变压膜渗透空气分离制氮

在稳态膜渗透的基础上提出了一种新的非稳态渗透流程.该流程是一种循环操作过程,每一周期包含加压、抽真空以及排空三个阶段. 实验研究了加压时间、抽真空时间和排空时间对空气分离制氮的产品平均纯度、产率和回收率的影响,并与稳态渗透实验结果进行了比较. 结果表明,随着加压时间的延长,富氮气体的平均纯度、产率以及氮气回收率均会上升;延长抽真空时间可以提高富氮气体平均纯度,但会降低富氮产率和氮气回收率;适当延长排空时间可以提高富氮气体平均纯度、产率和氮气回收率,但排空时间过长将会导致富氮产率和氮气回收率下降. 本文提出的变压渗透过程能够得到比稳态渗透更高的富氮纯度,但富氮产率和回收率要低.     

我省已公布的专利简介(七)

发明名称:直拉(切氏法)硅单晶的氮保护气氛分类号:C30B27/102GK85100295 本发明为一种在直拉(切氏法)硅单晶技术中,以氮气作为拉晶的保护气体。所用的氮气纯度为99.999％以上,进入硅单晶炉内的氮气流量为2～50升/分,炉内氮气压力为0.5～60托。由于氮气来源丰富,价格低廉、可大幅度地降低硅单晶成本。     

机载惰化系统中空纤维膜分离性能的实验研究

采用大气环境模拟舱和地面实验平台来模拟机载膜制氮装置的工作环境,选择2种固定的出口质量流量,通过模拟不同的飞行高度及调整进气压力和膜工作温度,对机载膜制氮系统的分离性能进行了全面实验.实验结果显示,进气压力对分离性能的影响最大,而飞行高度和膜工作温度对分离性能的影响较小,此外,不同的出口流量也对分离性能有一定的影响.进气压力和温度增加均会使产品气的氧浓度降低,分离效率下降,且产品气的出口流量越大,进气温度对两者的影响也越大.当进气温度较高时,飞行高度对分离效率的影响与产品气的出口流量有关:当出口流量较小时,飞行高度越高,分离效率就越低,而当出口流量较大时,变化趋势则相反.     

气体的管状中空膜分离研究

气体膜分离是近年来出现的一种新的分离技术,其特点是在分离过程中无相态变化。本文提出了渗透系数的测定方法。实测了O_2、N_2、H_2三种气体的渗透系数,及渗透系数与温度的关系。并针对由空气富集氧的过程,观测、分析了压力、温度、进气流量等参数对渗透过程的影响。     

燃料电池系统空气供应内模解耦控制器设计

针对高压质子交换膜燃料电池空气供应系统的空气流量和进气压力具有较强的耦合性这个特性,将内模控制原理与多变量解耦控制理论相结合,提出了空气流量和进气压力的鲁棒解耦控制策略.仿真结果表明,采用内模解耦控制不仅能实现被控量的解耦,而且在系统模型失配的情况下可以获得比传统PID(比例-积分-微分)解耦控制器更好的鲁棒性;同时控制器参数少,整定简单.     

基于120 kW燃料电池空气系统试验的流量和压力协调控制

大功率质子交换膜燃料电池的空气子系统通过控制空压机转速和背压阀开度来调整进气流量和压力。由于该多变量系统具有非线性与耦合性特性，因此导致参数控制困难。研究采用前馈控制与双回路PI控制相结合的策略来调节该系统的进气流量和压力，该控制方法涉及的参数少。在采用该控制方法的试验过程中，根据电堆操作条件对空气子系统流量和压力的需求在线标定控制参数，得到前馈表和PI参数。试验结果表明：采用前馈控制与双回路PI控制相结合的控制策略，可使空气子系统实际流量与设定流量误差控制在1.5 g/s以内，际压力与设定压力误差控制在0.25 kPa以内。该控制策略和控制参数确定方法可以实现大功率质子交换膜燃料电池空气子系统流量和压力的解耦控制，可满足燃料电池系统空气供气要求。     

