【摘 要】
：
本文建立了一种基于柔性金属微通道内流动沸腾换热的圆柱型锂离子电池热管理系统.柔性铝微通道结构能够与圆柱型电池很好的接触,并且槽道内工质流动与相变换热可以有效地带走电池放电过程中产生的热量.实验研究了柔性铝槽道板与圆柱型电池表面接触面积和槽道内工质质量流量对电池热性能和电化学性能的影响,并与无冷却结构的电池放电实验结果进行了比较.柔性铝槽道板工质入口质量流量为5.98 kg/h时,电池表面温度和表面温度差最小,电池的输出电压和容量最佳.此外,在考虑热性能、宏观电化学特性、入口质量流量和冷却性能的基础上对实验
【机 构】
：
北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所,北京100044;微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室,北京100044
论文部分内容阅读
本文建立了一种基于柔性金属微通道内流动沸腾换热的圆柱型锂离子电池热管理系统.柔性铝微通道结构能够与圆柱型电池很好的接触,并且槽道内工质流动与相变换热可以有效地带走电池放电过程中产生的热量.实验研究了柔性铝槽道板与圆柱型电池表面接触面积和槽道内工质质量流量对电池热性能和电化学性能的影响,并与无冷却结构的电池放电实验结果进行了比较.柔性铝槽道板工质入口质量流量为5.98 kg/h时,电池表面温度和表面温度差最小,电池的输出电压和容量最佳.此外,在考虑热性能、宏观电化学特性、入口质量流量和冷却性能的基础上对实验进行了优化设计.
其他文献
在某型喷水推进器进水管入水口前的船底平面上安装涡流发生器,控制进水管内流动分离,提升喷射泵的来流品质.采用雷诺时均模型和SST k-ω湍流模型数值模拟进水管内流场,从流动效率、分离程度和压力畸变三个方面对比了不同进速比下涡流发生器对进水管内流场的影响.结果 表明:在全工况范围内,涡流发生器能够提升进水管的效率;在低进速比工况下,能有效抑制进水管斜坡侧的流动分离,减小总压畸变,提高出流的均匀性.
相变蓄热(LHTES)系统利用相变材料(PCM)的潜热可有效地提高系统的储热能力.通常,PCM的导热系数低,使LHTES系统的应用受到了限制.本文通过向十五烷中添加膨胀石墨提高导热系数,分别采用纯十五烷和含有质量分数为30％膨胀石墨的复合十五烷,在不同水流量下,对管壳式LHTES系统的储热特性进行了实验研究.实验结果发现:当储能介质为质量分数为30％膨胀石墨的复合十五烷时,放冷过程中有效储热系数和相对储热率在Re=4298时出现明显峰值,换热效率与储热能力达到相对平衡.并且,当Re=4298,采用含有质量
施加预紧力的过程是电池实验中一个重要的组装过程,研究施加预紧力的大小对正极扩散层初始孔隙率等其他参数的影响十分重要.本文通过使用COMSOL Multiphys软件建立锂空气电池二维瞬态模型,研究了锂空气电池的孔隙率等参数随着预紧力大小的变化分布趋势.经过研究表明:在对锂空气电池上施加预紧力的作用下,导致正极的孔隙率有所下降,生成物过氧化锂会更快堵满正极,进而导致电池的性能有所下降.
