PEMFC密封结构的泄漏机理模型及应力松弛影响

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的金属双极板的压缩密封结构,提出一套泄漏率理论预测方法.该方法以基于粗糙间隙流动数值分析的泄漏机理模型为基础,耦合了粗糙元微观力学变形特性分析和橡胶垫片宏观力学变形特性分析,由于不依赖任何经验参数,因此可以定量评价各种因素对密封结构密封性能的影响,包括密封材料的长期应力松弛行为.与已有实验研究相比较,所提出的泄漏率预测模型具有较高的精度.根据进一步的计算分析,为维持长期泄漏率在20 mL/s以下,密封结构参数可参考如下方案:双极板粗糙度低于15μm,硅橡胶平垫片邵氏硬度在50～60范围内,初始压缩率在15%以上.研究结果可为PEMFC密封结构设计提供理论指导.     

密封连接的可靠性设计方法

将垫片性能、螺栓强度和介质压力等设计参数视为正态分布的随机变量，建立了以最大允许泄漏率为设计准则的密封连接可靠性设计方法，该方法可在所要求的可靠度下设计出合理的连接结构，指导密封元件的选用，从而保证密封连接安全可靠。这一工作有可能使现行规范中的密封设计由主要依据连接结构强度的设计方法发展成以密封可靠性和连接强度可靠性为设计准则的“可靠性设计”方法。     

基于分形多孔介质输运的金属垫片泄漏研究

引入分形多孔介质理论对金属垫片的泄漏机理进行研究,建立了微孔结构与泄漏特性之间的本构关系式.基于粗糙峰分形接触模型获得了密封载荷与微孔结构几何参数之间的关系,建立了金属垫片泄漏率的理论预测模型,理论预测值与实测值比较符合,从而验证了模型的准确性.进一步分析表明:相较于材料力学特性,垫片表面粗糙特性对泄漏率的影响更为显著,尺度系数的减小可明显改善界面密封特性,而表面分形维数D的影响则较为复杂,当D=1.5时对密封特性最为有利.     

垫片高温试验装置的研制

在对法兰密封常用垫片进行了大量室温条件下的试验研究的基础上，为了解决高温工况下的法兰密封问题，研制了专用的垫片高温性能试验装置，成功地解决了装置的升温与控温，以及高温条件下的加载与卸载、垫片变形和泄漏率测量等技术难点；经过３００多小时的垫片高温性能试验，得到了令人满意的结果．表明该装置达到了预期设计目标，已基本上具备了进行垫片高温性能试验的条件．     

垫片高温试验装置的研制

在对法兰密封常用垫片进行了大量室温条件下的试验研究的基础上，为了解决高温工况下的法兰密封问题，研制了专用的垫片高温性能试验装置，成功地解决了装置的升温与控温，以及高温条件下的加载与卸载，垫片变形和泄漏率测量等技术难点，经过３００多小时的垫片高温性能试验得到了令人满意的结果，表明该装置达到了预期设计目标，已基本上具备了进行垫片高温性能试验的条件。     

垫片密封的模糊可靠性分析方法

在充分考虑垫片密封的随机性和模糊性的基础上,提出了垫片密封的模糊可靠性的基本概念;并从反应论模型出发,依据模糊概率理论,对垫片密封的模糊可靠性设计计算方法进行了初步的探讨,并且导出了相应模糊可靠性的计算公式和Monte carlo计算机程序框图.     

八角垫和椭圆垫密封在流体静密封中的应用

通过阐述密封机理和泄漏原因，对八角垫、椭圆垫密封与缠绕垫片密封进行比较，强调八角垫、椭圆垫密封在化工生产中应用的实际意义。     

氦质谱检漏法应用研究

对氦质谱检漏法的检漏精度、分辨率、检漏范围以及检测结果的重复性进行了系统研究,阐述了影响检漏精度的可能因素.在真空密封试验台上对石棉橡胶垫片等密封元件的检漏结果表明,该检漏方法的检测精度高、重复性好,特别适用于微小泄漏率的精确检测,是压力容器和密封元件的理想检漏方法.     

