基于单片机的多功能充电器的设计与实现

本课题主要研究基于单片机的多功能充电器,解决对不同电池的快速充电。通过对ATmega8的深入研究,利用它的高性能,设计完全实现了电池充电器设计的功能。本设计可以通过按键切换,对的密封铅酸电池(SLA)和镍镉电池(NiCd)进行充电,并通过LCD清楚地看到其充电状态。同时利用放大电路和Atmega8本身的AD转换器显示对电池电压和电流的实时测量,以较好的控制充电过程,保护电池。     

废胶粉改性再生粗骨料沥青混合料性能试验研究

基于将建筑垃圾与废旧橡胶循环使用的目的,研究分别以0％,50％和100％取代率的再生粗骨料替换沥青混合料中10mm～20mm的天然粗骨料后沥青混合料的性能试验,并进一步在不同再生粗骨料取代率的沥青混合料中以干法掺入20％,30％的废胶粉及以湿法掺入20％的废胶粉,研究不同废胶粉掺量及干掺、湿掺废胶粉后再生粗骨料沥青混合料的马歇尔及车辙试验.结果表明,当废胶粉掺量为0％时,随着再生粗骨料取代率的增多,马歇尔稳定度和动稳定度先增多后减小,流值增多,马歇尔模数和残留稳定度减小,而不论是干掺还是湿掺,马歇尔稳定度降低,流值增多,马歇尔模数和残留稳定度降低,但是湿法工艺降低程度低,动稳定度先增多后减小.因此,沥青混合料中建议再生粗骨料取代率低于50％,而废胶粉以低于20％的掺量湿法掺入.     

基于分形维数的絮凝效果定量化试验

研究了水力条件、物理化学条件等因素对絮凝体分形维数的影响,用聚合氯化铝做絮凝试验,观察絮凝体的电镜照片并计算了絮凝体的分形维数,结果表明,当水力停留时间从低于标准停留时间的20.00%逐渐增加到超过33.30%时,絮凝体的分形维数数值从低于标准值的5.13%逐渐增加到高于标准值的16.03%;絮凝剂投加量最佳时分形维数最大,投加量不足时分形维数的数值下降了17.06％～33.15％,投加量过量时分形维数的数值下降了22.65%~35.63%;实验表明絮凝体的分形维数与絮凝条件有显著的相关性,可以作为絮凝效果定量化研究的参数。     

Na+掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构和电化学性质的影响

采用高温固相法成功制备了不同Na+掺杂浓度的Li_1-xNa_xNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂锂离子电池正极材料,探究了Na元素掺杂对层状氧化物正极材料结构以及电化学性能的影响。通过X射线粉末衍射仪和扫描电子显微镜表征了材料的结构和形貌,结果表明,当x≤0.3时,样品不会出现其它杂相;当x＞0.3时,样品中会出现NaNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的杂相。同时随着掺杂浓度的增加,样品的阳离子混排度逐渐增加。电化学性能结果表明,少量Na+的掺入可以提高LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂在0.2C,0.5C下的放电比容量并增强其循环稳定性,但会损坏材料的倍率性能。     

吸油烟机在高管道阻力下的性能模拟研究

为解决吸油烟机在高管道阻力的情况下,基于FLUENT稳态算法计算无法收敛且模拟值与实际值误差较大的问题,提出了在仿真模型出口域建立减压筒模型,通过调节减压筒出口处面积来施加管道阻力,重点研究了吸油烟机在高管道阻力下气动性能、噪声和吸烟效果的模拟数据与实测数据的差异.研究结果表明,仿真模型的优化对吸油烟机在高管道阻力下的性能仿真数据具有很大的修正性,气动性能模拟误差值能保持在7％以内,噪声模拟误差值在10％左右,吸烟效果模拟与实际测试有较高的匹配度.研究结果对吸油烟机仿真平台的搭建及性能优化提升具有指导意义.     

线板型静电除尘器的电场、流场与颗粒浓度分布的数值模拟

为了深入研究颗粒在静电除尘器内的传输行为,采用开源软件OpenFOAM计算了Maxwell方程组、连续方程、动量方程、颗粒荷电和输运方程,分析线板型静电除尘器内电场、流场和颗粒浓度分布的特点.结果 表明,电势、流场和收尘效率的预测值与实验数据符合良好.在线板型静电除尘器内,电势和电荷密度以电晕线为中心呈对称分布,流场和颗粒浓度场以电晕线连线为对称轴基本呈对称分布.静电除尘器的收尘率随板间距的增加而减小,随电晕线间距的增加先增加后减小.当表示电场力与惯性力之比的无量纲准数MEHD和表示惯性力与黏性力之比的雷诺数Re的平方之比NEHD/Re2＜ 1.31×10-8时,静电除尘器内漩涡几乎消失,一次流占主导地位.当NEHD/Re2＞3.35×10-6时,静电除尘器内流场出现多个大尺度漩涡,电子风占主导地位.当NEHD/Re2＞ 3.35×10-6或NEHD/Re2 ＜3.35×10-8时,大涡模拟和k-ε湍流模型预测的收尘效率相同;当1.31×10-8＜NEHD/Re2＜3.35×10-6之间时,大涡模拟和k-ε湍流模型预测的收尘效率存在较大差异.     