为获得涡轮机匣内部冷却结构的换热特性,利用瞬态液晶技术测量了动力涡轮机匣中环腔及机匣后腔内表面的换热系数,获得了进口雷诺数(Re=3.0×104～9.5×104)和出流比(M=0.5～2.0)影响下机匣内表面的换热规律.结果 表明:机匣内表面换热系数随射流雷诺数的增大而升高,冲击射流在轴向及周向的发展使得环腔表面形成三角形和圆形高换热区.射流冲击倾斜靶面后,贴壁射流对后腔上表面形成二次冲击,提升了局部换热系数.对后腔下表面而言,随着出流比的增加,冲击靶面上游区域平均努塞尔数逐渐增加,最大增幅分别为8.5％
本文采用流体体积法(Volume of fluid,VOF)捕捉气-液态金属两相的交界面,数值研究了有、无外加磁场作用时不同工质对的气-液态金属两相流体在多入口磁流体发电通道中的混合流动过程.结果 表明,气-液两相流体在通道中形成了具有周期性变化的两相流型.液态金属密度与气体密度的比值h较大时,分层流中液态金属速度的变化范围较大,但流动较稳定;h较小时,液态金属的界面容易断裂而形成柱状流,使气-液两相流体的接触面积减小,降低了气体对液态金属的携带能力.在磁场的作用下,洛伦兹力抑制了液态金属的流动,削弱了气
固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)在高温下工作,影响电池性能和结构完整性的因素众多,如何能够综合考虑这些因素并准确地预测和优化电池结构与工作性能是亟待解决的问题.使用COMSOL软件建立了单个平板式固体氧化物燃料电池多场耦合有限元三维模型,考虑电化学反应、物质浓度、流体流动、传热和固体力学多物理因素共同作用下,探明了电池在工作阶段的气体摩尔分数、电流密度、温度和热应力的分布规律.结果 表明,氢气和氧气的摩尔分数随着气体流动的方向逐渐降低;在电池空气入口处,电解质电流
测井仪用于勘探深层地底下的油气资源,面临着200℃的高温环境.其内部的电子器件无法承受高温,需对其进行热管理.针对多热源测井仪,有学者提出了分布式储热系统并进行了实验探讨.但受限于实验条件,仅讨论了其中一种情况,不同井下温度,不同相变材料种类对该系统热管理效果的影响尚未探究.为解决这个问题,我们对测井仪分布式储热系统进行了仿真计算.结果 表明,测井仪器在200℃下作业6h后,相变材料的潜热利用率为96.7％,电路板的最高温度为146.5℃,可满足测井需求;环境漏热量随环境温度的升高而增长,但对电路板温升影
铁铬铝作为事故容错燃料包壳的主要候选材料,能够抑制反应堆在严重事故下产氢释能的风险,提高反应堆的事故耐受能力.本文基于可视化方法研究了不同粗糙度的铁铬铝在骤冷过程中沸腾传热行为,通过一维导热反问题求解计算铁铬铝的表面热流密度和温度,分析了液体过冷度和粗糙度对铁铬铝骤冷行为的影响.研究结果表明随着过冷度的增大,铁铬铝的骤冷时间减小,最小膜态沸腾温度增大.铁铬铝表面的膜态沸腾换热与粗糙度无关,最小膜态沸腾温度受表面亲水性影响显著.
实验测量罗丹明B在大肠杆菌悬浮液中的扩散系数,考察大肠杆菌悬浮液温度、浓度和细菌活性对罗丹明B扩散传质的影响.实验结果表明,罗丹明B在悬浮液中的有效扩散系数比其在磷酸缓冲盐溶液(PBS)中的扩散系数大1个数量级,且有效扩散系数随悬浮液温度升高和细菌浓度增大而增大;细菌自驱动行为是强化悬浮液中小分子扩散传质的重要因素,罗丹明B的活性扩散系数随细菌悬浮液浓度增加和温度升高而增大,活性扩散系数因细菌的集群运动会随悬浮液浓度变化发生阶跃增大;均方位移和扩散时间的对应关系表明罗丹明B的扩散在短时间内为标准菲克扩散,
相交材料的导热性能对蓄热能力和能量转化速率具有重要影响.本文以58号全精炼石蜡为基底相变材料,利用真空吸附法将石蜡与膨胀石墨结合,再通过搅拌将石墨片与材料均匀混合,以模压法制备了定形复合相变材料,并通过实验测试了复合相变材料不同方向导热系数.实验结果表明:制备的复合相变材料导热性能具有明显的各向异性,垂直于压缩方向的导热性能远高于压缩方向的导热性能;同时也发现石墨片的添加可以有效的增强复合相变材料的导热性能,复合相变材料压缩方向导热性能随石墨片的添加先增大后减少;垂直于压缩方向的导热性能随石墨片的添加线性