基于ANSYS的光伏组件晶体硅电池片应力分析

以单晶硅标准组件为研究对象,考虑不同风压及EVA(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer)胶膜剪切模量的影响,由ANSYS建立不同组件参数下光伏组件层合板的有限元分析模型,将计算结果与理论结果进行了比较、分析.结果表明:1)应力分布的变化趋势与理论模型一致,即应力的变化是非线性的,最大应力发生在电池片中点,电池片的应力随着EVA胶膜剪切模量的增加而呈非线性增加;2)组件受风载作用而弯曲变形时,电池片、EVA胶层和TPT(Tedlar/PET/Tedlar)的组合层对组件的整体刚度影响较小,组件近似按面板中面弯曲.     

CO2水基泡沫的稳定机理研究

考察了多种表面活性剂溶液生成的二氧化碳水基泡沫的稳定性,发现十二烷基硫酸钠(SDS)稳定二氧化碳泡沫的效果比较突出。以SDS与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)体系对比,采用分子动力学模拟方法研究泡沫体系中二氧化碳分子的增溶、扩散等行为以及泡沫液膜中表面活性剂的界面排布规律,并采用FT-IR探测二氧化碳透过泡沫液膜的透过性。实验结果与模拟结果吻合,表明二氧化碳气体分子可增溶在泡沫液膜上表面活性剂疏水链间,并与水分子有相互作用,可渗透进入泡沫液膜,在泡沫液膜内增溶,因此二氧化碳分子透过液膜的扩散能力强,泡沫聚并破灭速度加快。SDS分子疏水链在泡沫液膜界面层内排列致密,液膜内二氧化碳增溶量小,二氧化碳分子透过SDS泡沫液膜的扩散速度较慢,因此泡沫稳定性好。     

随机和交替聚电解质与表面活性剂分子相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了由带电链节与不带电的中性链节组成的交替共聚物和随机共聚物与带相反电荷表面活性剂的相互作用,考察了随机和交替共聚物中中性链节的亲、疏水性对所形成复合物的影响。结果表明,当共聚物中中性链节表现为亲水特性时,交替与随机共聚物吸附表面活性剂分子的能力差别不大,在所模拟的浓度区间内,两种聚电解质与表面活性剂均形成瓶刷结构。当中性链节表现为疏水特性时,带电链节的交替分布和随机分布不仅影响了其吸附表面活性剂的能力,也影响了复合物的最终结构。在所考察的表面活性剂浓度范围内,疏水性的随机共聚物与表面活性剂相互作用会形成较大的聚集体,而疏水性的交替共聚物与表面活性剂的作用仅能形成瓶刷结构以及较小的聚集体。     

羟基化及硅烷化二氧化硅表面润湿行为的分子模拟

采用分子动力学模拟方法研究水团簇在羟基化及不同链长硅烷化二氧化硅表面的微观润湿行为,通过相互作用能、径向分布函数及扩散系数等参量对微观润湿机制进行分析。结果表明:羟基化二氧化硅表面具有极强亲水性,而硅烷化表面疏水性较强,且疏水性随烷基链增加呈增强趋势;羟基化二氧化硅表面与水分子存在强相互作用,使团簇底部水分子优先向表面移动,并带动其余水分子向表面迁移,促进水团簇在表面铺展,表现出强亲水性;硅烷化二氧化硅表面与水之间主要为范德华作用,不足以克服团簇内部相互作用而破坏水滴结构,表现出强疏水性,随着烷基链增长,表面与水分子的相互作用强度逐渐减弱,疏水性增强。     

十六烷基邻二甲苯磺酸钠油/水界面聚集行为的分子动力学模拟

利用量子化学软件GAMESS(US)对十六烷基邻二甲苯磺酸钠的分子结构进行了量子化学优化,采用分子动力学模拟的方法对十六烷基邻二甲苯磺酸钠在油/水界面的聚集行为进行了理论研究。结果表明,磺酸基中氧原子与水分子中氢原子间存在较强氢键作用形成第一水层和第二水层,反离子Na+分布于第一水层和第二水层,表面活性剂分子数量增加不会影响磺酸基与水分子形成的氢键分布,十六烷基邻二甲苯磺酸钠对癸烷分子具有较强的亲和能力,表明其具有较强的降低油水界面张力的能力。     

