球磨制备Mg-In-Zn三元固溶体的储氢性能及机理

采用"烧结-球磨"方法制备Mg0.92In0.05Zn0.03三元固溶体合金,减小了Mg的晶格常数.利用粉末X-射线衍射分析合金的相组成、微观结构和吸放氢过程的相转变,通过扫描电镜观察合金的微观形貌及相分布.采用体积法测定合金的等温吸放氢曲线(PCT)和动力学曲线,确定了合金的吸放氢反应焓变、熵变及氢化反应激活能.结果表明:Mg0.92In0.05Zn0.03三元固溶体具有良好的活化性能和动力学性能,脱氢反应焓降低至-68.6 kJ/mol H2.     

氢分子在活性炭上的吸附特性分析

以探寻氢在碳基材料上适宜的存储条件为目的,在温度区间113～293 K、压力范围0～13MPa测定氢在活性炭LY-1上的平衡吸附数据,应用格子理论导出的通用吸附等温方程,通过吸附平衡态的能量分析、等温方程的线性标绘以及10-4-3吸附势函数的迭代求解,确定氢分子在吸附表面的最大密度、受到的壁面吸附势以及氢分子间作用能.研究结果表明:氢分子在吸附空间以压缩气体的状态聚集,温度和表面遮盖率对氢分子吸附行为的影响明显;温度升高将使氢分子问作用能受压力和表面遮盖率变化的影响加剧;较高的表面遮盖率也使吸附氢分子间作用能随温度、压力以更高的速率变化;改善材料结构和降低储存系统温度可提高碳基材料的储氢性能.     

大温度区间氢在活性炭上的吸附平衡分析

分析温度变化对氢在活性炭上等量吸附热的影响,从而为构建活性炭低温吸附储氢系统提供技术支持.选用比表面积为2074 m2.g-1的椰壳型SAC-02活性炭,在低温区间77.15～113.15 K,压力范围0～8 MPa;较高温区间253.15～293.15 K,压力范围0～11 MPa,用Setaram PCT Pro E&E测试氢在活性炭上的吸附等温线,并由Ozawa对吸附相作过热液体的假设确定绝对吸附等温线.根据绝对吸附平衡数据,在不同温度区间进行等量吸附线标绘,确定等量吸附热,并由亨利定律常数确定极限吸附热.结果表明:氢在SAC-02活性炭上低温区间、较高温区间和整个温度区间内的等量吸附热平均值分别为4.80,6.44,5.62 kJ.mol-1,极限吸附热平均值分别为6.89,8.38,7.64 kJ.mol-1,必须选用活性炭吸附储氢温度区域吸附数据的等量吸附线标绘,才能确定用于分析吸附过程热效应的等量吸附热.     

氨-活性炭吸附式制冷在船舶中的应用

为在船舶中应用余热吸附式的研究成果,选择“SITC TAISHAN”号散货船,通过船舶主机在额定工况下的能量衡算,应用当前氨-活性炭吸附式制冷系统COP的经验值,分析了该轮中央空调系统和伙食冷库采用废气锅炉蒸汽驱动的氨-活性炭吸附式制冷系统的可行性.并且,根据氨在SAC-02活性炭上的吸附平衡数据和活性炭吸附床的循环吸附特性,结合“SITC TAISHAN”轮空调机间的结构特点,规划了由废气锅炉蒸汽驱动的9床循环氨-活性炭吸附制冷系统方案,并对系统的关键部件及运行控制方案设计提出了相应措施.该研究将有助于推进船舶余热吸附式制冷技术的应用     

