大功率车用柴油机燃用航空煤油的燃烧仿真研究

建立了大功率车用柴油机燃用柴油和航空煤油的缸内燃烧模型。该模型利用喷雾试验结果对KH-RT破碎子模型进行了标定,同时耦合了燃油的化学反应动力学机理,具有较高的仿真精度。计算结果表明:相比柴油,柴油机燃用航空煤油喷雾破碎过程中雾化质量提高;燃烧过程中缸内滞燃期缩短,放热率峰值下降,缸内机械负荷及热负荷均得到缓解;柴油机燃用航空煤油在标定工况点相比燃用柴油功率下降5.8%,油耗率相当。     

Effective reaction rates of a thin catalyst layer

The catalyst layer in a fuel cell can be described with a system of reaction diffusion eq uations for the oxygen concentration and the protonic overpotential. The Tafel law gives an exponential expression for the reaction rate, and the Tafel slope is a coefficient in this law. We present a rigorous thin layer analysis for two reaction regimes. In the case of thin catalyst layers and bounded potentials, the original Tafel law enters as an effective boundary condition. Instead, in the case of large protonic overpotentials, we derive an exponential law that contains the doubled Tafel slope. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Direct Radiometric Measurement of Vapor-Liquid Equilibria: Hydrogen Sulfide-Diethanolamine

Direct radiometric measurements of the vapor concentration of H₂S in equilibrium with aqueous diethanolamine absorbing solution were made using ³⁵S-labeled H₂S. A thin-window Geiger-Müller tube viewed the gas phase only, while the absorbing solution was held in another part of the reaction flask. The equilibrium data were measured at H₂S partial pressures below 0.01 mm Hg; the agreement with published results obtained by chemical analysis was good. The radiometric results were obtained very rapidly; a test run with seven data points took about two hours to complete. The results were applied to processes for reducing H₂S concentrations in petroleum refinery fuel gases needed to meet tightening air pollution requirements.     

Die Verwendung von Radionukliden für Diffusionsuntersuchungen in Ein- und Mehrphasensystemen. Eine methodische Übersicht (Zusammenfassender Bericht)

Durch die Anwendung radioaktiver Nuklide ist die Untersuchung von Selbstdiffusionsvorgängen möglich geworden.

Diffusionsprozesse stellen Vorgänge dar, bei denen Substanzen in Richtung des Ausgleiches von Konzentrationsdifferenzen in verschiedenen Teilen einer oder verschiedener Phasen transportiert werden. Die ungeordnete Wärmebewegung von Stoffteilchen geht dann makroskopisch betrachtet in eine geordnete, gerichtete Bewegung über, wenn Konzentrationsgradienten – oder genauer: Gradienten des chemischen Potentials – in dem betreffenden Gebiet anliegen. Die nach Beendigung des Prozesses eingestellte Gleichgewichtsverteilung entspricht einem Minimum an freier Energie im Diffusionssystem. Bei der Selbstdiffusion findet ebenfallseine selbständige und kontinuierliche Vermischung der Teilchen in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen als Resultat der Wärmebewegung statt, nur mit dem Unterschied, daß keine Konzentrationsgefälle im streng thermodynamischen Sinne vorliegen; im Resultat tritt ein Ausgleich der isotopcn Zusammensetzung des Systems ein.

Die Untersuchungen von Diffusions- und Selbstdiffusionsvorgängen in Festkörpern, speziell von Gitter- und Korngrenzendiffusion, geben z. B. die Möglichkeit, Rückschlüsse auf das Strukturgefüge, auf interatomare bzw.     

Gamma-Radiolyse von Dimethylglyoxim

Die Strahlenresistenz von reinem und an Aktivkohle sorbiertem Dimethylglyoxim (DMG), das für die selektive Abtrennung von Palladium aus Abfallösungen der Kernbrennstoffwiederaufarbeitung geeignet ist, wurde untersucht. Die Bestrahlung erfolgte bei 20–40 °C mit einer ⁶⁰Co-γ-Bestrahlungsanlage mit Dosisleistungen von 0,6 bis 1,7 Gy/s in einem Dosisbereich von 2 kGy bis 5 MGy. Die Radiolyseprodukte wurden mit verschiedenen Methoden analysiert und die G-werte bestimmt. Es wurde gezeigt, daβ DMG bis zu Dosen von etwa 110 kGy relativ strahlenresistent ist. Bei höheren Dosen werden die reaktiven NOH-Gruppen des DMG teilweise zerstört, so daβ sie nicht mit Palladium reagieren können. In Verfahren zur Abtrennung von Palladium aus radioaktiven Abfallösungen werden diese Dosen jedoch nicht erreicht. Auf eine unzureichende Strahlenresistenz von DMG zurückzuführende Komplikationen können deshalb ausgeschlossen werden.     