采用VSG策略的MMC阻抗建模及并网稳定性分析

随着分布式能源并网的增多,局部电网逐渐呈现出弱电网特性,虚拟同步发电机（VSG）控制由于可以模拟同步发电机的特性,能够为弱电网提供惯性和阻尼支撑。本文采用谐波线性化方法对采用VSG控制策略的模块化多电平换流器(MMC)进行阻抗建模。所得到的阻抗模型在低频段主要呈容性,在高频段主要呈感性,在复杂电力系统中,可能会与电网阻抗存在谐振点。分析了VSG主要控制参数对MMC阻抗的影响,发现有功-频率下垂系数、阻尼系数和虚拟转动惯量主要影响50Hz附近的阻抗。根据阻抗稳定性判据对MMC并网系统进行稳定性分析,发现并网系统在高频段有振荡的风险。     

基于信息间隙决策理论的储能电站鲁棒优化配置

储能电站在转移电力需求、平抑可再生能源和负荷波动等方面发挥着重要的作用,储能电站容量优化配置是其在规划建设过程中所需要解决的关键问题。文中提出一种基于信息间隙决策理论（IGDT）的双层鲁棒优化配置模型,为解决系统在运行过程中的不确定参数带来的负面影响,模型下层搭建以经济性为目标的储能电站日前鲁棒优化运行模型;模型上层引入IGDT将经济性和鲁棒性相结合,在一定的预期目标下最大化系统能够承受的波动性,使用Benders分解法求解模型,并以IEEE 33节点配电网系统验证方案有效性,结果表明所提方案可以兼顾经济性与鲁棒性,为储能规划提供参考依据。     

A Dual Physical Cross-Linking Strategy to Construct Tough Hydrogels with High Strength,Excellent Fatigue Resistance,and Stretching-Induced Strengthening Effect

Hydrogels with excellent stiffness, toughness, anti-fatigue, and self-recovery properties are regarded as promising water-containing materials. In this work, a dual physically cross-linked (DPC) sodium alginate (SA)/poly[acrylamide (AAm)-acrylic acid (AAc)-octadecyl methacrylate (OMA)]-Fe³⁺ hydrogel is reported, which is constructed by hydrophobic association (HA) and ionic coordination (IC). The optimal DPC hydrogel demonstrates excellent mechanical performance: tensile modulus of 0.65 MPa, tensile strength of 3.31 MPa, elongation at break of 1547%, and toughness of 27.8 MJ m^–3. SA/P(AAm-AAc-OMA)-Fe³⁺ DPC hydrogels also exhibit prominent anti-fatigue and self-recovery performance (99.1–109.7% modulus recovery and 90.4–108.9% dissipated energy recovery after resting for 5 min without additional stimuli at ambient temperature) through the reconstruction of reversible physical cross-linking. Some of the SA/P(AAm-AAc-OMA)-Fe³⁺ DPC hydrogels even exhibit a stretching-induced strengthening effect, which is similar to the performance of muscle—“the more training, the more strength.” Hence, the combination of HA and IC will provide an effective approach to design DPC hydrogels with desirable mechanical performances and a longer service life for wider applications of soft materials.     

Preparation of Iron Filler-Based Photocomposites and Application in 3D Printing

The introduction of metallic fillers to polymers via the photopolymerization approach can endow the composite materials with some unique properties, but the relevant research is still scarce due to the issue of light penetration and inner filter effect. Herein, for the first time the fabrication of photocomposites based on fine iron powder (i.e., a typical kind of metallic filler) is reported in this work. The free radical polymerization of two different acrylate monomers, poly(ethylene glycol) diacrylate and trimethylolpropane triacrylate, is performed in the presence of iron filler under mild conditions (i.e., light emitting diode (LED)@405 nm irradiation at room temperature under air). And the real-time Fourier transform infrared spectroscopy reveals remarkable photopolymerization kinetics of acrylates with high final conversions and fast polymerization rates despite the increasing contents of iron filler in the composites. Interestingly, the 3D printing technique is applied to the iron filler-based composites to produce tridimensional patterns with excellent spatial resolution. This work not only paves the way for the investigation of photocomposites based on metallic fillers through photochemical methods, but also broadens the potential application prospects.