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废旧锂离子电池正极金属材料回收工艺研究进展

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无机盐工业 2024年

作者：郑天新杨宇霍东兴承德应用技术职业学院汽车工程系华北理工大学综合测试分析中心华北理工大学机械工程学院

锂离子电池作为储能装置已经被广泛应用于新能源汽车领域。而在全球能源危机和新能源汽车保有量的持续增加的背景下，锂离子电池也开始大量退役，这给社会带来巨大的经济压力和环境负担。因此，采用高效、清洁的回收工艺对废旧锂离子电... 详细信息

锂离子电池作为储能装置已经被广泛应用于新能源汽车领域。而在全球能源危机和新能源汽车保有量的持续增加的背景下，锂离子电池也开始大量退役，这给社会带来巨大的经济压力和环境负担。因此，采用高效、清洁的回收工艺对废旧锂离子电池进行处理已经成为国内外学者的研究重点。综述了从废旧锂离子电池前期预处理、正极材料中有价金属浸出和浸出液中有价金属离子分离三方面对废旧锂离子动力电池的湿法回收处理工艺。其中浸出工艺包括酸浸、氨浸和生物浸出工艺；浸出液有价金属分离包括离子交换工艺、溶剂萃取工艺、盐析工艺、化学沉淀工艺、和电化学工艺。同时也指明了采用湿法回收工艺回收废旧锂离子电池有价金属的发展方向。

关键词：废旧锂离子电池动力电池正极材料有价回收湿法冶金

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硼粒子直径对点火位置及燃烧效率的影响研究

固体火箭技术 2004年第4期27卷 272-275页

作者：霍东兴陈林泉刘霓生叶定友中国航天科技集团公司四院西安710025

采用颗粒轨道模型对非壅塞固冲发动机补燃室内不同直径硼粒子的点火及燃烧进行了数值模拟。其中,气相反应简化为一种等效气体的燃烧,硼粒子与O2的燃烧反应模型采用涡耗散模型。硼粒子的点火过程采用King模型,燃烧过程采用化学动力学控... 详细信息

采用颗粒轨道模型对非壅塞固冲发动机补燃室内不同直径硼粒子的点火及燃烧进行了数值模拟。其中,气相反应简化为一种等效气体的燃烧,硼粒子与O2的燃烧反应模型采用涡耗散模型。硼粒子的点火过程采用King模型,燃烧过程采用化学动力学控制的燃烧模型。结果表明,直径较小的硼粒子能够在补燃室头部点火,且能随气流旋转,驻留时间较长,燃烧较为充分,直径较大的硼粒子与此相反。

关键词：补燃室粒子直径点火化学动力学燃烧效率发动机数值模拟燃烧反应颗粒轨道模型耗散

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含钛高炉渣制备钢表面防腐涂层基础研究

含钛高炉渣制备钢表面防腐涂层基础研究

作者：霍东兴华北理工大学

学位级别：硕士

传统的电化学法制备钛金属主要以纯氯化物为电解介质,制取钛金属粉末。而在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中,以碳钢为工作电极,可以在其表面制备钛金属防腐涂层。钛镀层不仅提高了碳钢基体的耐腐蚀性能,而且提供了一种更加简便的获得钛金属的工... 详细信息

传统的电化学法制备钛金属主要以纯氯化物为电解介质,制取钛金属粉末。而在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中,以碳钢为工作电极,可以在其表面制备钛金属防腐涂层。钛镀层不仅提高了碳钢基体的耐腐蚀性能,而且提供了一种更加简便的获得钛金属的工艺,该工艺的提出将碳钢基体的力学性能与钛金属的耐腐蚀性能结合在了一起。利用等温饱和法分析TiO在NaCl-KCl-Na F熔盐体系中的熔融和溶解特性,确定了TiO在熔盐体系内的饱和溶解时间为4.0h,并且熔盐组分中,随着NaF摩尔分数的增加,TiO在熔盐体系中的溶解量升高;对不同配比的熔盐进行差热分析,可以确定当NaF含量较少时,TiO影响着整个熔盐体系的初晶温度,而当NaF含量较高时,改变TiO的质量分数初晶温度基本保持不变。采用循环伏安法和方波伏安法对NaCl-KCl-NaF-TiO熔盐体系中的Ti(IV)离子的电化学还原机理进行了分析。由实验结果可以确定Ti(IV)离子经三步还原为钛金属,即Ti(IV)→Ti(III)→Ti(II)→Ti,并且该还原过程为不可逆反应;采用计时电流确定了钛离子在阴极表面的形核机理为三维半球型瞬时形核过程。通过碳钢表面电沉积钛的实验研究可以确定,当沉积温度为800℃,电沉积电流为1.5A,沉积时间为1.0h情况下,获得的沉积层质量最好;通过对比直流电沉积和脉冲电沉积试样的表面形貌,可以确定脉冲电沉积获得的沉积层中晶粒尺寸更小,且沉积层更加致密、均匀、表面平整。在3.5%的NaCl水溶液中,采用极化曲线和交流阻抗测试方法研究了沉积试样的耐腐蚀性能。测试结果表明,当沉积电流为1.5A,沉积时间为1.0h时所得的试样的耐腐蚀性最为优异。与碳钢基体相比,即使碳钢表面只沉积少量的钛,也能显著提升其耐腐蚀性能。并且脉冲沉积试样的防腐特性明显优于直流沉积试样。

