TiH1.971催化Mg纳米晶储氢性能研究

采用湿化学球磨法制备了Mg+TiH_(1.971)复合体系,并以对比分析法研究了催化剂Mg+TiH_(1.971)对Mg纳米晶的储氢性能改善效果.研究结果表明,Mg+TiH_(1.971)纳米晶复合体系在室温下20℃左右就能开始吸氢,而Mg纳米晶则需40℃.吸氢后的Mg+TiH_(1.971)(w(TiH_(1.971))=5%)在220℃下开始放氢,比吸氢后的Mg纳米晶低了55℃.等温吸氢结果显示,在100℃下,Mg+TiH_(1.971)(w(TiH_(1.971))=5%)在10 min内,吸收2.8%的氢气,比Mg纳米晶的吸氢量多了33%.同时,吸氢表观活化能从Mg纳米晶的26.7±0.1 kJ/mol降低至Mg+TiH_(1.971)(w(TiH_(1.971))=5%)的20.9±1.8 kJ/mol.TiH_(1.971)的掺杂对Mg纳米晶的储氢性能改善较明显,为下一代更高性能的储氢材料的研发提供了思路.     

机械合成化制备海洋用TC4合金的吸氢行为

海洋中蕴含着丰富的资源,为开发海洋资源,需要使用耐腐蚀、高韧性、便于加工的金属材料,钛合金具备上述特点。我国已开发出TC4、Ti80等船用钛合金材料,是制作船体的优良材料。为进一步研究钛合金材料在海水中的特性,本文采用固态气相渗氢法在管式氢处理炉中进行TC4合金吸氢实验,实验主要探索TC4合金置氢过程中吸氢量与实验温度、置氢时间以及样品相对密度之间的关系,并将实验结果进行数学处理绘出拟合曲线建立TC4合金吸氢的数学模型。实验结果表明在相对密度较低的TC4合金材料中,其吸氢量与相对密度成反比;而在相对密度较高的TC4合金中,其吸氢量与Sievert's定律相符合,TC4合金的吸氢量与其置氢时间成正比同时与其相对密度成反比。     

MgH2-Na2Ti3O7微米棒复合材料的 吸氢性能及其改性机制

采用固相法合成尺寸为微米级别的钛酸钠(Na_2Ti_3O_7)催化剂,并通过球磨法与氢化镁(MgH_2)复合,以此来催化改性MgH_2的吸氢性能.等温吸氢实验表明:MgH_2-Na_2Ti_3O_7微米棒复合材料在275℃和150℃下吸收3%H_2的时间分别为10 s和15 min,甚至在低至50℃下30 min内还能吸收1%的H_2,而纯MgH_2在275℃下30 min内仅能吸收1.5%的H_2.进一步研究发现,MgH_2吸氢性能的提高归因于Na_2Ti_3O_7在MgH_2基体中的均匀分布以及在循环过程中原位生成的TiH_2.文中创新性地采用Na_2Ti_3O_7微米棒作为催化剂并将其均匀分布在MgH_2中,可为下一代高性能储氢材料的设计提供一种新思路.     

通航水域泥沙固磷效应研究*

通航水域污染治理难度大，限制了水运交通绿色发展，泥沙是影响通航水域水体磷负荷的重要因素。通过室内试验和野外现场试验，分析了航道泥沙对磷的等温吸附特性，提出酸性活化和钙性活化方法，比较了活化泥沙的磷吸附特征及动力学过程，探讨了泥沙活化除磷方法的适用性。结果表明，航道泥沙粒径和含量是影响磷平衡吸附量的重要因子，减小泥沙粒径和降低泥沙含量可增加对磷的平衡吸附量，最高可达0.944 mg/g；等温吸附和动力学分析表明，酸性活化泥沙对磷以物理吸附为主，钙性活化泥沙对磷以化学吸附为主；钙性活化泥沙最大磷饱和吸附量可达16.50 mg/g，在相同泥沙含量条件下，分别是酸性活化泥沙和天然泥沙的8.1、17.5倍。泥沙活化可提升天然泥沙吸附磷性能，作为潜在的水体除磷方法可为通航水域水质提升和污染治理提供基础研究支撑。     

船舶机舱含油废水在膨胀石墨/活性炭复合吸附剂上的吸附研究

为分析吸附技术在船舶机舱含油废水处理中的可行性,本文通过化学活化法,分别选择KOH和酚醛树脂作为活化剂和碳源,在由溶液浸渍法制备膨胀石墨/活性炭复合吸附剂后,进行乳化油在制备试样上的吸附平衡和吸附动力学特性作分析。在25℃下,根据重量法的原理测试了乳化油在吸附剂试样上的吸附动力曲线,并通过拟合Lagergren准一级和准二级动力学曲线,确定吸附速率常数与初始吸附速度。在温度区间20℃～30℃,测试乳化油在试样上的吸附等温线后,比较Langmuir,Freundlich和Tempkin吸附等温方程预测吸附平衡数据的精度,并由Van′t Hoff方程计算了吸附平衡过程的焓变和熵变。结果表明,乳化油在复合吸附剂上发生物理吸附且在常温下就可自发进行,研究乳化油在复合吸附剂上的吸附动力学特性和吸附平衡可分别选用Lagergren准二级吸附速率模型和Tempkin吸附等温方程。膨胀石墨/活性炭复合吸附剂用于船舶机舱含油废水的处理具有良好的前景。     

