大功率燃料电池堆氢气膜增湿系统实验研究

对70 kW常压质子交换膜燃料电池堆氢气膜增湿系统的传热传质特性进行了实验研究.管壳式膜增湿器应用于大功率燃料电池堆氢气增湿系统具有增湿速率快、被增湿氢气润湿程度好的优点.利用液态水对氢气进气进行增湿,实验中被增湿后氢气总能够达到过饱和状态,氢气流量一定时,膜增湿器增湿水进出口温差随水流量增大而降低,氢气出口温度随着液态水流量升高而接近增湿水进口温度;增大增湿水流量能够降低增湿水通过膜增湿器前后温差.增湿水温度和流量一定时,燃料电池堆负荷增大,被增湿氢气出口相对湿度变化不明显.     

湿空气透平循环（HAT循环）中饱和器性能实验台的设计

本实验模拟了实际ＨＡＴ循环中饱和器的热力过程，通过实验，研究分析，影响饱和器性能的主要因素，从而探讨了ＨＡＴ循环的商业化途径，本文介绍了实验装置流程，饱和器结构，喷雾嘴布置及水加热设备的设计。     

泡沫铜式和微槽式均温板散热性能的对比研究

建立了较为完善的均温板性能测试实验台和可视化试验系统,研究发现:泡沫铜均温板的传热性能优于微槽式均温板,不同热流密度下的轴向热阻与市售均温板相当;在未失效前,均温板热阻达到0.2 K/W;影响均温板性能的主要参数是毛细压差力、渗透率和充注率,毛细压差力的提高对均温板的性能提升有着显著的效果.在可视化试验中,对于泡沫铜均温板,当充液率和热流密度较低时,蒸发面的传热主要是薄液膜蒸发机制;而当充液率和热流密度较高时,均温板内蒸发面的传热为池沸腾机制.对于微槽式均温板,当热流密度较高时,能明显观察到微槽内产生的气泡,即均温板蒸发面的传热属池沸腾机制.     

污垢对地表水换热系统的性能影响

污垢是热的不良导体,污垢热阻的存在,不仅使得换热器传热效率大大降低,还会增加流体的传输能耗,有时甚至会带来生产隐患。运用传热学基本理论,分析了地表水换热系统中污垢对管壳式换热器(水—水,无相变)传热性能的影响变化,并针对一次冷却水系统提出了阻垢对策。     

以船舶尾气为驱动热源的吸附制冰系统性能研究

为了提高单位质量吸附剂的吸附量,缩小吸附床的体积,并选择合适的化学吸附制冷工质对,在分析国内外吸附制冷系统研究进展的基础上,采用了多发生器吸附制冰系统。对系统中的关键部件吸附床内的单元管传热性能进行了研究,对单元管传热热阻对系统的影响进行了理论分析,同时还对减小各部分热阻的方法进行了探讨,基于此,对多发生器制冰系统进行了制冷性能研究。结果表明,烟气与单元管的对流换热热阻占总热阻的89%,而船舶尾气余热吸附制冰系统的性能参数可达25%。     

考虑氯化钠中毒影响的PEMFC电化学性能仿真

氯化钠中毒对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell ,PEMFC)电化学性能有重要影响。通过量纲分析方法修正电化学模型并利用COMSOL Multiphysics平台量化分析氯化钠浓度对质子交换膜燃料电池性能影响,最后验证了修正电化学模型的准确性。结果表明：随着阴极空气中氯化钠浓度增大,电池电化学性能降低。低电流密度时,氯化钠浓度变化对质子交换膜燃料电池极化曲线、功率密度曲线几乎无影响;中、高电流密度时,电池输出电压、最大输出功率随氯化钠浓度增加而降低。当氯化钠浓度达到 8×10^-5mg·cm^-3,膜最大、最小电流密度分别下降30.83%、25.23%,最大输出功率密度下降50.00%。 关键词：质子交换膜燃料电池;氯化钠中毒;电池性能;数值仿真     

过热蒸汽饱和器中相际传热传质机理的研究

文中建立了混合管内两相流动传热的简化物理模型,从单一水珠蒸发模型出发,推导出相际间不同传热方式下单位体积蒸发速率的具体表达式.并对连续方程和能量方程进行求解,获得了混合管内过热蒸汽质量流量和过热度的变化图.在此基础上,对比分析了相际间不同传热方式对混合管长度(即饱和器结构特性)的影响；探讨了不同水珠初始直径(即雾化质量...     

