空冷型PEMFC电堆输出功率与热特性试验研究

主要对500 W空冷型PEMFC电堆进行了电堆负载动态阶跃响应、单电池电压均一性以及电堆内部温度分布实验研究.通过变载实验,发现电堆每次变载时电压都出现过冲现象,同时同一电流下对应的温度和电压,加载过程要比卸载过程低;单电池电压随着负载增加,波动越来越大,距离阳极排水口较远的单电池最容易发生水淹,位于电堆中部位置的NO.13~NO.21单电池电压均一性表现较好;电堆内部温度分布不均匀,与位置有很大关系,在不同负载下,电堆底部温度要比顶部温度高.     

兆瓦级风电变流器IGBT模块的热特性分析

以某企业建立的采用液冷冷却系统的IGBT模块实验平台为基础,对一3MW紧凑型风电机组的IGBT模块的热特性进行了分析.根据在动态实验中采集到的数据,得出了逆变器输出功率与时间的关系,并结合实验数据对模块温度以及发热量的变化特性进行了分析,得到了兆瓦级风电变流器中IGBT模块温度与发热量随时间的变化关系.实测结果表明,该风电机组逆变器的效率为98.62%,IGBT模块的最终工作温度保持在50~56℃,说明采用的液冷冷却系统对大功率IGBT模块具有良好的冷却效果.     

生物质成型燃料热解气化在锅炉中的应用研究

研究了供热锅炉专用的生物质成型燃料3室热解气化炉运行和输出功率特性.3室气化炉底部进气炉排设置有左、中、右3个不同方向的气流通道,气化剂经过炉排喷向燃料时形成3向进风,对燃料形成扰动避免堆积.以空气-水蒸气(体积比7:3)为气化剂,热解可燃气中的氢气含量较空气气化方式得到了提升,对试验用6 t供热锅炉系统采用SNCR进行NO_x脱除,喷入质量分数为15%的尿素溶液,NO_x脱除效率达85%,排放烟气中NO_x含量114 mg·m^-3,满足排放要求.     

不锈钢薄板激光点焊工艺对金相组织的影响分析

以厚度为0.5 mm的304不锈钢薄板作为研究对象,通过实验探讨了不同工艺下激光点焊的金相组织、力学性能.经过焊点金相微观组织的观察和焊点拉伸强度的试验,可得出结论:激光点焊焊接质量良好,很少出现气孔、飞溅、焊接裂纹、未熔透、未熔合等焊接缺陷,而且不同的激光功率密度或加热时间,对焊点的形貌、尺寸和金相组织有很大影响; 焊点处的耐腐蚀性强度比母材低,而且大部分焊点拉伸位移达到1.5 mm左右就会断裂,平均拉伸强度比母材低281.2 MPa,但平均屈服强度比母材高,满足不锈钢薄板作为换热器的需求.     

甲烷完全氧化反应的Cu/Ce-Zr-O固溶体电催化剂

采用X射线衍射（XRD）、X光电子能谱（XPS）和程序升温还原（TPR）等手段,对以甲烷为燃料的固体氧化燃料电池阳极催化剂--Cu掺杂Ce-Zr-O固溶体进行了研究.结果表明：溶胶-凝胶法制备的催化剂中ZrO2四方晶相含量最高,其次是共沉淀法,含量最低的是浸渍法;溶胶-凝胶法制备的催化剂中嵌入Ce-Zr-O固溶体晶格并为后者所高度分散和稳定的Cu相对较多,而浸渍法制备的催化剂表面以晶相CuO形式存在的Cu相对较多.当Cu的掺杂量增大时,催化剂表面过氧物种O22-（或氧自由基O-）的浓度增加;CeO2的添加可以明显提高催化剂表面O22-或O-等过氧物种的浓度.研究结果与Cu掺杂Ce-Zr-O固溶体在甲烷的完全氧化反应中表现出的催化活性有较好的对应关系.     

单电极直流电弧炉热态模拟试验研究

在容量250 kg的单电极直流炼钢电弧试验炉上进行了热态模拟试验研究,探讨了伏安特性、功率、电效率以及耐火材料烧损指数等单电极直流电弧炉的电热特性。试验研究结果表明,单电极直流电弧炉具有不同于三相交流电弧炉的电热特性。     

换热器翅片表面空气流动热力过程的数值模拟

为了减少换热器翅片设计中的盲目性和复杂性，利用FLUENT软件模拟了发生在双排／叉排波纹翅片表面的空气流动和传热过程．在合理简化物理模型的基础上，采用标准κ-ε模型和速度-压力耦合的SIMPLE算法，获得了有代表性的翅片表面温度分布、换热系数等值线图，以及表面气流速度矢量图和相关计算数据．分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、气流流动、换热系数、换热量及气流阻力的影响．结果表明，增大入口风速有利于提高翅片的换热性能，但同时又会增加系统能耗，因此入口风速的确定必须考虑系统性能的优化．     

ROTATING PACKED BED, A NEW EFFICIENT MASS AND HEAT TRANSFER DEVICE *

回顾了旋转填料床这种新型高效气液传质传热装置近年来的进展及特性、应用,报道了本实验室有关的研究结果．     

紧急制动工况下汽车通风盘式制动器瞬态温度场分布的研究

以某乘用车前轮采用的通风盘式制动器为研究对象,建立其热-结构耦合的3维有限元分析模型.在此基础上采用直接耦合法对该通风盘式制动器在紧急制动工况下的瞬态温度场进行仿真分析,获得整个通风式制动盘和摩擦片在紧急制动过程中温度场的分布情况及变化特性.结果显示:在整个紧急制动过程中,制动盘温度场的分布不是轴对称的,其在径向、周向及轴向3个方向上均存在着一定的温度梯度; 制动盘的最高温度出现在1.91 s,最高温度为227.1 ℃.同时对该通风盘式制动器进行了与仿真分析相同制动工况下的台架试验,所获得的实验结果与仿真计算结果基本一致,从而验证了仿真分析的有效性,为通风盘式制动器的设计及优化提供了理论基础.