质子交换膜燃料电池欧姆阻抗的试验研究

为了解质子交换膜燃料电池(PEMFC)欧姆阻抗的影响因素,用断电法测出了不同工作温度、不同增湿条件、不同进气过量系数、不同工作压力下的欧姆阻抗。试验结果表明,PEMFC欧姆阻抗随工作温度的提高而减小,随进气湿度的增大而减小,受工作压力和进气过量系数的影响较小。欧姆阻抗的明显增大可作为PEMFC质子交换膜变干的判定依据。合理控制工作温度、进气湿度等参数,可以减少欧姆极化损失,提高PEMFC的工作效率。     

改性PAN中空纤维原丝的研制

探讨了不同制膜条件对所制改性聚丙烯腈中空纤维膜结构、性能的影响。研究结果表明,在一定范围内随干纺程长度的增加,中空纤维膜的水通量下降,截留率上升。随着纺丝液中总固含量的增加,中空纤维膜的孔隙率、水通量均下降。随着纺丝液温度的上升和填充液的压力增加,中空纤维膜的水通量上升。随着凝固浴中DMSO含量的增加,中空纤维膜的水通量呈现最小值,截留率达到最大值。在所研究的凝固浴温度范围内,在30°时截留率达到极大值,水通量则呈单调增加趋势。     

1 kW自呼吸PEMFC堆控制因素试验

自呼吸质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极侧湿度和温度耦合严重,且空气流量对湿度和温度影响不同,从而使得对电池输出电压的控制变得复杂.以氢气压力和提供阴极空气流量的风扇转速为影响因素,对相应的工作点集进行了正交试验研究.分析结果表明,风扇转速高于极值电压转速时,空气会带走更多的水分,从而使得质子交换膜逐渐干燥,阻抗增大,电池性能衰减;风扇转速低于极值电压转速时,空气流量带走的热量减少,使得阴极表面温度升高,阴极端相对湿度迅速减低,从而导致质子交换膜迅速干燥,电池性能衰减迅速.因此,每个工作点存在一个使电池电压最高的风扇转速值.     

Transonic flow of moist air around an NACA 0012 airfoil with non-equilibrium condensation

The classical condensation model of water vapor is coupled with the Euler equations to calculate transonic flows of moist air with non-equilibrium condensation. By means of this model, numerical computations are implemented to investigate the aerodynamic characteristics of an NACA 0012 airfoil in transonic flows of moist air at various angles of attack and relative humidities, and the results are compared with those in dry air flows. For different angles of attack considered at 50% relative humidity, the lift decreases 30%?40%. The pressure drag increases when the angle of attack is smaller than 1.4° and decreases when higher than 1.4°. At zero angle of attack, with the relative humidity rising from zero to 90%, the pressure drag increases exponentially. At 90% relative humidity, the pressure drag increases 160%, and self-oscillation takes place periodically and alternately over the upper and lower surfaces of the airfoil. The oscillation is caused by the interactions of local supersonic flow and heat release in the condensation process.     

添加剂对聚砜超滤膜性能的影响

以聚砜(PSF)为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为大分子添加剂,十六醇、不同种类Tween为低分子添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用相转化法制备平板膜,研究了不同种类添加剂对膜结构与性能的影响.膜的纯水通量随PVP质量分数的增加先升高后降低,当PVP质量分数为50%时达到最大值;而牛血清蛋白(BSA)截留率随PVP质量分数的增加呈单调增加.添加相同质量分数、不同种类的Tween后,膜的水通量降低,而BSA截留率变化不大.其中,添加Tween 80的膜水通量最高,可达94.6L/(m2·h),添加Tween 40的膜对BSA的截留率最大,可达78%.此外,十六醇的加入使膜皮层明显变厚,孔结构不规则且水通量明显下降.     