高温下垫片的蠕变失效分析

高温下垫片的蠕变行为,是密封系统发生失效和泄漏的根本原因。建立了垫片蠕变量的数学模型,进行了高温蠕变的试验研究,得出了垫片蠕变量和温度、时间的关系式。     

不均匀预紧对螺栓法兰垫片接头密封性能的影响

测量了柔性石墨-不锈钢金属缠绕垫片的非线性压缩-回弹曲线,建立了螺栓法兰垫片接头整体结构有限元模型,采用泄漏率来表征其密封性能,分析了螺栓不均匀预紧对接头密封性能的影响。结果表明：个别螺栓欠预紧会导致密封泄漏率增加;欠预紧程度越大,欠预紧螺栓数目越多,螺栓间越互相靠近,则泄漏率越大,且泄漏位置出现在欠预紧螺栓区域;个别螺栓超预紧时,泄漏率不降反略有增加,泄漏位置出现在超预紧螺栓对侧区域。     

导出相对速度分布和质心速度分布的另一方法

从混合气体系统中任意两个组分的速度的几率分布出发，在证明了从速度坐标集合到速度坐标集合之间的速度坐标变换为正则变换的情况下，本文作为柯尼希定理的应用之一，较为详细地给出了推导相对速度分布、质心速度分布的另一种方法。     

地下水系统稳定性判断研究

本文从地下水系统的角度出发,分析了矿井涌水量预测难以得到理想结果的原因,指出地下水系统的稳定性判断是其关键,并从系统理论和统计理论两方面探讨了进行地下水稳定性判断的依据,提出了从系统状态估计入手进行地下水系统稳定性判断的方法。参7。     

关于多元函数极限与连续性定义的探讨

多元函数的极限、连续以及间断,是数学分析中最基本的概念。然而,到目前为止国内流行的教材中对这些概念还没有统一的定义。为此,本文探讨了以上几个概念,并提出了合理的定义,特别是给出了二元函数间断点的合理定义。     

岩石的五个弹性常数的测定方法

为了模拟和预测定向井的井眼轨迹,需要确定岩石的弹性常数。本文把岩石视为横观各向同性材料,给出了岩石的本构方程,根据电阻应变片的基本原理,研究了岩石五个弹性常数的实验测定方法,并给出了几种岩石的五个弹性常数的测量结果。     

杨树溃疡病菌致病力分化及杨树抗病性评价

用来源于不同地区、不同寄主上杨树溃疡病原Botryosphaeria dothidea的17个菌株在杨树上进行接种试验,结果表明,病原在杨树上存在致病力分化的现象,但不同来源地的菌株之间和不同寄主来源的菌株之间致病力没有明显的差异,说明病原致病力分化与地区分布和寄主来源无关。文章试用一种数值方法,对11种杨树感病性分别作了评价。     

纤维乙酰化对提高硬质纤维板性能的作用

<正>本文研讨乙酰化可否显著提高硬质纤维板的性能。试验时所用纤维浆料为25％(体积比)醋酐的二甲苯溶液,在125℃下进行乙酰化。结果如下:(1)纤维乙酰化导致硬质纤维板厚度显著增加。尺寸稳定性的增加主要是由于增积的结果。(2)乙酰化纤维板在调湿后,含水率增加很小。纤维素羟基变换成憎水性乙酰基减少了纤维吸水量。(3)浸水厚度膨胀显著减小。乙酰化使硬质纤维板具较大的尺寸稳定性。(4)乙酰化对干弯曲强度无显著影响。     

粘附理论发展述评

对粘附理论的发展加以述评，主要包括机械连结理论、吸附理论、静电理论和扩散理论。     

关于可测函数列积分的收敛性

积分号下取极限或逐项积分在理论和实际应用中都有十分重要的意义。本文在勒贝 格积分极限理论基础上，研究在弱条件下极限与积分交换顺序问题。     

自定中心振动筛的自定中心原理研究

筛箱各点运动轨迹为圆的振动筛工作时,激振轴上存在唯一的瞬时速度中心线,而且瞬心线的位置不变。瞬心线位于激振轴中心线与偏心块质心之间,该线到激振轴中心线的距线等于振动筛的振幅。只要胶带轮的几何中心安装于瞬心线上,胶带轮就只作定轴转动,不随筛箱振动。