TiO2 nanoparticles synthesis for application in proton exchange membranes

In the present paper, suitable TiO₂ nanoparticles are successfully synthesized by sol‐gel method, in order to utilize the freshly prepared TiO₂ nanoparticles for proton exchange membrane (PEM) preparation. Titanium tetrachloride (TiCl₄) is used as precursor and ethanol as a solvent. The optimum and suitable TiO₂ nanoparticles were obtained by varying gelatinisation time (4–120 h), concentration of precursor (TiCl₄) in ethanol (2–15 vol%), and reaction temperature (15–35 °C). The morphology, size and purity of the nanoparticles are investigated by transmission electron microscope (TEM), dynamic light scattering (DLS) and X‐ray diffraction (XRD). Optimum results were found at 4 h of gelatinisation time, 10% precursor concentration and 25 °C temperature for preparation of TiO₂ nanoparticles. Thus prepared nanoparticles are found to be suitable for preparation of nanocomposite PEM, and consequently the prepared PEM indicates enhanced properties, such as, higher thermal stability (high glass transition temperature of 184.1 °C), excellent proton conductivity (0.0822 S cm⁻¹ at room temperature) and low methanol permeability (1.11 × 10⁻⁹ cm2 s⁻¹).     

A tubular segmented-in-series solid oxide fuel cell with metallic interconnect films: A performance study through mathematical simulations

In a segmented-in-series solid oxide fuel cell (SIS-SOFC), an interconnect (IC) provides electrical contact and sealing between the anode of one cell and the cathode of the next. A metallic silver-glass composite (SGC) is considered a promising alternative to ceramic IC materials in SIS-SOFCs. In this work, a simulation study is performed on a tubular SIS-SOFC to assess the effectiveness of the SGC-IC design and to predict the SOFC performance characteristics for various IC geometries and conductivities. The developed model provides detailed information on cell behavior, such as the internal resistance, the potential/current distribution, and the local gas species concentration. The results demonstrate that the SGC material greatly reduces a potential drop across the IC film. Thus, it provides the following substantial advantages over conventional ceramic IC materials: (i) increased power density and (ii) a larger degree of flexibility in the cell design. Moreover, the validation test, i.e., comparison of the simulated results with the experimental data, indicates that the model could serve as a valuable tool for design optimization to achieve the required SOFC performance.     

直接甲醇燃料电池双极板冷却通道的热设计

将单个直接甲醇燃料电池的固体骨架看成开口系统,燃料电池稳定运行时的热负荷由阳极反应、阴极反应和甲醇直接氧化反应产生的3部分热量组成,利用热力学原理将其计算.在双极板上设置平行的冷却通道,将电池电化学反应产生的热量及时排出,有利于燃料电池的稳定运行.根据燃料电池中燃料、氧化剂的流向和冷却通道内冷却水流向的不同,冷却水和壁面的换热分别在恒热流密度和恒壁温热边界条件下进行.计算了2种情况下冷却通道壁面的温度和换热系数.结果表明,前者的换热效果要比后者好,但是,后者保证了工作层面具有恒定的温度,更有利于直接甲醇燃料电池的稳定运行.     

关于生物质基本性质分析的问题

为了研究参考煤质分析标准进行生物质基本性质分析所得结果的可信度,本文首先比较了我国煤质分析标准与美国材料与试验协会(ASTM)生物质分析标准,然后以灰分测定为例对8种生物质进行了对比测定,并且通过带有X-射线能谱仪的扫描电镜(X-650)对2种方法获得的灰的组成及形态进行了对比分析．结果表明：2种方法所得灰分测定结果有着较大差异,最大差值可达5％;而且灰组成及灰形态也有较大差别．由此得出煤质分析标准并不能完全适用于生物质分析的结论,建议我国尽快研究制定出生物质分析的标准方法．     

Evaluation of the Performance of a Mediatorless Microbial Fuel Cell by Electrochemical Impedance Spectroscopy

A mediatorless microbial fuel cell was developed using Escherichia coli bacteria and platinised titanium mesh as electrodes, producing a maximum power density of 627 mW m^?2. The performance characteristics of the fuel cell were evaluated using both electrochemical and optical techniques. Cyclic Voltammetry showed that an anaerobically grown cell suspension of E. coli was electrochemically active, and is consistent with a role for E. coli‐secreted mediators in the functioning of the cell, after the formation of a biofilm on the surface of the electrode. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) data show a variation in the internal resistance during bacterial growth. EIS analysis based on an equivalent circuit revealed that the initial internal resistance of the cell (5.6 MΩ) initially reduces by around 50 % over an 8 hour period; more or less the same time where the fuel cell reaches its maximum potential of 860 mV, whereupon the resistance begins to increase resulting in the corresponding fall in potential; this trend was reversible upon the introduction of further nutrients into the cell.