基于内部湿度试验的早龄期混凝土水分扩散系数求解

为了求解干燥条件下混凝土内部水分分布,提出了一种早龄期混凝土水分扩散系数的求解方法。试验测定混凝土内部相对湿度随时间的变化,求解水汽扩散的非线性方程,获得了干燥过程中混凝土水分扩散系数与相对湿度(或水分含量)的数量关系。计算结果证明:水分扩散系数随含水量的增加而非线性增大;相对湿度90%以上时扩散系数随湿度变化显著,90%~40%时扩散系数随湿度变化趋缓,40%以下时基本不变。     

夏热冬冷地区太阳辐射对墙体内 热湿耦合迁移的影响

本文首先根据多孔介质热质传递机理,建立以温度和相对湿度作为驱动势的多层墙体热湿耦合传递模型并对其进行验证。基于验证后的模型研究夏热冬冷地区太阳辐射对墙体内热湿分布的影响。以上海为例,分析了该地区夏季和冬季墙体内热湿传递分布情况。结果表明:考虑太阳辐射时,墙体各处的平均温度均比不考虑时更高,相对湿度均比不考虑时更低。不同朝向墙体由于所受太阳辐射强度不同,温度和相对湿度分布也有差异。在夏季,墙体各界面平均温度差和最大温度差从大到小分别为西>东>南>北,平均相对湿度差和最大相对湿度差则相反;冬季,墙体各界面平均温度差和最大温度差从大到小分别为南>东>西>北,平均相对湿度差和最大相对湿度差同样相反。     

PS湿敏二极管特性研究

研制了Ｎ型和Ｐ型二种衬底材料构成的ＰＳ湿敏二极管,在不同湿度下,分别测试其Ｉ－Ｖ特性．结果表明,在一定电压下,无论Ｎ型衬底,还是Ｐ型衬底,其ＰＳ二极管的反向电流都随相对湿度的升高而增大,其正向特性却基本保持恒定,即在一定电压下,其正向电流不随湿度发生明显变化．通过与ＰＳ的电容、电阻的湿敏特性进行比较,发现电流的湿敏特性具有较好的稳定性和重复性．并根据这种二极管的结构和电流输运过程,对其湿敏机理及特性进行了分析     

木聚糖酶处理对麦秸纤维板吸着等温线的影响

对经木聚糖酶处理和未处理麦秸纤维制成的纤维板吸着特性进行了研究。测定了不同温度和相对湿度条件下,木聚糖酶处理对麦秸纤维板平衡含水率的影响,求得麦秸纤维板的吸着等温线,并且利用GAB模型对麦秸纤维板吸着等温线进行了拟合。结果表明：经过木聚糖酶改性处理麦秸纤维制成的纤维板,在相同环境温度和相对湿度条件下,吸湿和解吸平衡含水率均低于未处理麦秸纤维板;温度和相对湿度对麦秸纤维板的吸着特性有一定影响;采用GAB模型能较好地拟合试验数据,再现麦秸纤维板的吸着等温线。     

原料组成和氩气流量对铁尾矿合成SiC粉末的影响

利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等手段研究了原料组成和氩气流量对铁尾矿合成SiC粉末相组成和显微结构的影响.研究结果表明产物中主晶相为β-SiC,杂质相主要是FexSiy,其中SiC多以柱状形式存在.随着n(C)∶n(SiO2)的增加,产物中SiC的相对含量逐渐增大.在n(C)∶n(SiO2)为4时,SiC的相对含量达最大值(82%左右),随后SiC的相对含量随着其增大而减小.产物中SiC的相对含量随着氩气流量的增加而降低.     

Preparation of high selectivity silicalite-1 membranes by two-step <Emphasis Type="Italic">in situ</Emphasis> hydrothermal synthesis

High selectivity silicalite-1 membranes were synthesized on silica tubes by in situ hydrothermal synthesis. Using a two-step synthesis, a membrane with a separation factor of 99 was prepared for separating an ethanol/water mixture at 60°C. The average (n = 4) flux and separation factor of the membranes were 0.47 kg m-2 h-1 and 89, respectively. The membranes exhibited high reproducibility, and the relative standard deviation of the average (n = 4) flux and separation factor were only 5.3% and 9.2%, respectively. These results suggest that silica is a suitable support for synthesis of high-performance silicalite-1 membranes.     

