三元软包锂离子电池放电过程扩散诱导应力与热应力对比研究

为了明晰锂离子电池在放电过程中产生的扩散诱导应力和热应力对电池的影响,使用Comsol Multiphysics 6.0建立了18.5 Ah软包NCM111锂离子电池的电化学-力-热耦合模型,基于该模型对不同放电倍率下电池的负极颗粒中心表面锂浓度差、扩散诱导应力、热应力及膨胀行为进行了仿真分析。扩散诱导应力可通过一维电化学模型及其衍生的颗粒维度进行仿真分析,而热应力则需要通过三维固体力学和传热模型进行仿真。研究结果表明,随着放电倍率的增加,电池产生的扩散诱导应力和热应力都会增大,因此,低放电倍率有助于降低电池产生的应力。负极颗粒产生的扩散诱导应力与颗粒中心表面锂浓度差相关,颗粒中心与表面的锂浓度差随着放电过程的进行逐渐增大。将一维模型中的负极视为由无数负极颗粒组成的线段,放电前期,靠近隔膜端的颗粒中心与表面锂浓度差高于集流体端,放电后期则相反,这个变化发生的转折点在放电深度为60%～70%之间。这也意味着放电前期隔膜端的负极颗粒产生的扩散诱导应力大于集流体端的负极颗粒,也更容易破裂,而放电后期则相反。负极颗粒产生的扩散诱导应力大小为兆帕级,远高于电芯产生的大小为千帕级的热应力。同时,电...     

蓄热式步进加热炉炉内流动特性的数值模拟

以某公司热轧厂蓄热式连续加热炉为研究对象,在全面分析其传热机理的基础上建立了该炉段内的传热、流动和燃烧过程三维物理数学模型,并运用CFD数值仿真技术对其进行了详细的数值模拟。对加热炉内烟气流动规律进行了分析,并重点分析了段间隔墙对加热炉内流动的影响。     

多层砖混结构房屋底层大空间改造结构设计方案分析

通过相关工程实例 ,分析不同的底层大空间改造结构设计方案的特点、适用条件、应注意的问题等 ,供类似工程改造加固时参考。     

铁基载氧体化学链燃烧还原过程的数学模型

为了研究铁基载氧体的反应特性,基于未反应缩核模型建立了移动床内铁基载氧体颗粒还原过程的一维数学模型.模型中考虑了铁基载氧体与H2、CO的多级还原反应,气体组分体积分数模拟值与实验值的平均误差为6.9%,总还原度的平均误差为11.2%.研究表明:铁基载氧体在移动床反应器内最终还原度约为23%,主要进行的反应是第一级和第二级还原反应,第一级和第二级还原度分别为95%和40%;提高反应器内温度、选择合适的载氧体粒径及气固比有助于增加反应的深度,提高合成气及铁基载氧体的利用率,载氧体粒径建议取1~2 mm.      

压密注浆技术在软土地基毗邻房屋接建中的应用

从减少因毗邻房屋接建而引起原有房屋地基不均匀沉降的目标出发,提出了用压密注浆技术加固原有房屋软土地基的方法,并对该方法加固地基、减少沉降的机理作了介绍。工程实践表明,该方法安全、可靠,是解决软土地区毗邻房屋接建中地基处理问题的一种较好方法。     

升温和脉冲充电对锂枝晶生长抑制作用的数值分析北大核心CSCD

金属锂被认为是具有高理论比容量的电池负极材料。然而,锂枝晶的生长可能会连接正负极导致爆炸等事故。因此,抑制锂枝晶对提高锂电池的安全性至关重要。本工作通过非线性相场模型与热模型耦合,首先探究了不同初始条件下的锂枝晶形貌及其温度场分布。由于反应放热,随着反应的进行,锂枝晶区域的温度高于电解质区域的温度,并在二者界面处形成温度梯度。然后,研究了不同温度下锂枝晶的形貌特征并量化了抑制效果。研究发现,温度越低,充电过程中生成的锂枝晶越长,数目越多,侧枝越多,从而在放电过程中形成“死锂”的可能性越大。通过改变脉冲电流的频率,分析了不同充电频率下的枝晶长度和形貌特征。研究结果表明,5 ms的脉冲之后接10 ms的休息周期是抑制锂枝晶的合适频率,在此频率下可以得到较为均匀的沉积表面。通过探究在不同过电位和扩散系数下的枝晶平均生长速率,引入了一个无量纲数Da来阐明扩散与电极反应之间的竞争关系,得出减小反应速率和扩散速率之间的差距是抑制锂枝晶的必要条件。     

基于“模糊逻辑”和补偿模型的PDP浮法玻璃退火窑在线优化控制系统

薄板浮法玻璃(PDP_等离子显示板)的退火工艺上与传统浮法玻璃有较大区别,为了更好地解决PDP板宽方向的温度均匀性差、PID系统响应调节速度慢(尤其是在更换生产品种时)等问题.建立了基于“模糊逻辑”控制理论、同时采用退火热过程模型和应力模型进行偏差补偿,并综合考虑冷却速度和温度变化率等因素的退火窑在线优化控制系统.现场实测数据显示,像与传统PID控制相比,新系统具有自适应性强、调节时间短和鲁棒性好等优点.     

浮法玻璃退火过程中应力变化的数值模拟

浮法玻璃内部在退火过程中产生的应力是应力松弛和结构弛豫共同作用的结果.基于粘弹性理论,采用波尔兹曼叠加原理,并考虑应力松弛和结构弛豫两种因素影响的应力本构方程是一组复杂的积分方程.利用梯形积分法、拉格朗日差值函数并采用离散化的方法可以对其进行数值模拟求解.计算结果同实验数据的吻合度较好,为浮法玻璃退火过程中应力离线实验仿真计算或在线控制运用提供了一种解决方案.     

自身预热式辐射管的研究进展及发展方向

对国内外目前使用的自身预热式辐射管从内部结构、理论研究、数值仿真和实验研究等方面进行了详尽全面的评述,指出了目前存在的主要问题并表明了今后发展的主要方向.     

换向时间对蓄热式均热炉能耗的影响和分析

通过数值模拟和实验方法,重点研究了换向时间对蓄热式均热炉能耗的影响。结果表明:蓄热式均热炉存在最佳换向时间,蓄热式均热炉在最佳换向时间下工作时可以显著降低能耗;换向时间影响换向盲区的煤气损失量;如根据均热炉实时烟气流量和排烟温度动态调节换向时间,可进一步降低均热炉的能耗。