甲烷在石墨烯与活性炭上的吸附平衡

］为研制ANG新型碳基吸附剂,分别选用比表面积为2074 m2·g-1的椰壳活性炭SAC-02和345 m2·g-1的石墨烯,在温度区间263~313 K、压力范围0~6 MPa,依据容积法的原理测试了甲烷在其上的吸附平衡数据,并由吸附等温线和等量吸附热的比较,分析了甲烷在两吸附剂上吸附平衡.结果表明:甲烷在活性炭上的过剩吸附等温线为典型的Ⅰ型,而石墨烯上在压力2 MPa以下为Ⅰ型,2~6 MPa之间吸附量与压力接近线性关系.在273 K和6 MPa时,甲烷在石墨烯上吸附量为4.6 mmol·g-1,活性炭的吸附量为11.2 mmol·g-1;甲烷在石墨烯和活性炭上的等量吸附热分别为14.32 kJ·mol-1~2.66 kJ·mol-1和13.99 kJ·mol-1~17.57 kJ·mol-1,石墨烯表面对甲烷分子作用能强     

CDFT的两种改进算法表征活性炭孔径分布的比较

为了提高经典密度泛函理论CDFT（classical density functional theory）在预测活性炭孔径分布时的准确性,比较了两种基于活性炭孔壁表面粗糙度影响的CDFT改进算法。结合狭缝孔壁上相同的碳原子密度分布,分别利用平滑密度近似（SDA）和基本测量理论（FMT）求解二元流体混合态的过剩自由能展开项,并预测氩气在非石墨化炭黑BP280上的吸附平衡。根据87.3 K下活性炭吸附氩气等温线,确定不同孔径的理论等温线核后,利用优化函数计算活性炭孔径在0.35~12 nm的分布。结果表明,MNLDFT算法预测孔径分布具有连续分布性,活性炭的比表面积为1252.63 m2/g;QSDFT算法测定的PSD(pore size distribution)在1 nm处具有断点,测定的活性炭比表面积为1431.64 m2/g,这一结果与通过BET方法确定的比表面积1445 m2/g接近。运用QSDFT来表征活性炭孔径分布更合理。     

几种获取1.8 K超流氦方案的对比分析

针对如何获得1．8K的超流氦提出了直接节流、预冷与节流相结合、抽真空以及抽真空与节流过程相结合的4种方案，同时针对各个方案给出了过程进行的温-熵图、流程简图以及实现过程的主要设备，借助于各个方案进行过程的温-熵图，对这4种方案进行了详细的对比分析和计算，确定了各个方案最终可以获得的超流氦液体率．抽真空及抽真空与节流过程相结合的方案最终获得的超流氦液体率分别约为100％、90．3％，但这两种方案所需要的设备比较复杂，成本较高，直接节流方案和节流与预冷相结合的方案要求的设备相对比较简单，但直接节流方案没有利用低温饱和超流氦蒸汽的冷量，而节流与预冷相结合的方案利用低温饱和超流氦蒸汽的冷量进行预冷，使其最终的超流氦液体率与直接节流方案相比提高了近12％。     

闭式空气循环干燥棒香的试验

依据闭式空气干燥循环的原理建立试验台,选择质量约1.2 kg的大尺寸(直径25 mm、长970 mm)棒香进行试验,分析初始含水率、升温速率、干燥温度和干燥风速对棒香干燥质量的影响.结果表明:棒香与木材的干燥特性相似,升温速率是造成表面开裂的主要原因,而其与干燥温度和循环风量之间的优化匹配则为棒香干燥质量的保障;对试验棒香,初始含水率为66.08%时,循环空气的升温速率、温度和风速应分别控制在0.22℃/min、45～50℃和1.7 m/s;必须根据棒香规格和干燥室容积,确定适宜的干燥运行参数.     

吸附式制冷在船舶中央空调系统中的应用

以实际营运船舶额定工况下空调负荷为基准,首先从热平衡角度,分析利用柴油机缸套冷却水余热制冷的可行性.其次以特定船舶中央空调所需冷量为标准,对吸附式制冷系统的核心部件吸附床进行初步设计.最后对吸附单元进行传热传质数值计算,分析吸附床厚度、缸套水流速、硅胶填充密度及硅胶比热容对吸附床传热性能的影响.