支撑熔盐膜法脱除烟气中的SO^＋2

从理论和实验两方面研究了支撑熔盐膜法烟气脱硫新技术。采用非记热力学建立了ＳＯ２传质的数学模型，并用电子计算机进行求解，考察了电流密度气相中ＳＯ２浓度，阴极室气体流量等因素对ＳＯ２传质的影响。实验结果与理论解相符合。     

均质硅橡胶膜萃取含酚水溶液传质特性研究

构造了卷绕式及管束式两种膜组件,采用均质硅橡胶膜材料,以氢氧化钠溶液为萃取液,研究了含酚水溶液的膜萃取过程.基于液-膜-液的串联传质阻力模型,通过实验测定了体系的总传质系数.分析讨论了苯酚溶液浓度、流动状态和温度因素对膜萃取传质过程的影响,得出了总传质系数与料液流动状态及温度之间关系的数学模型.实验值与理论值的相对偏差在10%以内,表明所得的关联式可信、有效.     

PEM燃料电池阴极催化剂层特性

为了提高催化剂层的特性和PEM燃料电池的性能,加速它的推广和应用.给出了一个PEM燃料电池阴极传热传质的数学模型,模拟研究了阴极催化剂层中氧气体积分数、电流密度、阻抗和温度分布的规律.研究发现:模拟条件下,在阴极催化剂层中的传质中,质子传递过程是阴极性能的控制过程;沿着气体通道方向,催化剂层中的氧气浓度、电流密度、阻抗和温度均渐渐降低;沿着Y轴方向,氧气体积分数,阻抗和温度渐渐降低,而电流密度升高.研究结果对PEM燃料电池阴极结构优化和提高性能具有重要的参考作用.     

考虑两相影响的PEMFC内部传递过程三维模拟

针对常规流场的质子交换膜燃料电池提出了三维非等温数学模型,在考虑水相变的情况下对电池内部传热传质和电化学反应进行了数值模拟,分析了多孔介质内水蒸气凝结和液态水分布对传递过程和电池性能的影响,并同单相模拟结果进行了对比.计算表明,水蒸气的凝结在降低多孔介质渗透性的同时,加强了反应气体向反应界面的传递;两种模型在高电流密度下阳极均缺水严重,需要更好的水管理;单相模型由于忽略了水蒸气的凝结,实际低估了电池的欧姆极化.     

电流密度对阴极锑沉积物质量的影响

本文采用准稳态法测定了硫化碱溶液中50℃下不同锑(Ⅲ)浓度的极限电流密度,研究了 Na_2S 浓度对极限电流密度的影响,并在实验室条件下用不同电流密度进行了小型电解实验。在此基础上分析了电流密度对阴极产物质量的影响,提出了电积锑的合理电流密度应为极限电流密度的40—60%。     

吸收过程中界面湍动对传质的影响

传质过程中的界面湍动现象广泛存在,宏观上表现为传质阻力下降,传质速率增加.本文以甲醇、乙醇等有机溶剂吸收二氧化碳的物理吸收过程为研究对象,建立了一套带有激光纹影仪与计算机实时图象采集系统的传质实验装置,研究了相界面湍动对传质速率的影响,以及液膜厚度变化对相界面湍动情况下传质速率的影响.定义了放大因子,利用放大因子定量说明界面湍动对传质速率的影响.实验发现界面湍动存在时,液相传质系数与理论值偏离,而且随传质推动力的增大,偏离增大;同样条件下,改变液膜厚度,传质速率可以成倍的增加.这说明吸收过程中界面湍动对传质的促进作用受多种因素的影响.     

电催化氧化技术中传质系数的测试与验证

为通过电催化氧化体系中的极限电流密度(j_lim)确定电催化氧化过程的传质/传荷界限,分别采用传统测试方法铁氰化钾-亚铁氰化钾体系和反向推导法,评价了两种方法用于测定电催化体系传质系数(k_m)以确定j_lim的适用性。通过对酸性红G和愈创木酚的电催化降解实验对传统测试方法进行了验证,测定了不同本体溶液浓度下同一体系k_m;通过对愈创木酚的电催化氧化降解结果进行反向推导,考察了不同电流密度下同一体系的k_m,分析了传质和传荷两种控制阶段下的电解效果和能耗。实验结果表明:使用传统测试方法测定同一体系k_m,其测定结果受本体溶液浓度影响较大;反向推导法相比传统方法更适于测定电催化体系k_m以确定j_lim;施加不同电流密度,同一体系k_m差异较大,对应j_lim无法定量确定;当传荷控制阶段电流密度为50 A/m²时电解愈创木酚,5 h内能耗为0.018 kW·h/g,远低...     