关键词：钛金属溶解度初晶温度还原机理耐腐蚀性

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固冲发动机与飞航导弹一体化流场数值模拟

固体火箭技术 2013年第2期36卷 185-189页

作者：牛楠董新刚霍东兴李璞中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025

基于弹身/进气道/补燃室一体化流场数值模型,研究了导弹飞行姿态变化对整个流场结构及固冲发动机性能的影响。结果表明,在保持空燃比不变时,攻角的增大有效提高了发动机推力;大攻角25°时燃气受空气的冲击作用主要集中在补燃室上部,和... 详细信息

基于弹身/进气道/补燃室一体化流场数值模型,研究了导弹飞行姿态变化对整个流场结构及固冲发动机性能的影响。结果表明,在保持空燃比不变时,攻角的增大有效提高了发动机推力;大攻角25°时燃气受空气的冲击作用主要集中在补燃室上部,和空气接触面积减小,二次燃烧效率降低;进气道裕度随攻角变化不大。侧滑角的增大使发动机推力和进气道裕度减小;侧滑角的存在,导致补燃室内流场结构不再对称分布,此时燃气和空气的掺混度减小,导致了二次燃烧效率降低。

关键词：固冲发动机一体化流场补燃室数值模拟

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可变流量固体冲压发动机技术研究进展与展望

固体火箭技术 2017年第1期40卷 7-15,23页

作者：霍东兴闫大庆高波中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025 中国航天科技集团公司四院四十七所西安710025 中国航天科技集团公司第四研究院西安710025

概述了国外固体冲压发动机应用与进展情况,综述了国内外总体设计技术、高温燃气流量调节技术、转级技术、无喷管助推器技术、含硼贫氧推进剂及燃烧组织技术、试验及分析技术的研究进展,分析了关键技术发展趋势。最后提出后续发展建议:... 详细信息

概述了国外固体冲压发动机应用与进展情况,综述了国内外总体设计技术、高温燃气流量调节技术、转级技术、无喷管助推器技术、含硼贫氧推进剂及燃烧组织技术、试验及分析技术的研究进展,分析了关键技术发展趋势。最后提出后续发展建议:采用多种技术手段进一步拓宽固冲发动机工作包络,使固冲发动机使用方便可靠;改进固体贫氧推进剂配方,进一步提高推进剂能量;发展高温燃气流量调节技术,减轻系统质量;重视发动机转级过程中动态性能的研究。

关键词：固体冲压发动机可变流量流量可调

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热再生氨基液流电池电堆模型建立及性能分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第12期55卷 1219-1229页

作者：舒歌群杨爽王伟光霍东兴田华天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

由多电堆组成的液流电池系统通常用于大规模电能存储应用.在这种多电堆系统中,不可避免地存在与管道系统中电解液流动相关的传输延时,这会对系统设计和运行性能产生重要影响.针对热再生氨基液流电池电堆系统,设计开发了一个包含传输延... 详细信息