纳米金属负载的ZIF-8复合材料制备与室温储氢性能

以纳米金属粒子(NPs)为溢流源,金属有机框架ZIF-8为受体,通过液相浸渍结合原位还原的方法制备了NPs@ZIF-8(NPs=Ni,NiPt或Pt)复合材料,并用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和气体吸附仪等仪器对产物进行了系统表征与研究.结果表明,纳米金属颗粒均匀地分散于ZIF-8载体中,金属粒子的负载并未改变ZIF-8的形貌和尺寸;相比于纯ZIF-8,该类复合材料在常温下表现出较好的储氢性能,这可归因于氢溢流机制和ZIF-8大的孔隙率;由于过渡金属不同的催化活性,3种复合材料的吸氢量大小顺序为:Pt@ZIF-8NiPt@ZIF-8Ni@ZIF-8.     

船舶齿轮箱用磁流变弹性体动力吸振器的仿真研究

船舶齿轮箱是船舶动力装置的重要传动装置,同时齿轮箱振动又是船舶振动的主要振源之一。因此,对其安装有效的吸振装置很有必要。本文设计了一款用于齿轮箱吸振的磁流变弹性体动力吸振器模型,通过ANSYS软件对其进行不同激励电流下的模态分析和热力学分析。结果表明,该吸振器拥有较宽的移频特性,能够有效控制齿轮箱的振动,同时该模型在强制对流工况下工作性能较好。     

高效钒弧气体放电灯

<正>钒弧灯是根据灯的工作物质来命名,钒弧灯里面的工作物质是钒、钪、铊和钠的金属卤化物;在氩-氢-疝和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的气体放电灯。一、发光机理钒弧灯主要依靠钒元素作为导电发光材料,灯内充有少量的引燃气体氩-氢-氙等混合气体,内胆小玻璃球内有少量稀有金属来点燃灯泡。灯点燃时首先产生一个22000V的启动电压,此时钒合金电极两端的高电压产生脉冲电流,经过高压震幅激发稀有金属粉末使石英管内的气体电子游离,由惰性混合气体产生白色超强电弧光,这就     

铁钛储氢合金材料粉化问题分析研究

以氢氧燃料电池运行过程中的合金粉化问题为研究对象,详细描述了铁钛合金储氢机理、技术特点,针对储氢合金粉化原因及其影响进行分析,最后提出解决方案。通过增设水洗等氢气洗气装置,消除氢气中可能存在的微粒物质。从长远来看,对合金成分掺杂改性,提高储氢合金的韧性,从而降低材料开裂几率,这为今后的工作指明了方向。     

质子交换膜燃料电池电化学建模及仿真

从热力学和动力学理论出发,对燃料电池的工作原理进行研究。通过对活化极化、浓差极化、欧姆极化的数学描述,建立电化学仿真模型。结合试验数据,辨识模型中的参数,并用MATLAB/SIMULINK仿真平台对质子交换膜燃料电池进行仿真分析。结果表明:仿真结果与实验数据比较吻合,模型具有良好的稳态性能,能够有效应用于燃料电池系统理论和技术研究。     

空化模型在低温流体空化流动三维计算中的应用与评价

为评价不同空化模型对低温流体空化过程流场特性预测的适用性,文章通过对CFX软件的二次开发,将Kubota、Merkle和Kunz三种空化模型和液氮、液氢随温度变化的物性参数引入到CFX求解代码中,同时在求解的能量方程中添加汽化潜热影响,从而在考虑热力学效应条件下,开展了液氮绕水翼空化流动和尖顶拱在液氢中空化流动的三维数值模拟研究,并将计算结果与试验数据进行对比,实现了对不同空化模型适用性的评价。结果表明:三种空化模型计算的空化区域液相分布特性不同,空泡长度和厚度有差别;由于空化模型方程源相体现的质量传输机理不同,导致热力学效应下空化区域压强分布和温降存在差异;Kubota空化模型可有效预测液氮空化流场压强分布,Merkle模型可较好地反映空化区域温降,Kunz模型计算的结果与试验数据差别最大。     

一种新型铝合金的制备及其水反应性能研究

为解决现有水冲压发动机启动困难、金属燃料难于储存等问题,通过熔炼法制备一种新型铝铟镁三相合金。运用水反应测试装置、高压热分析天平、金相显微镜等测试手段,分析合金常温及高温下的水反应性能、表面形貌和活化机理。结果表明：该铝合金具有良好的储藏性能,在常温下单位质量的合金与水反应的产氢量仅为0.029 mL/mg;高温下铝合金与水蒸气反应分为4个阶段,在450℃前完成低温区反应,启动迅速。该合金能够代替现有普通铝粉和纳米铝粉,作为水冲压发动机主燃料使用。     