某型发动机进气歧管改型设计的CFD计算

为了验证某发动机进气系统改型设计的性能,采用CFD数值计算的方法,模拟进气歧管内空气流动,通过比较流体阻力系数、流量系数和空气流量率等参数确定改型设计方案。研究结果表明:弯管处产生的涡流是流动损失的主要因素,在尽量加大进气歧管弯曲半径的同时,将弯管处截面设计成扁圆形状后,并适当增大歧管进口截面积,优化后管内流动阻力和空气流量均优于原型机。研究结论对发动机进气系统的设计具有一定的参考价值。     

氮气辅助注蒸汽热采井筒中的流动与换热规律

为分析注汽井油套环空充氮气和伴注氮气的隔热效果对注蒸汽的影响,根据热量传递原理和流体流动理论,建立了井筒中伴注氮气辅助注蒸汽热采工艺中蒸汽、氮气沿井筒流动与传热的数学模型,计算了蒸汽、氮气沿井筒的温度分布和压力分布,对比了环空充氮气和空气、充氮气和伴注氮气的隔热效果.结果表明:充氮气和充空气隔热方式对隔热效果的影响不大;充低压隔热气体可获得较好的隔热效果;伴注氮气比充氮气隔热效果好,且随着环空伴注氮气流量的增大,油管内蒸汽压力升高,蒸汽的热损失增大,大部分热量被氮气吸收后带入地层,而实际散失到地层的热损失逐渐减小.     

汽车空气滤清器进气阻力分析

为了降低汽车空气滤清器进气阻力,应用计算流体动力学方法建立壳体和滤芯的耦合数值计算模型.利用正交分析方法研究进出气口结构参数对进气阻力的影响规律,总结进气阻力随流量变化的关系式,通过滤芯的流量-压降实验验证数值计算方法的可靠性.结果表明:进气阻力随着流量的增加呈抛物线趋势增加;在额定流量工况下,进气阻力随着出气口面积的增加而减小,负载时最大降幅达到37.2%;进出气口圆角半径越大,进气阻力越小,负载时最大降幅分别达到16.6%和36.2%.     

流经缝隙的较大油雾颗粒行为的实验研究

对较大油雾颗粒流经缝隙后的粒径变化及其分布进行了分析.结果表明:缝隙长度为20 mm时,流经缝隙的较大油雾颗粒都发生了凝聚,且油雾颗粒凝聚后的平均粒径随着入口油雾压力、进气压力、缝隙径向间隙和空气流量的增大而逐渐减小;缝隙长度为60 mm时,流经缝隙的较大油雾颗粒大部分都在环形缝隙中凝聚,且油雾颗粒的凝聚效率随着空气流量的增大而逐渐增大;当空气流量一定时,油雾颗粒的凝聚效率随着缝隙径向间隙的变大而减小.     

表面活性剂强化曝气二维模型试验系统研制及应用

为了研究表面活性剂强化曝气法的强化修复机理,研制了表面活性剂强化曝气二维模型试验系统.该试验系统主要由模型槽、水箱、空压机、气压和流量控制箱、表面活性剂罐和数据记录装置(电脑)等组成.分别进行了表面活性剂预饱和曝气试验和表面活性剂强化曝气试验,以研究气相运动规律和MTBE去除效果.结果表明,当曝气压力超过进气压力后,进气流量随着曝气压力大致呈线性增长关系;当进气流量为0.5 L/min时,曝气影响范围较大,并且随着进气流量的继续增大,曝气影响范围小幅增长;表面活性剂强化曝气后,MTBE的分布范围较曝气前扩大,但区域间浓度的差异较曝气前缩小,曝气后MTBE的总平均浓度大幅降低.     