两性杂双子表面活性剂在水溶液中的自组装行为:耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics, DPD)方法对CmH2m+1-PO4--(CH2)2-N+(CH3)2-Cn H2n+1 (简记为Cm-P-N-Cn,其中m, n=9, 9; 9, 12; 9, 15; 9, 18; 12,12; 12, 15; 12, 18; 15, 15; 15, 18; 18, 18)型系列两性杂双子表面活性剂在水溶液中的自组装行为开展了模拟研究,观察到了球状、柱状、平面网格、层状、蜂窝状,以及一维孔道、二维孔道和三维孔道等多种自组装结构的形成.所有模拟体系均随表面活性剂浓度的逐步升高而呈现出"球状—柱状—平面网格—三维孔道—层状—二维孔道—一维孔道"的结构转化规律.当m=n时,疏水链长度对于自组装行为有显著影响.此外, Cm-P-N-Cn分子内部各功能基团与水分子间的相互作用强弱和亲近程度可通过径向分布函数来完全体现.研究结果可为两性杂双子表面活性剂自组装行为的进一步研究及其实际应用提供新的见解.     

Gemini表面活性剂溶液相关性质的Monte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了Gemini表面活性剂溶液形成胶束的情况。考察了链长、分子间相互作用能、联接基团对表面活性剂的聚集能力、聚集形态的影响。模拟结果显示:尾链越长,所对应的临界胶束浓度(CMC)越小、和尾链的对称性无关、不同分子间的交换能通过对有效交换能的影响来改变溶液的CMC值。Gemini表面活性剂分子在溶液中自聚集生长成胶束,胶束的聚集数和分子本身的特性相关。     

非离子表面活性剂溶液自聚集行为的Monte Carlo模拟

用MonteCarlo方法模拟了非离子表面活性剂溶液形成胶束的情况。考察了链长、分子间相互作用能对表面活性剂的聚集能力、聚集形态的影响。模拟结果显示:尾基-溶剂间、尾基-尾基间的作用能越大,越易形成胶束,所对应的临界胶束浓度(CMC)越小,而头基-溶剂间的作用能对胶束的形成影响不大。CMC随表面活性剂链长的增加而降低。胶束在溶液中的形成过程经历了形成大胶束→大胶束分散为小胶束→小胶束再长大的过程。     

肺表面活性剂与吸入纳米药物的相互作用

近年来,吸入纳米药物在肺部疾病治疗领域的基础研究中已经取得了巨大的进展,但是由于缺乏对吸入纳米药物与肺表面活性剂之间的相互作用的了解,吸入纳米药物很少能进入临床试验阶段.肺表面活性剂由蛋白类和脂类组成,在肺泡表面发挥免疫和调节表面张力等作用.吸入纳米药物进入肺深部后,由于具有较大的表面能等因素,容易吸附肺表面活性剂,这一现象会导致吸入纳米药物诸多性质的改变,如细胞摄取率和生物相容性等,而且肺表面活性剂的生理功能也会发生很大的改变.所以吸入纳米药物与肺表面活性剂的相互作用很可能影响到治疗效果.因此,深入研究肺表面活性剂与吸入纳米药物的相互作用对吸入纳米药物的临床应用至关重要.本篇综述就肺表面活性剂的各组成部分,相互作用对肺表面活性剂生理功能和吸入纳米药物理化性质的影响及其相互作用的表征方法进行重点阐述,为吸入纳米药物的研发提供更为确切的思路.     

非离子表面活性剂溶液自聚集行为的M0nte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了非离子表面活性剂溶液形成胶束的情况.考察了链长、分子间相互作用能对表面活性剂的聚集能力、聚集形态的影响.模拟结果显示尾基-溶剂间、尾基-尾基间的作用能越大,越易形成胶束,所对应的临界胶束浓度(CMC)越小,而头基-溶剂间的作用能对胶束的形成影响不大.CMC随表面活性剂链长的增加而降低.胶束在溶液中的形成过程经历了形成大胶束→大胶束分散为小胶束→小胶束再长大的过程.     

船舶典型舱室内细水雾灭火降温性能仿真研究

细水雾灭火系统在船舶消防领域得到广泛应用，但是针对船舶舱室细水雾灭火性能的研究相对有限。为探究细水雾对船舶火灾灭火的有效性，采用FDS软件，针对细水雾在两类典型的船舶舱室（大空间的储存舱室和小空间的起居舱室）发生火灾后的灭火效果进行了仿真模拟研究。分析了粒径、雾化角度和流量系数对灭火降温性能的影响。仿真结果表明，大空间的储存舱室内细水雾灭火性能不佳，不能进行灭火降温；小空间的起居舱室内细水雾灭火降温性能相对良好。揭示了细水雾在起居舱室内的灭火性能随粒径减小而增强、随雾化角度减小而增强、随流量系数增大而增强的演化特性。     

泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理,分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h,研究了灭火剂在老化前后的性能变化;采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS),通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况;采用核磁共振氢谱法(¹H NMR)定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后,泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降,pH值显著升高,表面张力未发生明显变化;在90℃下热老化192 h后,烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解,烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定;在90℃下热老化192 h后,糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境,甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境,因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。     

泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理,分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h,研究了灭火剂在老化前后的性能变化;采用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）,通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况;采用核磁共振氢谱法（¹H NMR）定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后,泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降,pH值显著升高,表面张力未发生明显变化;在90℃下热老化192 h后,烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解,烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定;在90℃下热老化192 h后,糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境,甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境,因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。     

某地下通道(隧道)细水雾灭火有效性的FDS模拟研究

细水雾灭火技术作为一种较为现代的灭火技术正被广泛的应用于隧道(地下通道)的灭火工作中。本文利用FDS模拟研究证实了成都某商业区地下通道(隧道)中细水雾灭火技术的有效性。细水雾灭火应与机械排烟合理有效的结合才能够达到最佳的灭火效果。     

细水雾灭火有效性研究进展

为了对机载细水雾灭火技术研发及其在民航领域的应用提供一定支持,对近年来国内外细水雾研究进行总结分析,主要包括细水雾喷雾特性对细水雾灭火有效性的影响、添加剂的影响、环境情况对于细水雾灭火的影响,以及利用细水雾进行的相关实验研究等。提出今后主要研究方向为新一代机载灭火技术、细水雾对遮挡火灾的抑制机理、高高原环境下细水雾特性与雾场诊断、细水雾灭火应用设施的设计、高效货舱机载灭火系统的关键技术研发、低压细水雾生成与控制机理的研究。最后,结合民机哈龙替代灭火技术需求,设计了新一代机载细水雾灭火技术研究的具体思路。     

民机货舱变压环境下多种新型清洁灭火剂对锂离子电池热失控作用特性

为研究替代哈龙的新型清洁灭火剂对民航运输锂离子电池火灾作用特性,基于动压变温实验舱,实验设定了80 kPa,60 kPa和40 kPa的压力环境,使用全氟己酮（Novec1230）、2-溴-3,3,3三氟丙烯（2-BTP）和细水雾进行灭火实验。根据它们的灭火机理,从实验现象,降温效果和一氧化碳浓度三方面分析了三种灭火剂的灭火效果。结果表明,变压条件下Novec1230和2-BTP主要通过化学抑制的机理有效降低锂离子电池火焰中自由基H·和OH·浓度,实现快速灭火;而细水雾的降温和抑制温升效果要明显优于Novec1230;同时灭火效果会随环境压力的下降而增强;在较低环境压力下,2-BTP对于灭锂离子电池火的综合效果最好。     

水成膜泡沫阻热性能模型

 水成膜泡沫(AFFF)灭火剂是扑灭大型舰船甲板油面火灾最有效的灭火剂.阻热作用是水成膜泡沫灭火剂的主要灭火机制之一,当AFFF在火灾表面形成薄膜层后,一方面由于铺展作用,外部不断地补充AFFF;另一方面,由于火灾的热辐射作用,AFFF内部不断发生消融.消融的存在使AFFF厚度变薄,其阻热能力也不断降低,当AFFF下方的燃油达到闪点时,由于AFFF内部存在空气,下方的燃油可能发生复燃.定量分析AFFF的阻热性能,研究热态环境下AFFF内部温度场的分布情况是研究AFFF灭火效能的重要组成部分,对于防止火灾复燃和消防决策有重要意义.本文在建立固态消融模型的基础上,结合AFFF的消融特点和假设条件,建立AFFF消融的稳态模型,并补充AFFF密度、消融速率和组分速率计算模型,通过仿真求解AFFF内部温度场的分布,并和实验进行对比,得到实验值高于仿真值,误差在10%以内.通过该模型的研究可以定量指导和计算单位面积油火需要的AFFF流量.     

室内消火栓保护半径计算公式的选择

建筑消火栓给水系统是把室外给水系统提供的水量,经过加压（外网压力不满足需要时）,输送到用于扑灭建筑物内的火灾而设置的固定灭火设备,是建筑物中最基本的灭火设施;室内消火栓保护半径计算公式多以水枪上倾角为45°来考虑,这将不能充分发挥消火栓充实水柱的作用;在满足消防安全的前提下,对室内消火栓保护半径计算公式的选择提出新的看法。     

高倍数泡沫灭火技术

高倍数泡沫灭火系统是近年来发展较快的泡沫灭火技术．其应用范围越来越广泛，灭火的优越性越来越明显．高倍数泡沫灭火系统具有发泡倍数高、灭火速度快、水渍损失小的特点．它能以全淹没和覆盖的方式扑灭A类和B类火灾，可以有效地控制液化石油气、液化天然气的流淌火灾．