IGBT热网络传热模型研究

在加入层间接触热阻的7层Cauer热网络模型基础上,考虑了材料导热系数随温度变化的函数关系,在芯片结构和实验测试结果基础上加入了结表热阻以及各物理层间的扩散热阻,建立了一种改进的多维IGBT热网络传热模型。采用所建模型对模块各物理层温度特性,特别是结温特性进行了仿真计算,并和实际探测结果进行比对分析。分析结果表明改进的热网络模型较传统热网络传热模型具有更高的精度。     

船用竖管升膜蒸发海水淡化系统热力性能分析

提出一种船用多效竖管升膜蒸发海水淡化系统;构建热力过程数学模型,考虑海水沸点升高和蒸汽阻力压降等引起的传热温差损失;采用对比研究的方式,计算分析相同淡水产量下,有无热力蒸汽压缩时,首效加热蒸汽温度、末效蒸发温度、浓缩比对系统造水比、比传热面积、比冷凝水量等热力性能的影响.结果 表明:竖管升膜蒸发海水淡化系统具有大温差传...     

燃料电池水管理系统冷却优化设计

由于质子交换膜燃料电池存在—个最佳工作温度范围,因此水管理对其性能和寿命有非常重要的影响。本文研究以压缩空气为氧化剂的、功率为3kW的质子交换膜燃料电池冷却系统的优化设计。     

Numerical investigation of transmission of low frequency sound through a smooth air-water interface

It is the traditional belief that sound transmission from water to the air is very weak due to a large contrast between air and water impedances. Recently, the enhanced sound transmission and anomalous transparency of air-water interface have been introduced. Anomalous transparency of air-water interface states that the sound generated by a submerged shallow depth monopole point source localized at depths less than 1/10 sound wavelength, can be transmitted into the air with omni-directional pattern. The generated sound has 35 times higher power compared to the classical ray theory prediction. In this paper, sound transmission through air-water interface for a localized underwater shallow depth source is examined. To accomplish this, two-phase coupled Helmholtz wave equations in two-phase media of air-water are solved by the commercial finite element based COMSOL Multiphysics software. Ratios of pressure amplitudes of different sound sources in two different underwater and air coordinates are computed and analyzed against non-dimensional ratio of the source depth (D) to the sound wavelength (λ). The obtained results are compared with the experimental data and good agreement is displayed.     

基于RANS方程的船模兴波阻力分离计算方法及其适用范围研究

运用空气-水两相流RANS方程计算了两型船模的粘性兴波流场,提出了兴波阻力的分离计算方法,并研究了该方法的适用范围.结果表明,在长度傅汝德数低于0.4时,文中对船模兴波阻力及波高的计算结果都与模型试验基本相符,但当长度傅汝德数高于0.4时,计算结果与试验还存在一定的差距.     

基于气液两相流解析模型的水冲压发动机推进特性分析

给出了喷管中气液两相流动等温正压模型的解析解。基于该解析模型以及水冲压发动机内流道几何参数,迭代求解了发动机在一系列工况下的推进特性。研究表明,水冲压发动机的推力、效率、比冲随着气相质量流量以及航速的共同提高而提高,单单增加航速或单单增加气体质量流率,都会使得比冲和效率先增后减。单单增加气体质量流率,水流流量减小,推力增加,但是耗气量显著增加。单单增加航速,水的流量增加,推力将先增后减。     

针翅套管内强迫流动阻力特性试验研究

以润滑油-水为工质,对针翅套管双侧强迫流动的阻力特性进行试验研究,分析针翅相对高度与针翅管节距等因素对流动阻力系数的影响。结果发现,针翅套管环隙内的流动阻力特性与普通圆管以及光滑管环隙大不相同。由于其环隙内布满针翅,对流体产生了极大的扰动,因此对流体流态的转变有重要影响,其中相对翅高的影响较大。在对试验数据进行分析整理的基础上,回归出摩擦阻力压降与质量流速和针翅管结构参数的试验关联式。     