镍合金用作碱性电解水析氢阴极的研究综述

系统地讨论了镍合金用作电解水析氢阴极的发展状况。在镍合金电极中,Ni-Mo、Ni-Co、Ni-P和Ni-S是人们研究较多的活性阴极,特别是Ni-S合金。文章就其合成方法、析氢反应催化性能、反应机理做了简要的评述和分析,并重点介绍了Ni-S合金电极。     

Thermodynamic analysis of alternative marine fuels for marine gas turbine power plants

The marine shipping industry faces challenges to reduce engine exhaust emissions and greenhouse gases (GHGs) from ships, and in particular, carbon dioxide. International regulatory bodies such as the International Maritime Organization and National Environmental Agencies of many countries have issued rules and regulations to drastically reduce GHG and emissions emanating from marine sources. This study investigates the possibility of using natural gas and hydrogen as alternative fuels to diesel oil for marine gas turbines and uses a mathematical model to assess the effect of these alternative fuels on gas turbine thermodynamic performance. Results show that since natural gas is categorized as a hydrocarbon fuel, the thermodynamic performance of the gas turbine cycle using natural gas was close to that of the diesel case. However, the gas turbine thermal efficiency was found to be slightly lower for natural gas and hydrogen fuels compared to diesel fuel.     

船用燃气轮机动力装置替代燃料的热力学分析（英文）

The marine shipping industry faces challenges to reduce engine exhaust emissions and greenhouse gases(GHGs) from ships, and in particular, carbon dioxide. International regulatory bodies such as the International Maritime Organization and National Environmental Agencies of many countries have issued rules and regulations to drastically reduce GHG and emissions emanating from marine sources. This study investigates the possibility of using natural gas and hydrogen as alternative fuels to diesel oil for marine gas turbines and uses a mathematical model to assess the effect of these alternative fuels on gas turbine thermodynamic performance. Results show that since natural gas is categorized as a hydrocarbon fuel, the thermodynamic performance of the gas turbine cycle using natural gas was close to that of the diesel case. However, the gas turbine thermal efficiency was found to be slightly lower for natural gas and hydrogen fuels compared to diesel fuel.     

脉冲电沉积制备Ni-Mo合金析氢电极

分别采用直流电沉积法和脉冲电沉积法制备出了高催化活性的Ni-Mo合金电极。通过阴极极化曲线得到了析氢反应的动力学参数,进而比较了不同电极的析氢性能,并分别采用SEM、EDX及XRD等表征手段分析了不同电极析氢性能优劣的原因。结果表明,脉冲电沉积可以提高镀层中Mo元素的含量,且其镀层晶粒更加细小,呈现一种纳米晶态,这些都导致脉冲电沉积Ni-Mo合金电极析氢过电位比直流电沉积更低,从而显示了脉冲电沉积制备Ni-Mo合金电极有更好地应用前景。     

Ignition models and simulation of solid propellant of thermodynamic undersea vehicle

The starting characteristics of thermodynamic undersea vehicle systems are determined by the geometry, size and combustion area of solid propellants, which directly effect liquid propellant pipeline design. It is necessary to establish accurate burning models for solid propellants. Based on combustion models using powder rings and two different solid ignition grains, namely star-shaped ignition grains and stuffed ignition grains, a mathematic model of the ignition process of the propulsion system was built. With the help of Matlab, a series of calculations were made to determine the effects of different grains on ignition characteristics. The results show that stuffed ignition grain is best suited to be the ignition grain of a thermodynamic undersea vehicle system.     

工质选择对有机朗肯循环热力学系统的影响

本文首先介绍了有机朗肯循环所用工质的热力学性质,指出工质应满足干湿性、压力以及环保等方面的要求,然后对三种不同工质在热源温度低于100℃情况下朗肯循环发电系统的热力学模型进行分析,比较了不同工质下系统参数对有机朗肯循环性能的影响规律,指出了工质选择的方法和策略。     

船闸混凝土抗裂性能试验研究及开裂风险评估

针对船闸大体积混凝土容易发生开裂的问题,通过室内试验研究不同配合比混凝土的热力学及变形性能,并基于多场耦合模型对廊道结构混凝土进行开裂风险评估计算。研究结果表明：掺入抗裂剂减小混凝土干燥收缩且自生体积变形初期产生较大膨胀,显著提升混凝土体积稳定性和抗裂性能;抗裂剂可降低船闸廊道结构混凝土最大开裂风险系数40%以上,控制廊道混凝土各部位开裂风险在0.7以下,大大降低了结构混凝土开裂风险。     

电沉积制备Ni-Sn合金电极材料的结构与电化学性能

研究了电沉积法制备Ni-Sn合金的工艺条件对材料的结构与电化学性能的影响.研究发现,镀液成分和沉积电流密度对Ni-Sn合金电化学性能有重要影响.同时发现,所制备的Ni-Sn合金的形貌结构与其电化学性能之间存在密切关系.经过200 h耐用性试验,所制备的Ni-Sn合金电极的形貌结构与电化学性能未发生变化.