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．     

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.     

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。     

重力对质子交换膜燃料电池性能的影响

目的观察重力在采用不同阴极和阳极相对位置时，对PEM燃料电池内水传递的影响，从而得出重力对其性能的影响．方法通过改变电子负载测定输出电压和电流，利用电压／电流密度画出极化曲线．结果对应着阴极在上。阳极在上和阴阳极并排放置这三种相对位置，电池温度、阳极气体加湿温度和阴极气体加湿温度在30℃～80℃之间同步变化，得出六组性能曲线．结论重力对PEM燃料电池内液态水的传递及其性能有影响，电极摆放位置的不同。重力对电池性能的影响程度不同．     

全断面硬岩TBM滚刀磨损关键技术分析

目的研究全断面硬岩掘进机（TBM）刀盘上滚刀的相关关键技术,分析破岩机理及滚刀的磨损问题.方法以双护盾TBM刀盘为研究对象,将岩石的硬脆特性与压痕断裂力学相结合,确定破岩机理及影响滚刀磨损的因素.确定滚刀布置原则、运动特性、破岩机理和滚刀磨损形式及其主要影响因素.结果结果表明,TBM刀盘设计制造要满足耐磨性的要求,滚刀布置要符合空间力系平衡,刀具高度应一致,高度差不应大于15 mm,防止刀盘滚刀会发生大面积磨损.除常规的检测刀具磨损外还要注重掘进过程中的参数观测,一旦发生特殊情况,应及时检测及更换刀具,防止其他刀具也受到损坏.结论刀盘设计要符合耐磨性要求,同时应增强对常规磨损参数检测和掘进参数的观测,控制滚刀磨损量,优化TBM掘进参数,防止大面积刀具磨损发生.     

不平衡磁拉力作用下电主轴挠度分析及改善措施

针对电主轴偏心导致的不平衡磁拉力引起主轴变形问题,采用高性能结构陶瓷作为电主轴的转轴材料,来改善不平衡磁拉力作用下的变形,减小挠度.基于有限元方法建立电主轴的二维有限元模型,分析不同静偏心及不同电负荷条件下,电主轴不平衡磁拉力及其变化规律;同时,基于有限元法建立转轴及转子的三维有限元模型,对比分析不平衡磁拉力作用下陶瓷电主轴和金属电主轴的挠度变化.分析表明陶瓷材料可以改善不平衡磁拉力对转轴挠度的影响.     

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.     

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.     

组合流场PEM燃料电池的性能比较

运用燃料电池测试系统测得两种流道组合而成的四种流场(两种单一流场与两种混合流场)的PEM燃料电池的某些性能参数,并做出V-I曲线.在相同的操作参数下,比较了单一流场之间、混合流场之间以及单一流场与混合流场之间的性能差异,详细说明了四种流场的PEM燃料电池性能差异的原因.实验结果分析得出:阳极蛇形/阴极蛇形流道组成的蛇形流场PEM燃料电池性能最好,阳极直流道/阴极蛇形流道组成的混合流场性能其次,阳极蛇形流道/阴极直流道组成的混合流场性能再次,阳极直流道/阴极直流道组成的直流场PEM燃料电池性能最差;氢气流量变化对阳极直流道/阴极蛇形流道组成的混合流场PEM燃料电池性能影响明显,对阳极蛇形流道/阴极直流道组成的混合流场PEM燃料电池性能影响不明显.实验结果对PEM燃料电池流场优化具有一定的参考价值,为其推广应用提供参考依据.