超滤膜过滤通量计算模型的实验

采用中空纤维超滤膜装置去除饮用水中污染物,实验结果表明操作压力约在0.2MPa内,过滤通量与操作压力成线性增加关系;在操作压力恒定时,过滤通量随着原水溶液浓度的增加而减少.并指出原水中有机物的含量对过滤通量的影响较大,为了提高过滤通量,可降低溶液中有机物的浓度.通过对实验数据进行线性回归,提出了超滤膜过滤通量计算的经验公式,同时还认为该计算模型可给类似体系的超滤工程设计提供参考依据.     

Studies of the process of moisture exchange across a membrane using irreversible thermodynamics

On the basis of non-equilibrium thermodynamic theory,the coupling phenomena of heat and mass transfer during the process of moisture exchange across a membrane were studied and the relevant physical and mathematical models were established.Formulae for calculating the four characteristic parameters included in the non-equilibrium thermodynamic model were derived,and the dependences of these parameters on the temperatures and concentrations on the two sides of the membrane were analyzed,providing a basis for calculating the heat and mass fluxes.The effects of temperature and concentration differences between the two sides of membrane and the membrane average temperature on the transmembrane mass and heat fluxes were investigated.The results show that for a given membrane average temperature,a larger concentration difference or a smaller temperature difference leads to a higher mass flux.For fixed concentration and temperature differences and with the mass flux predominantly caused by the concentration difference,a higher membrane average temperature yields a higher mass flux.The ratio of the heat of sorption induced by mass flow to total heat relates not only to the temperature and concentration differences between the two sides of membrane but also to the membrane average temperature and the ratio increases when the temperature difference is reduced.     

电凝聚膜生物反应器膜过滤特性

以模拟印染废水为研究对象,考察了ECMBR和MBR系统中的膜污染和污泥混合液特性.结果表明:两系统膜过滤阻力均以沉积阻力为主,MBR和ECMBR中沉积阻力分占总阻力的99%和9334%,但ECMBR总阻力仅为普通MBR污泥总阻力的1/4,电凝聚可有效降低沉积层阻力.对比分析两系统中的混合液特性,ECMBR中污泥平均粒径大,Zeta电位绝对值小,胞外聚合物和溶解性微生物产物浓度低,污泥相对疏水性较高.电凝聚通过改变混合液特性,从而有效改善膜生物反应器过滤性能,增加膜通量,减少膜过滤阻力.     

混凝土热湿耦合数值计算中的参数拟合

为了更深入地研究混凝土中的湿度和温度场,根据多相体系非连续介质中的热湿耦合传导理论对混凝土的热湿状态和耦合传导进行了研究。使用高精度电容湿度测量仪器对混凝土预留孔中的空气含湿饱和度进行测量,发现测量值与混凝土相对含湿率在相对含湿率大于0.85小于1.0时存在线性关系,进而拟合了热湿耦合方程中的物理参数。耦合计算结果表明,这种拟合参数的物理意义明确、确定参数简便、数值稳定性好,为混凝土温湿度场计算提供了一种新的方法。     

IN RELATION TO CLOTHING COMFORT DYNAMIC MOISTURE TRANSFER THROUGH FABRICS

A sweating apparatus has been developed to permit simultaneous measurement for fabric temperature change and relative humidity change at outer still air layer of fabrics. In this paper, we compared the temperature and relative humidity changes for silk fabrics with polyester fabrics and got GM(1,P) relation models respectively between maximum fabric temperature change, maximum relative humidity change at outer still air layer and relative fabric character parameters. Furthermore, by comparing the objective experiments with subjective wear trials, it is found that the amounts of the change rate of fabric temperature and relative humidity at outer still layer are the most important factors which influence clothing comfort in dynamic moisture transfer condition. The more the changes of temperature and R.H., the more the mugginess and the thermal sensation.     