反应磁控溅射离子镀TiN膜的工艺参数

为改进反应磁控溅射离子镀氮化钛膜工艺,提高溅射速率和改善薄膜质量,本实俭测得了靶极电压与氮气流量;靶极电流与氮气流量;溅射室内气体压强与氮气流量;氮化钛膜的颜色与氮分压;靶极功率与氩气分压强的关系,以及薄膜层中氮含量、钛含量沿薄膜表面的分布。探讨了影响镀膜的主要工艺参数。     

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。     

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.     

β—苯基丙烯醛的合成

本文报道了由苯甲醛与乙醛在氢氧化钠和醋酸钠存在下发生缩合反应制取β－苯基丙烯醛,讨论了温度、时间、压力及空气中的氧气对合成的影响,反应产率为４５．６％,产品纯度为≥９５％,实验结果满意。     

梯度硬质合金表面的氮势控制

综述表面富立方相梯度硬质合金的制备工艺及影响因素,重点讨论合金成分、处理温度和氮气压力对合金表面氮势和微观结构的影响.实验表明,提高Ti含量和增加氮气压力,有利于表面梯度层形成;处理温度应根据合金成分来具体确定.     

梯度硬质合金表面的氮势控制

综述表面富立方相梯度硬质合金的制备工艺及影响因素,重点讨论合金成分、处理温度和氮气压力对合金表面氮势和微观结构的影响.实验表明,提高Ti含量和增加氮气压力,有利于表面梯度层形成;处理温度应根据合金成分来具体确定.     

SARS患者专用PSA制氧机变压吸附过程的数值模拟:计算结果及分析

数值模拟了吸附时间、吸附压力、进气量、吸附床高度等工艺参数对微型氧氮分离过程的影响,分析了氧含量沿吸附床的演变过程.结果表明:微型氧氮分离过程为一种短周期的变压吸附循环;吸附压力越高,吸附阶段结束时氧气浓度波锋面穿透吸附床的距离越长;进气量越大,要求吸附床高度越大;吸附床长度缩短会导致吸附阶段氧气浓度锋面穿透吸附床;从开始到循环达到稳定状态需要大约15个循环;要想获得较高纯度的产品气,必须保证氧气浓度波锋面前沿不移出吸附床;传质阻力对过程的影响非常大,不能近似认为是瞬时平衡过程.     

含氮不锈钢氮气增氮的实验及工艺

通过采用氮气增氮的实验,研究了钢液的化学成分、冶炼温度、表面活性元素和吹氮流量对钢液增氮的影响.研究结果表明:钢中的合金元素尤其是Mn、Cr等元素能够增大钢液氮的溶解度;冶炼温度提高,钢液的增氮速率增大;钢中的氧对钢液的增氮有很大的阻碍;吹氮流量增大则钢液的增氮速率相应增大.同时对含氮不锈钢采用吹入氮气增氮工艺进行了探讨,为含氮不锈钢的生产提供了参考.     

正庚烷均质压燃发动机燃烧循环变动

为了研究均质压燃(HCCI)发动机燃烧的循环变动,在1台改装的HCCI发动机上进行了试验。通过改变进气温度、混合气浓度和运行转速等参数,研究了参数变化对正庚烷HCCI燃烧的影响。研究结果表明:随着过量空气系数从1.9增加到2.7,峰值压力的平均值从6.69 MPa降低到5.50 MPa,进气温度从30℃增加到70℃,峰值平均压力从5.49 MPa增加到6.44 MPa,所对应的曲轴转角位置也有所提前;随着转速的提高,峰值压力也有所增加,并且出现的时刻都有所提前;在转速为1 500r/min条件下,进气温度为30℃、过量空气系数为1.9时的循环变动系数最小,进气温度在50℃、过量空气系数为2.1时的循环变动最小,分别为2.89%和1.68%。可以得出最优的进气温度、混合气浓度等,使得HCCI发动机的燃烧稳定性得到保证。