质子交换膜燃料电池短时微重力性能实验研究

利用落塔开展了不同重力情况下质子交换膜燃料电池性能的实验研究.对常重力和微重力条件下质子交换膜燃料电池发电时其阴极蛇形流场内部的两相流动开展了可视化现场观测.对重力因素对质子交换膜燃料电池内部传质过程的影响进行了分析和讨论.实验结果表明:在常重力环境中,液态水堆积在竖置流道的底部,无法有效排出.聚集在流道内的液态水与反应气体在流道内形成气/液两相流动.在微重力环境中,液态水在气体推动力的作用下从流道的底部上升并沿流道向出口流动.聚集在流道内的液态水排除后,减小了反应气体(氧气)从流道向催化层的传递阻力,从而使质子交换膜燃料电池的性能得到提高.     

FC—72圆形射流冲击模拟电子芯片单相局部对流传热的实验研究

以最新微电子设备冷却剂ＦＣ－７２为工质，实验研究了自由和浸没情况下，圆形射流冲击５ｍｍ×５ｍｍ模拟电子芯片的局部对流换热情况。喷嘴直径ｄ＝０．９８７ｍｍ，Ｒｅ数范围为３４８８～４２６４４。测定了自由和侵没情况下驻点换热及换热系数的径向分布，讨论了雷诺数、喷嘴一传热面间距的影响。首次发现ＦＣ—７２自由射流在高Ｒｅ数下，随着喷射间距的增加，驻点换热得到加强，而浸没射流随喷射间距的增大，驻点换热出现非单调性变化；给出了喷射间距ｚ／ｄ＝４时驻点换热系数的关联式，并与其它工质的已有结果进行了比较；对换热系数径向分布的研究表明，与自由射流不同，浸没射流分布曲线上明显出现由层流向湍流过渡所引起的二次峰值。     

光导管系统自然通风效果的CFD研究

本文利用CFD方法对光导管系统的自然通风进行模拟,综合分析了在不同大小和方向的室外风速下,风帽结构、通风管长、管道间距及光导管直径对自然通风效果的影响,结果表明,H型通风末端结构具有较好的通风效果,管长、管道间距与通风量之间存在最小风量极值点,通风量随着管道直径的增加而增大,这些结果为具有自然通风功能光导管系统实用化提供了理论指导.     

U型管传热量影响因素的数值模拟研究

地下换热器是地源热泵的重要组成部分,竖直U型管是最常见的地下换热器形式. U型管与土壤间的传热受诸多因素的影响.为分析这些因素对于U型管传热的影响,本文建立了地源热泵竖直U型管地下换热器的三维全尺寸数值模型,在此基础上采用CFD软件FLUENT对U型管的埋管深度、进口水温、管内流速等一系列因素在冬夏不同工况下对U型管传热量的影响进行了数值模拟研究.经过整理分析得出的各种因素对传热量影响可以为优化工程设计提供依据.     

磁场作用下熔盐管内流动传热特性的数值研究

本文基于磁流体动力学模型,通过数值模拟的方法,研究了垂直外部磁场对熔盐在绝缘管内流动传热特性的影响,考察了速度、湍流强度和Nu等参数随磁场变化的关系。结果表明,磁场作用会使流动分布出现各向异性,导致湍流度和主流速度降低,垂直于磁场方向的Hartmann层的速度及湍流度提高,随着磁场强度增大,这种趋势更明显。在均匀磁场和正梯度磁场作用下,管壁平均Nu数有所提高,而逆梯度磁场作用下的管壁平均Nu数有所减弱。     

燃料电池阴极相变临界电流模拟

本文根据直接甲醇燃料电池(DMFCs)阴极运行工况特性,考虑一个简单的一维模型,分析水蒸气饱和凝结成水的条件,从而得到电池阴极从单相流动到两相流动的临界电流值。分析结果表明:阴极气体进口速度增大使临界电流密度增大;临界电流随阴极气体进口相对湿度的增加而线性下降;临界电流随流道变长而减小;电池运行温度高有利于提高电池的临界电流。     

风道清洗机器人系统的设计优化与工程测试

中央空调风道的定期清洗作用很大,既可以改善室内空气质量,又能够实现节能。本文介绍了一种专门针对中央空调风道清洗的机器人系统,对其四大组成部分进行了详细介绍;在分析该系统技术原理与性能参数的基础之上,对风道清洗机器人系统进行系统结构与部件形式上的优化,提出了“闭式循环”集尘方式,并对刷头形状做了改进;最后基于具体工程实例的测试结果,对清洗前后管壁积尘量、管道风速进行对比,分析该系统在改善空调系统卫生状况与气流组织状况方面的显著作用。     

自然对流下含纳米SiO2涂层表面抑霜研究

本文用含有纳米SiO2的涂层作为亲水表面,并在其上进行结霜实验研究.用接触角测量仪测出涂层表面和紫铜板表面的接触角,在不同实验条件下测量了涂层表面霜层的厚度,并与紫铜表面的霜厚进行了对比.结果表明在环境相对湿度较小、冷壁温度不太低的条件下,这种涂层能够较好地抑制霜层的生长.通过使用红外成像仪对不同时刻霜层表面温度测量,结果表明,这种亲水涂层具有较小的传热热阻,与具有较大传热热阻的霜层相比几乎可以忽略.     

TiO2介孔分子筛的光催化制氢活性Ⅱ:热稳定性的影响

以三乙醇胺为模板剂,合成了具有蚯蚓状孔道结构的高比表面积二氧化钛介孔分子筛.通过用XRD,BET法等手段对其进行表征,考察了用萃取法脱除模板剂后二氧化钛介孔分子筛的热稳定性,并发现其与光催化制氢反应相关联,同时探讨了催化剂比表面积、晶型对其催化活性的影响.     

高压静电场抗垢性能的实验研究

通过静态和动态两种方法,进行了高压静电抗垢强化传热实验研究.静态实验结果表明,高压静电场能够使污垢晶体形态发生改变,由六面体结构变为树枝状和薄片状结构,并促进污垢晶体尺寸的增大.动态实验结果表明,成垢溶液经过高压静电处理以后,污垢热阻明显减小,流速的增大能够增强抗垢能力.