寒冷地区外保温墙体热湿耦合特性

为了研究外保温墙体非稳态热湿耦合传递规律,降低墙体内部受潮的危害,以寒冷地区保定市典型的外保温墙体为研究对象,针对以现浇混凝土为基层和以轻质砌块为基层的外墙外保温系统,通过模拟对它们的热湿传递特性进行横向对比研究。同时从隔汽层的设置与空气层安装这两方面,分析其对墙体热湿性能的影响。模拟结果表明：在寒冷地区冬季工况下,现浇混凝土墙体保温层受潮位置在靠近室外一侧,轻质砌块墙体保温层受潮位置主要在保温层中间及靠近基层墙体一侧,其中轻质砌块墙体的保温层受潮程度较为严重,保温层的最大相对湿度达到71.5%且长期高于室外环境相对湿度,容易发生湿积累。安装隔汽层后,轻质砌块系统保温层含水量下降了17.3%,保温层相对湿度下降到50%以下。安装空气层后,现浇混凝土系统的热阻提高,采暖期最冷日墙体平均温度上升了2.88 ℃,采暖期保温层最高相对湿度下降到了34%,但会增加夏季保温层的相对湿度,综合效果不佳。     

基于暖体假人实验的防刺服热阻和湿阻研究

为有效提高防护服装舒适性、降低人员体力消耗、加快人体防护装备研制与开发,开展了利用出汗暖体假人测量防刺服在不同环境下的热阻与湿阻特性的研究.根据国际标准,假人只适用于常温环境下服装的热阻和湿阻测量.对原有热阻模型进行修正,结合热电偶测量方法以及暖体假人测量技术,实现高温下防刺服热阻和湿阻测量.在温、湿度可控制的气候室内,设置不同环境工况,获得两套防刺服的热阻和湿阻特性,比较了不同防刺基板材料对防刺服热阻和湿阻的影响,以及防刺服不同部位热阻和湿阻的差异.实验结果表明,防刺服热阻随着温度升高而降低;而湿阻随着环境温度升高而增大,随着湿度增加而减少.      

滩地不同植被类型小气候日动态特征研究

采用定位观测的方法,以河滩地为对照,对湖北黄州李家洲林场内4种典型抑螺防病林的气温、土温、空气湿度、光照强度的日变化动态以及表层(0～5 cm土层)土壤含水量特征进行了监测.结果表明:由河滩地到农林群落的建立,与对照比较,林分内气温、土壤温度和光照强度均明显降低,日变幅变小.其中,日均气温降低2.75℃,日较差值降低3.20℃;除已收割农作物的林分,地表土壤温度降幅大于深层土壤,两个层次日均土壤温度降低1.01℃;林分内空气相对湿度明显升高,变幅减小,日均值升高12.74℃;林龄越大,林农间种格局的林分内表层土壤含水量越低.随着农林复合生态系统的建立,林内小气候环境朝着更为阴、凉、湿的方向变化,且波动性减弱,稳定性增强.     

用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液

对直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液进行了研究,分析了浓缩过程跨膜通量下降的原因,并考察了药液温度和流速对跨膜通量的影响。结果表明:由提取液中固体颗粒等污染物造成的膜污染以及膜表面处水蒸汽压下降是浓缩过程跨膜通量下降的主要原因。在浓缩倍数较低(1.0～4.0)的范围内,通量下降主要是由膜污染造成的;在浓缩倍数较高（4.0～16.0）的范围内,膜表面处水蒸汽下降也显示其影响。药液温度从46℃升高到60℃,通量从13.88kg/(m²·h)升高到30.82kg/(m²·h)。药液流速从0.074m/s升高到0.130m/s,通量从24.14kg/(m²·h)升高到31.22kg/(m²·h)。