由多电堆组成的液流电池系统通常用于大规模电能存储应用.在这种多电堆系统中,不可避免地存在与管道系统中电解液流动相关的传输延时,这会对系统设计和运行性能产生重要影响.针对热再生氨基液流电池电堆系统,设计开发了一个包含传输延时的动态模型,研究了不同系统设计和运行条件对系统性能的影响.仿真结果表明:传输延时会导致电解液浓度在管道中分布不均匀,并导致系统中的电堆电压均匀性较差.探究了电堆在不同流量、不同管道尺寸和不同反应物浓度下的运行情况,电堆输出功率随着流量的增大呈现先增加后减小的变化趋势,而整个系统的压降随着流量的增大而增加,当考虑到整个系统的压降损失时,电堆的总功率与电堆的输出功率呈相同的变化趋势;并且流量的增加会使反应物的浓度分布和电堆电压更加均匀.电堆输出功率随着管道半径的增加而增大,随着管道长度的增加呈现先增加后减小的趋势,考虑压降损失后的总功率也与输出功率呈现相同的变化趋势.电解液反应物浓度(Cu^(2+)、Cu(NH_(3))^(2+)_(4)、NH_(3))的变化也会影响电堆的输出功率,电堆的输出功率随着NH3初始浓度的增加而增大;而对于Cu^(2+)来说,存在一个最佳浓度值,使得电堆输出功率最大;随着Cu(NH_(3))^(2+)_(4)浓度的增加,电堆功率会逐渐降低.

关键词：热再生氨基液流电池电堆传输延时系统设计运行条件

基于离散数据的可变流量固冲发动机性能分析软件

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固体火箭技术 2015年第3期38卷 362-366页

作者：霍东兴史旭牛楠董新刚中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025

应用Matlab的GUI平台开发了基于离散数据的固冲发动机性能分析软件PERFORMANCE SHOW,它以发动机性能计算获得的离散数据为输入,采用多维插值、多项式拟合、多项式求根、等值面计算、逻辑运算等方法,能够获得描述发动机工作特性的曲线、... 详细信息

应用Matlab的GUI平台开发了基于离散数据的固冲发动机性能分析软件PERFORMANCE SHOW,它以发动机性能计算获得的离散数据为输入,采用多维插值、多项式拟合、多项式求根、等值面计算、逻辑运算等方法,能够获得描述发动机工作特性的曲线、曲面和实体,从而可对发动机性能进行多维度深入分析。PERFORMANCE SHOW软件界面友好,使用简便,适合于各类冲压发动机的性能分析。

关键词：可变流量固冲发动机性能分析离散数据软件

扩张半角对无喷管助推器性能的影响分析(英文)

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固体火箭技术 2009年第4期32卷 431-435页

作者：王永杰陈林泉霍东兴西北工业大学航天学院西安710072

用数值分析的方法研究了扩张半角对固冲发动机无喷管助推器性能的影响规律。研究结果表明,随着扩张半角的增大,比冲先增加后减小,扩张半角取22°可使比冲达到近优,这一结论与有关文献的实验结果基本一致;从流动损失方面考虑,在无喷管助... 详细信息

用数值分析的方法研究了扩张半角对固冲发动机无喷管助推器性能的影响规律。研究结果表明,随着扩张半角的增大,比冲先增加后减小,扩张半角取22°可使比冲达到近优,这一结论与有关文献的实验结果基本一致;从流动损失方面考虑,在无喷管助推器设计中,药柱出口端面与冲压喷管之间不应出现台阶,应使扩张段连续地过渡到冲压喷管上。本文结论可为无喷管助推器的设计改进提供参考。

关键词：固冲发动机无喷管助推器扩张半角

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粉末燃料的沉降速度和最小流化速度分析

固体火箭技术 2019年第5期42卷 571-575,627页

作者：霍东兴何俊卿马娟娟中国航天科技集团有限公司四院四十一所西安710025 中国航天科技集团有限公司四院四十七所西安710025

粉末燃料输送技术是粉末发动机的核心关键技术之一,目前所用的气动活塞式粉末输送方案还处于概念设计阶段。采用多个经验公式对某密度为2.5g/cm3、粒度为20~300μm的粉末燃料颗粒沉降速度和最小流化速度进行了计算分析,得到流化气温度... 详细信息

粉末燃料输送技术是粉末发动机的核心关键技术之一,目前所用的气动活塞式粉末输送方案还处于概念设计阶段。采用多个经验公式对某密度为2.5g/cm3、粒度为20~300μm的粉末燃料颗粒沉降速度和最小流化速度进行了计算分析,得到流化气温度、压强、颗粒粒度等对最小流化速度的影响规律。分析表明,最小流化速度比沉降速度小得多,按照沉降速度设计流化气速度自然能够满足最小流化速度的要求;高温高压下的粉末沉降速度较常温常压下的小,因此按照粒度较大的颗粒在常温常压下的沉降速度设计流化气速度,就能够同时保证所有颗粒在所有工况下的气力输送,该速度为2.5m/s。

关键词：粉末燃料沉降速度最小流化速度冲压发动机