Analysis of impact damage characteristics of marine carbon fiber composite laminates embedded with PEI film北大核心CSCD

[目的]在传统船用碳纤维复合材料层合板层间添加热塑性相材料能有效提升船用复合材料的抗冲击性能,为探究其冲击损伤特性,开展实验研究。[方法]使用光学显微镜观察层合板的热塑性/热固性界面,分析两相材料的结合方式;对不同结构的复合材料层合板进行低、中、高3种不同能量的低速冲击;通过超声C扫描与电子显微镜,对各试件的损伤形貌进行观测,以研究各试件的冲击响应及损伤机理。[结果]结果显示,相较于碳纤维层合板,含热塑性相的船用复合材料层合板具有更好的损伤阻抗;内部嵌膜层合板试件在冲击能量为8和12 J的冲击下,内部分层损伤分别减少了19%和39%,且受到12 J冲击后,内部结构损伤较小,完整性较好。[结论]将PEI热塑性膜嵌于内部能提升层合板的韧性,显著减少内部分层损伤,明显提升内部嵌膜层合板的抗冲击性能。     

内河船舶的浅水阻力计算

本文提供了一种估算内河船舶浅水阻力的方法。根据184条船模浅水阻力曲线及部分相应的深水阻力曲线,计算了经济航速、临界航速和不同航速下的兴波阻力系数。应用经修正的Prohaska方法计算了深、浅水形状因子。将上述这些量视为H/T、L/B、B/T和C_B的幂函数方程,应用回归分析确定其指数值。利用求得的回归公式即可进行深、浅水阻力计算,协助选择优良船型,进行主尺度分析,选配经济航速以提高营运经济性。本方法具有计算简便、适应范围广、计算精度高等优点。     

计算圆舭快艇阻力的一种简便方法

根据排水量长度系数C和排水量纵向分布是影响圆舭快艇静水阻力主要参数的观点,本文对文献国舭快艇阻力试验的系列图谱进行了重新计算和整理后,得出了一组剩余阻力系数C_k=/(C,F_n)曲线图。用此曲线可简单、迅速而比较正确地计算高速国舭快艇的静水阻力,供设计图舭快艇的初始阶段作估算用。 为了使这类艇的阻力性能比较良好,文中还扼要地介绍了一些船型和附体设计的特点供参考。     

圆舭型快艇浅水阻力计算

分析９ 艘圆舭型快艇船模浅水阻力系列试验资料,寻找每艘船模阻力变化规律,由１０８ 条内插阻力曲线应用回归分析直接计算及依据深水阻力转换的间接计算分别计算浅水阻力曲线。可用于该类船型浅水功率估算及主尺度优化分析计算。对无浅水影响最小水深及超临界纵倾角也作了一定研究     

Thermal exchanges at air-water interfacies and reproduction of temperature vertical profiles in water columns

For a 3-D eutrophication-diffusion macromodel of the central part of the Venice Lagoon, air-water heat fluxes are computed interpolating, through Fourier series expansion, meteoclimatic variables averaged over a thirty years survey. Also reproduced with the same interpolation methods, is the daily fluctuation of incident light as well as the annual variation of the photoperiod.With an interative procedure temperature values, to be assigned at each grid's point and corresponding to each hour of a reference year, are computed also accounting for the thermal inertia of water columns of varying depths. By statistical examination of temperature vertical profiles, depth varying diffusivities are also estimated, which enables, without assumption of an instantaneous mixing, the reproduction of heat diffusion from the surface to the bottom water cells.Procedures, preliminary refined and verified for a one-dimensional vertical system input, are next implemented on a three-dimensional submodel of reduced size provided of “open boundaries”: this last submodel, under a continuous input of energy and of matter is seen to attain a steady states as well as to be capable of simulating regime conditions. A further validation is performed, on a submodel of 43 × 47 × 20 cells, encompassing a limited portion of the macromodel and presenting the actual lagoon bathymetry.Macromodel's seasonalisation so achieved, enables for a more correct simulation of the periodical behaviour of light and of temperature, forcing functions governing the eutrophication phenomena.