鼓泡曝气传质特性的研究

建立了气泡传质的新的数学模型。与原有的诸模型相比,新模型更接近气泡传质的实际情况,得到了与实验关联式基本一致的传质系数表达式,为在实际中改善传质效果提供了理论依据。     

胡萝卜片热风干燥过程计算机仿真

基于Fick第二扩散定律和Fourier定律,提出了一个用以描述片状含湿生物多孔材料内部传热传质的一维数学模型.模型考虑了传热传质之间的耦合作用,采用了更精确的第三类边界条件,运用有限差分法采用Matlab编程进行数值模拟计算,得到了物料在不同气流干燥条件下的干燥曲线,并以胡萝卜为实验材料对该模型进行了实验验证,验证结...     

连续环状萃取色谱床的性能研究(Ⅱ)──考虑轴向扩散的传质数学模型

采用柠檬酸水溶液为进料液、去离子水为冲洗液，在连续环状萃取色谱床内实验测定了不同操作条件下的流出曲线。利用考虑轴向扩散影响的传质过程数学模型，通过直接拟合实验流出曲线的方法求解相间总传质系数等模型参数，讨论了该模型的可行性。文中还将采用的模型方法与Ｃａｒｔａ的模型方法进行了比较     

钨极氩弧焊焊接电弧数值分析

以钨极氩弧焊(TIG)电弧为研究对象，根据磁流体动力学理论构建了电弧数学模型，并对TIG焊接电弧进行了数值分析．数值模拟所得电弧等离子体温度分布与试验值相当吻合．在此基础上对电弧压力和电流密度进行了分析，并通过试验验证了模拟结果．实验结果表明，在本试验条件下，电弧压力分布符合双面指数曲线分布，电流密度分布符合高斯分布规律．     

大圆坯连铸结晶器电磁偏心搅拌的数值模拟

建立了描述大圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程电磁场的三维数学模型,并采用实测数据对模型的准确性进行了验证.研究了不同搅拌电流强度和频率下,磁感应强度与电磁力的变化规律,并重点分析了偏心搅拌下磁感应强度和电磁力的分布特点.结果表明:磁感应强度和电磁力均随搅拌电流强度的增大而增强;随着搅拌电流频率的增大,磁感应强度逐渐减弱,而电磁力先增强后减弱,并在2.5 Hz时达到最大值;偏心搅拌时,电磁力在铸坯横截面上仍呈周向分布,但电磁力和磁感应强度的大小都出现了不对称分布,在靠外弧的一侧更大.     

平行对极电磁铁磁场分布特性实验与研究

建立了平行对极电磁铁的三维模型,依据电磁效应原理,在齐次狄利克雷和诺依曼边界条件下,使用有限元法模拟仿真,得到了不同电流强度下,电磁铁对极间的三维磁感应强度分布特性,并用实验进行验证。结果表明:对极间磁感应强度在X和Z方向呈"V"型分布,在Y方向呈倒"V"形分布,模拟仿真与实测结果变化趋势基本一致;在同一参数下,测量基准面左右两侧的磁感应强度值是中心区域的2~5倍,电磁铁内侧的磁感应强度值大于外侧,且与基准面距离的平方成反比;磁感应强度均值在水平方向与位移的平方成正比。     

用于多导体传输参数提取的等效电流密度法

针对电信号的有效传输受外界环境引起自身参数变化的问题,提出了一种基于有限元方法求取传输参数的等效电流密度法.通过对实验中电路参数法的研究,建立了传输电缆中的多根铜芯相互作用模型.分析了导体间涡流作用的形式,求取此作用产生的感应电压和电流密度重新分布参数,由此推导出电阻和电感传榆参数求解公式,由有限元方法实现了参数提取.仿真结果表明:这种方法能够实现多导体模型电阻和电感参数的有效提取;当信号频率升高时,交流电阻及功耗有所增加;电阻和电感参数均有相应的频变特性,即在特定频段内呈线性变化.     

