pH响应性P(MMA-co-MAA-co-HEMA)微凝胶的制备及其性能

利用预乳化乳液法制备了不同单体配比的聚(甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸-co-甲基丙烯酸羟乙酯)(P(MMA-co-MAA-co-HEMA))微凝胶分散液;采用透射电子显微镜、动态光散射仪研究了微凝胶的微观形态、粒径大小及其溶胀率;利用试管倒转法对微凝胶分散液的凝胶化相转变行为进行了研究,借助椎板流变仪考察了所形成胶态凝胶的储能模量与单体配比、微凝胶分散液浓度和温度的关系.结果表明,所制备的微凝胶的数均粒径为90 nm左右,当MMA与MAA的投料质量不变时,随着HEMA含量的增加,分散液凝胶化所需的临界最小浓度增大,临界最大pH值减小,胶态凝胶的储能模量增加.当保持单体MMA与HEMA的投料质量不变时,随着单体MAA投料质量的增多,微凝胶的数均粒径和溶胀率增大,胶态凝胶的储能模量先升高后降低;当MAA占单体总摩尔数的25%时,浓度为15 wt%的微凝胶分散液在扫描频率为100 rad/s时,胶态凝胶的储能模量最高可达2×104Pa.这类微凝胶分散液在组织工程支架材料方面有潜在的应用价值.     

基于SSPCM的新型储能型太阳能蒸馏器实验研究

本文基于定型相变材料(SSPCM)建立了新型储能型太阳能蒸馏器的实验系统,并分别对普通SSPCM和高导热SSPCM的蒸馏特性进行了实验研究。研究发现:与传统太阳能蒸馏器相比,基于普通SSPCM的储能型蒸馏器的日产量提升了7.5%,采用高导热SSPCM的日产量提升了39%。此外,本文还对蒸馏器结构进行了优化研究,研制出了太阳能选择性吸收涂层和V型波纹板复合结构两种底衬,与普通底衬相比,两种优化的底衬分别使蒸馏器的日产量提高了16.8%和9.6%。     

容器形状和冻结行为对储能效率影响研究

本文采用计算流体力学分析方法,分析了冰储能过程中水的固-液相变行为和由此产生的自然对流现象的特征。特别地,本文着重研究了安装在冰储能器中的换热器周围的冻结行为和桥接过程对储能效率的影响。为了研究冻结行为和桥接过程中产生自然对流对储能效率的影响,改变了容器的高宽比,并采用椭圆形换热器以促进对流的形成。采用潜热与比热相结合的单域计算模型,分析了两椭圆形换热器在冻结过程中的水温分布特征、速度分布特征以及冻结率。研究发现容器内对流方向的趋势是由水的初始温度决定的,并且容器宽度越大,高度越高,冻结率效率越高。     

钙和铈二元掺杂对钇钡铜氧超导体性能的影响

超导储能脉冲功率系统中,关键的电路元件是断路开关,它的关断性能直接决定了输出脉冲的特性,传统的直接截流断路方法不仅会产生大电弧影响关断损耗,还会在断路瞬间产生高峰值的过电压脉冲.针对直接截流方法的缺点,本文提出了一种基于混合脉冲变压器(HPPT)工作模式的新型开关断路方法,该方法采用电流过零瞬时断路方式换流.经过理论分析和仿真,验证了该方法的正确性与可行性,对同类开关断路技术的研究提供了十分重要的参考依据.     

高温超导储能监控系统的设计与实验验证

根据高温超导储能系统(SMES)的结构特点和运行要求,设计了一套超导储能监控系统,并联合SMES其他部分进行了动模实验.该监控系统基于智能仪表、虚拟仪器及PXI总线技术,实现了SMES系统的电压、电流、功率和温度等一系列参数的实时检测和各个子系统的协调控制,进行了降温实验、临界电流测试和动模实验等实验.实验结果表明,监控系统能对SMES系统进行良好的监测和控制,满足预定的系统功能.     

相场再结晶储能释放模型与显微组织演变的模拟研究

在相场再结晶模型中提出了形式为 f(η_i^k,η_j^k) = E_s (η_i^de )² (1-(η_j^re)²)的冷变形储能项,并应用该模型模拟了 AZ31镁合金的再结晶过程,模拟结果和实验观测结果符合很好.研究表明, 引入储能释放模型可以实现再结晶形核物理过程的模拟; 模拟结果可以把合金在冷变形后退火的过程按照机理分为再结晶和热晶粒 长大两个阶段,模拟得出的理论再结晶时间是实验再结晶时间的2/3. 考察了冷变形应变大小对形变金属的亚晶粒尺寸和储能的影响机理和 试验结果,并将考察结果代入到改进后的再结晶模拟模型, 成功地再现了一个经典实验结果:随预先应变量的增加, 存在临界应变量对应的一个再结晶晶粒尺寸峰值.同时还给出了 这一经典实验结果的理论解释.     

基于超导储能脉冲变压器的多模块脉冲电源设计

为了探索一种更加紧凑的导轨型电磁推进基础实验用脉冲电源,以实验室现有高温超导储能脉冲变压器为单元模型,在单谐振电路脉冲成形方案的基础上,设计了环形结构的多模块脉冲电源,分析了环形结构中考虑互感的多模脉冲电源电路的充放电过程。通过对八模块环形结构脉冲电源进行仿真分析,得到了接近150kA的电流脉冲,原边电压限制13kV左右。可以得出,利用单谐振电路的多模块超导储能脉冲变压器并联放电方式,可以实现大电流脉冲的输出的要求,而且环形结构中各线圈存在的互感更有利于多模块脉冲电源。     

一种实验室重力储能装置的设计与研制

21世纪面临着能源危机的重大议题，国家和企业迫切需要升级能源结构，转变能源方式。重力储能方式是机械储能方式的重要类型，是将重力势能转变为电能，并将电能储存起来的清洁储能方式。在实验室中自制了一种小型重力储能装置，并优化传统装置的各部分结构，进行设备改良。与大型重力储能设备相比，具有降低实验成本、节约时间、方便多次测量的优点。此外由于此装置的可拆卸和便携的特点，还可以用于教学演示和科普展示。     

轮背空腔-密封气对CAES向心涡轮变工况流动损失的影响

本文以国内首套MW级压缩空气储能(CAES)系统末级向心涡轮为研究对象,通过数值模拟分析了变工况条件下轮背空腔-密封气对等熵效率和流场结构的影响.结果表明:在求解中考虑轮背空腔-密封气结构能够使等熵效率数值解的偏差减小0.7%;随涡轮进口压力增加,轮背空腔泄漏流由叶片吸力面中部叶高区域逐渐向轮毂转移,流动损失先增加后减小;合理降低轮背空腔泄漏气体的轴向速度,能够减弱轮背空腔-密封气结构对等熵效率的负面影响,使向心涡轮在较宽的变工况范围内都保持高效运行.