车载低温高压氢存储技术现状及分析

低温高压氢作为一种新型的高密度储氢技术,近年来成为研究和应用领域的热点。对比了常见的商用储氢方式,总结了低温高压氢存储的优势及储罐基本结构,通过低温高压氢加注特性、新型轻质高强度复合材料和低温绝热等关键技术问题的分析,指出开展低温树脂、纤维、金属内胆的协同研究,降低日蒸发率,实现随机工况下低温高压氢无损加注及低温高压氢的安全问题是未来的研究重点。     

深低温球内伪稳态自然对流换热研究

基于CFD仿真软件FLUENT,建立了封闭球形容腔内氦气关键物性参数随温度变化的深低温自然对流仿真模型。利用该模型对封闭球形容腔内20～100 K温度下不同瑞利数(10~8Ra10~(11))伪稳态自然对流换热进行了数值模拟,得到了速度场分布、温度场分布和努塞尔数(Nu).开展了液氢温区球形封闭容腔内氦气伪稳态自然对流换热试验。通过与试验数据的对比分析,验证了本文所提出的深低温自然对流模型的有效性。利用最小二乘法,获得了深低温球形容腔内氦气自然对流换热准则数方程。     

氢液化技术研究进展及能耗分析

氢能是一种新型清洁无污染的二次能源,是我国能源结构调整中不可缺少的组成部分。在氢能的应用中,液氢具有较高的体积与质量存储密度,适合大规模运输及应用,能够显著降低市场化应用的成本。着重分析了氢液化技术的研究进展以及国际上的液氢研究项目:日本WE-NET (World Energy Network)及欧洲IDEALHY (Integrated Design for Efficient Advanced Liquefaction of Hydrogen)。从压缩能耗、液化能耗、运输能耗、总能耗四个方面进行高压氢与液氢的能耗对比,分析结果表明,对于液氢的运输能耗随里程增加缓慢,高压气氢的运输能耗随里程增加成直线上升;运输里程在约500 km时,液氢的总能耗将低于高压气氢,液化能耗在总能耗中占的比例减少。总结了目前氢液化过程相关技术的研究热点跟难点,并对未来液氢的大规模应用进行展望。     

快速检测Fenton反应诱导DNA损伤的电化学DNA传感器研究

利用带正电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和带负电荷的小牛胸腺双链DNA(CT-dsDNA)之间的静电吸引作用,将其层层组装到玻碳电极表面,制成电化学DNA传感器,并利用电化学和原子力显微镜(AFM)方法与对DNA的组装进行了表征。以Ru(bpy)23+作为电化学催化剂,检测DNA的损伤,考察了电极在Fenton试剂中的温育时间以及Fenton试剂的浓度对DNA损伤程度的影响。实验表明,Fe2+与H2O2共存时,温育15 min即可较大程度地对DNA造成损伤,且可以检测到的Fenton试剂浓度为5.0×10"5mol/L Fe-SO4/2.0×10"4mol/L H2O2。本方法具有灵敏度高、重现性好等优点。     

脂润滑混合陶瓷轴承在冷压缩机中的应用分析

目前冷压缩机在超流氦系统中得到广泛应用,作为冷压缩机的关键部件,轴承对冷压缩机的稳定运行至关重要。本文介绍了各类型轴承在冷压缩机上的应用现状,通过对比,阐述了混合陶瓷轴承的特点及在冷压缩机中的应用前景。简要分析了混合陶瓷轴承的脂润滑技术,并以冷压缩机实际工况为参考,进行了不同润滑脂的挥发试验。根据试验结果进行了分析,同时对润滑脂选型、轴承中实际填充量以及对系统的挥发污染进行了计算评估,进一步确证了脂润滑混合陶瓷轴承应用于冷压缩机的可行性。     

氢冷凝实验设计与仿真分析

设计高效的氦制冷氢液化换热器需掌握氢的冷凝特性,为此,设计了氢热虹吸管实验装置,并利用Fluent对其性能进行了瞬态仿真验证。通过分析氢热虹吸管设计与仿真的影响因素,合理选择了冷源、充液率、倾角、结构材料和仿真数值模型。结果表明:仿真达到稳态时,冷凝热流密度达到了理论值,冷凝壁面上发生了层流膜状冷凝,验证了仿真模型的有效性和实验装置的性能,为实验提供了指导。     

冷压缩机转子的优化设计

冷压缩机作为液氦/超流氦低温制冷系统的核心部件之一,为了保证其运行的安全性和高效率,冷压缩机转子设计要能同时满足转子运行速度高、隔热效果好的要求,在转子设计时既要考虑转子动力学特性,又要考虑转子隔热效果。基于大型有限元分析软件ANSYS,分析了不同结构下的冷压缩机转子的临界转速,使设计额定转速工作在一阶弯曲临界转速以下,且留有一定裕量;为减小计算复杂程度,采用了热阻分析方法。将动力学仿真和热阻分析综合考虑,结果表明,通过在转子中设计局部中空薄壁结构并选择合适的尺寸,可得到优化的转子结构。     

大型氦低温制冷系统的自主研发之路

以氦的独特性质,特别是在低温下表现出的不同状态：常态氦与超流氦,分析氦作为低温制冷剂的原因。其次,引出氦低温制冷系统在我国国计民生中的重要应用（主要包括国家能源和科技发展、氦资源保障、洁净氢能开发等方面）。正因为其重要地位,中国科学院理化技术研究所从2009年开始进行大型低温氦制冷系统的自主研发。简述了理化所近几年的各项研究成果,以及产业化公司的成立、设备应用及出口情况。最后,展望了未来的发展道路：全面突破氦低温制冷技术,打破国际垄断,实现国产大型低温制冷装备对国家战略发展的有力支撑。