预测数值具有一致性,磨削深度对磨削力的影响最大,其次为砂轮转速和径向进给速度。     

电主轴定子电阻特性分析

影响定子电阻变化的因素有温度、运行频率、定子电流,负载。找到定子电阻随着这些因素的变化规律,有利于找到精确的定子电阻辨识方法,从而提高电主轴控制系统的精度及可靠性。论文用实验的方法采集空载和加载时温度、频率、定子电流及定子电阻数据。通过对数据的处理分析得出,空载时,定子电阻随温度、定子电流、频率的变化呈非线性变化。加载时,定子电流随着载荷的增大线性增大,加载实验后期定子电阻随着载荷的增大线性增大。     

基于ANSYS的岩石掘进机刀盘有限元分析

刀盘是岩石掘进机的关键部件,对掘进机的掘进性能有很大的影响.建立了掘进机刀盘的几何和数学模型,用有限元法对掘进机刀盘的应力、应变和振动特性进行了分析.研究结果发现:随着载荷的增大,应力和应变值增大;刀盘中心位置是刀盘应力和应变的集中处,其值都处在许用值范围内;模态分析发现,刀盘第一阶固有频率远大于刀盘工作中的转速,避免了刀盘出现共振现象.研究结果对优化刀具系统结构、延长刀具系统的寿命具有积极意义.     

陶瓷球轴承在高速主轴单元中的应用研究

介绍了陶瓷球轴承的特点及其在数控机床高速主轴单元中的应用现状.通过实验研究,对比分析了两种类型主轴单元的温升、振动特性,为HIPSN陶瓷球轴承的实际应用提供了一定的技术依据.     

高速轴承陶瓷球的研磨加工

通过对ＨＩＰＳＮ陶瓷球的研磨加工试验,分析金刚石磨料的磨耗比;研究材料去除率、表面质量与磨料粒度之间的关系;探讨如何加工出高质量的高速轴陶瓷轴承球。     

氮化硅陶瓷轴承套圈沟道超精加工工艺参数优化研究

为获得较小的沟道表面粗糙度值,通过正交实验,研究超精加工过程的工艺参数对超精加工后的氮化硅陶瓷轴承套圈沟道表面粗糙度Ra的影响。以Ra为评价指标,根据正交实验得到超精加工过程中各工艺参数对Ra的影响程度并从大到小排列,依次为超精加工时间、油石压力、工件切线速度、长行程摆荡频率以及短行程振荡频率;建议最优超精加工工艺参数组合为超精加工时间10 s、工件切线速度625 m/min、油石压力0.6 MPa、长行程摆荡频率700次/分钟和短行程振荡频率2 450次/分钟。在最优超精加工工艺参数组合下超精加工后的轴承套圈沟道表面粗糙度为Ra0.035 5μm,改善率为90.80%。     

氮化硅套圈内圆磨削及回归分析

目的 研究磨削工艺参数:砂轮的粒度、线速度(vs)、轴向振荡速(fa)和径向进给速度(fr)对氮化硅套圈内表面粗糙度的影响.方法 采用树脂结合剂金刚石砂轮对氮化硅陶瓷套圈内圆进行单因素磨削加工实验,进行了4因素的正交实验.利用Taylor-Hobson Surtronic25型接触式粗糙度仪测量被磨工件表面粗糙度,通过回归分析得出了加工表面粗糙度的回归方程.结果随着砂轮粒度的减小,加工表面粗糙度由0.31 μm下降到0.23 μm.随着砂轮线速度的提高,被磨表面粗糙度由0.28 μm升高到0.39μm,然后下降到0.33 μm.砂轮轴向振荡速的提高,使被磨表面粗糙度波动变化.砂轮径向进给速度提高对加工表面粗糙度的影响不明显.结论 明确了不同磨削参数对加工氮化硅陶瓷套圈内表面粗糙度的影响.利用正交实验法,将实验结果进行了回归分析,得出了氮化硅陶瓷套圈内表面粗糙度Ra的预测模型.     

交指型PEM燃料电池性能的实验研究

通过实验的方法研究了交指型质子交换膜(PEM)燃料电池运行中,电池温度、两极加湿温度、电池的工作压力及反应气体流量对电池性能的影响.根据实验结果绘制的电池极化曲线可以获得交指型流场的特性规律,电池两极的加湿温度决定了电池温度对性能提高或是降低的分界线.同时发现与常规蛇行流道不同,交指型流场燃料电池能够承受很高的两极加湿温度,这种能力在电池的阳极表现更为突出,得出操作压力对交指流场燃料电池性能的影响比常规蛇型流场影响程度要弱的结论.     

PEM燃料电池操作性能实验分析

目的研究质子交换膜燃料电池运行中电池的工作压力、反应气体流量对电池性能的影响．方法对质子交换膜电池单体在不同工作压力、不同气体流量下的电池性能变化做了测试并将得到的实验数据进行对比及理论分析．结果通过实验得出了压力和气体流量对电池性能影响的规律曲线．结论PEM燃料电池的性能随着压力的升高而提高．随气体流量的变化，可将曲线划分为气体供应短缺、饱和和过量三个区域．同时按照电流密度计算所得到的气体消耗量可以在实验中得到很好地验证．实验结果对质子交换膜燃料电池结构的优化和设计具有重要的指导意义．