State diagram of spin-torque oscillator with perpendicular reference layer and planar field generation layer

The state diagram of spin-torque oscillator (STO) with perpendicular reference layer (REF) and planar field generation layer (FGL) was studied by a macrospin model and a micro-magnetic model. The state diagrams are calculated versus the current density, external field and external field angle. It was found that the oscillation in FGL could be controlled by current density combined with external field so as to achieve a wide frequency range. An optimized current and applied field region was given for microwave assisted magnetic recording (MAMR), considering both frequency and output field oscillation amplitude. The results of the macro-spin model were compared with those of the micro-magnetic model. The macro-spin model was qualitatively different from micro-magnetics and experimental results when the current density was large and the FGL was non-uniform.     

脉冲电化学光整加工实验研究

用中性电解液进行脉冲电化学表面光整加工可获得良好的表面质量．着重研究了加工的电流密度及电解液浓度对加工表面质量的影响规律，找出了最佳电解液浓度及电流密度．研究表明，脉冲电化学光整加工技术有望在很多关键零件表面光整加工中发挥重要作用。     

基于光敏玻璃的垂直互连通孔仿真与电镀工艺研究

本文对玻璃通孔与硅通孔垂直互连结构进行了电磁场仿真,并对比了两者的高频传输特性,结果显示在20GHz处,玻璃通孔与硅通孔的插入损耗分别为-0.024dB和-1.62dB,玻璃通孔的高频传输性能明显优于硅通孔.基于光敏玻璃衬底,采用高刻蚀速率的湿法腐蚀方法,获得了深宽比为7:1的玻璃通孔,孔阵列均匀性良好,侧壁粗糙度小于1μm.对不同电流密度下的玻璃通孔填充工艺进行了仿真分析,结果显示在小电流密度下,开口处的电流密度拥挤效应改善明显,铜层生长速度更为均匀,但沉积速度较慢.基于仿真结果,进行了电流密度为1ASD下的通孔填充实验研究,结果显示填充效果良好,120μm的TGV中铜层生长均匀,70μm的TGV中的缝隙较小.      

高电流密度交流电下金互连线的失效行为

通过对200nm厚,2μm宽的金互连线施加高电流密度交流电,研究该互连线的失效行为.通过解析金互连线在交流电作用下失效熔化过程的温度场模型,得到了高电流密度下的金线失效熔化过程温度场的解析解.实验数据与理论计算值的对比表明,在高电流密度交流电加载下,由于金互连线的局部过热,导致其中间熔断而造成失效,而不是由热疲劳导致的损伤.     

碱性阴离子交换膜燃料电池实验及数值模拟

针对碱性阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)水管理开展了实验及数值模拟工作,使用Tokuyama A201膜制备并组装了实验室规模的AEMFC单电池,建立了一个基于质量守恒、组分守恒及电荷守恒的碱性阴离子交换膜燃料电池二维稳态等温模型,用于研究电池性能及内部水传输机理。通过模型计算分析电池性能及内部水传输和水分布情况,结果表明:计算预测得到的特定参数下的极化曲线趋势与单电池测试的数据吻合良好;电流密度增加会增大水从阳极到阴极的净通量,有利于阴极反应的进行;电池两极均需进气加湿,提高阳极进气湿度可以加快水从阳极到阴极的净迁移,在较高电流密度下阴极进气湿度过低对电池性能影响较大。     

水体中磺胺甲恶唑在BDD电极体系中的电化学氧化机理

以磺胺甲恶唑(SMX)为研究对象, 采用掺硼金刚石薄膜(BDD)电极电化学氧化法, 研究电流密度和电解质溶液对其降解效果的影响; 用循环伏安扫描和GC-MS测定中间产物, 提出SMX降解的机理。结果表明,BDD电化学氧化SMX的最佳电流密度为20 mA/cm², 最适电解质溶液为0.05 mol/L Na₂SO₄, 此外, 可在50分钟内实现100%的SMX去除, 且去除过程满足一级反应动力学方程。低电流密度下, SMX可发生直接电化学氧化,通过苯胺基失去电子生成二聚物; 高电流密度下, SMX以间接?OH氧化为主, 可能的降解途径有两条, 分别为?OH攻击导致S-N键断裂和?OH攻击杂环使得苯环开裂, 生成小分子羧酸, 最终矿化成CO₂, H₂O以及无机离子。