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燃料电池用双爪氢气循环泵工作特性与瞬态模拟

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哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：王君辛远杰潘诗洋赵鑫任纯吉谈庆朋王增丽崔冬中国石油大学(华东)新能源学院压缩机技术国家重点实验室合肥通用机械研究院有限公司

循环泵是燃料电池氢循环的关键部件，其优化设计对于提高燃料电池的性能至关重要。为了解决传统双爪循环泵啮合性差和工作过程复杂的问题，本文提出一种新型偏心圆弧型双爪转子，建立其几何模型，并推导其型线方程。首先采用偏心圆弧及... 详细信息

循环泵是燃料电池氢循环的关键部件，其优化设计对于提高燃料电池的性能至关重要。为了解决传统双爪循环泵啮合性差和工作过程复杂的问题，本文提出一种新型偏心圆弧型双爪转子，建立其几何模型，并推导其型线方程。首先采用偏心圆弧及其共轭曲线构建出光滑的双爪转子，进而得到一种用于氢气循环的爪式压缩机，分析其工作过程。通过数值模拟，研究了新型爪式压缩机的流场变化规律，并与现有爪式压缩机进行了对比。研究结果表明：所提出的新型双爪转子能够实现全光滑啮合，解决了传统双爪转子的尖点问题，增强了转子与壳体之间的密封效果。同时，通过合理的排气口设计，消除了余隙容积，提高了爪式压缩机的综合性能，对于爪式压缩机的发展和氢燃料电池系统性能的提高具有重要意义。

关键词：燃料电池氢气循环泵爪式压缩机双爪转子型线设计全光滑啮合工作过程流场模拟瞬态仿真

爪式真空泵新型齿轮爪式转子及其力学性能研究

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真空科学与技术学报 2024年第7期44卷 583-591页

作者：李杰杰任纯吉王君李影潘诗洋胡金月李子珍崔冬中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580 高端压缩机及系统技术全国重点实验室合肥通用机械研究院有限公司合肥230031

爪式转子的型线设计是决定爪式真空泵性能的关键因素。齿轮爪式转子采用新型曲折型啮合结构,显著降低了传统曲爪转子存在的转子间泄漏,然而齿轮爪式转子型线上仍存在多个不光滑点,降低了力学性能。针对这一问题,文章提出了一种新型高密... 详细信息

爪式转子的型线设计是决定爪式真空泵性能的关键因素。齿轮爪式转子采用新型曲折型啮合结构,显著降低了传统曲爪转子存在的转子间泄漏,然而齿轮爪式转子型线上仍存在多个不光滑点,降低了力学性能。针对这一问题,文章提出了一种新型高密封椭圆弧型齿轮爪式转子,推导了该转子型线参数方程;分析了型线几何参数对爪泵相对余隙和容积利用率的影响,并与现有齿轮爪式转子进行对比;研究了新型转子的工作过程,对比分析了两种转子混合过程的余隙变化;对新型转子和现有齿轮爪式转子在工作过程中的应力和变形进行对比研究。研究结果表明:与现有齿轮爪式转子相比,新型转子的相对余隙减少10%以上,混合过程中的过压缩腔和膨胀腔减少,新型转子的吸气过程和混合过程中最大变形量分别减少10.11%和16.06%,极大改善了转子的性能。

关键词：高密封型爪式转子型线构建几何性能工作过程受力分析

双螺杆压缩机大内容积比锥形转子的设计与性能研究

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压缩机技术 2022年第2期 15-20页

作者：任纯吉赵鑫王君武萌王增丽耿茂飞中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580 压缩机技术国家重点实验室合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031

内容积比是双螺杆压缩机的重要性能指标,为了最大限度地提高其内容积比,设计了交叉轴锥形螺杆转子,实现了双螺杆压缩机内容积比较大程度的提高。从容积变化和泄漏通道长度方面分析了双螺杆压缩机锥形螺杆转子的工作性能,并与传统等径螺... 详细信息

内容积比是双螺杆压缩机的重要性能指标,为了最大限度地提高其内容积比,设计了交叉轴锥形螺杆转子,实现了双螺杆压缩机内容积比较大程度的提高。从容积变化和泄漏通道长度方面分析了双螺杆压缩机锥形螺杆转子的工作性能,并与传统等径螺杆转子进行对比。结果表明:在转子旋转轴夹角为10°~20°时,内容积比的提高幅度可达24.6%~47.5%。锥形螺杆转子对端面泄漏有较大的改善,力学性能方面有显著优点。

关键词：双螺杆压缩机锥形转子内容积比性能分析

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哈尔滨工业大学学报 2023年第12期55卷 122-122页

作者：潘诗洋任纯吉王君赵鑫辛远杰王增丽崔冬中国石油大学(华东)新能源学院

2023年12期封面图片来自论文“爪式氢气循环泵高密封型转子及瞬态流动特性”,是中国石油大学(华东)特种流体机械实验室王君教授课题组提出的一种用于质子交换膜燃料电池氢气循环系统的高密封型齿轮爪式氢气循环泵。爪式压缩机具有结构... 详细信息

2023年12期封面图片来自论文“爪式氢气循环泵高密封型转子及瞬态流动特性”,是中国石油大学(华东)特种流体机械实验室王君教授课题组提出的一种用于质子交换膜燃料电池氢气循环系统的高密封型齿轮爪式氢气循环泵。爪式压缩机具有结构紧凑、干式无油和可靠性高等显著优点,是最具潜力的氢气循环泵泵型。但传统爪式氢气循环泵转子间采用点与点的啮合方式,导致氢气在此处产生严重的泄漏,降低泵的容积效率,制约爪式氢气循环泵的发展。为减小爪式转子间的气体泄漏、提高泵的容积效率,本研究采用圆弧、高次曲线及其共轭曲线代替传统爪式转子的节圆型线,提出一种爪式转子间的新型曲折型啮合结构,进而构建一种新型高密封型齿轮爪式转子,有效解决了爪式转子间的气体泄漏问题。同时,建立新型齿轮爪式转子的几何模型,推导其截面型线方程。在工作过程中,对具有复杂几何边界的爪式氢气循环泵的内部气体的非定常流动进行数值模拟,对比分析了传统泵和新型泵工作腔内部的压力分布和瞬态流动特征;搭建了爪式氢气循环泵性能实验平台,验证了数值模拟结果的准确性。结果表明,相比于传统爪式转子,在压缩和排气过程中新型齿轮爪式转子间气体泄漏速度减小了31.42%和33.09%,容积效率提高了10.92%。

关键词：气体泄漏容积效率密封型排气过程流体机械瞬态流动封面图片泵性能

全啮合双涡旋齿涡旋压缩机齿形分析与流场模拟

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压缩机技术 2023年第5期 13-18,64页

作者：韩奕潘诗洋王君任纯吉赵玺皓赵鑫崔冬中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580 压缩机技术国家重点实验室合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031

与常见的单涡旋结构相比,采用双涡旋结构可以有效提高压缩机体积流量,但同时其内容积比会大幅降低。为了进一步提高双涡旋压缩机的内容积比和压缩比,提出了一种新型的全啮合双涡旋型线。给出了修正双涡旋的生成方法、几何参数间的关系... 详细信息

与常见的单涡旋结构相比,采用双涡旋结构可以有效提高压缩机体积流量,但同时其内容积比会大幅降低。为了进一步提高双涡旋压缩机的内容积比和压缩比,提出了一种新型的全啮合双涡旋型线。给出了修正双涡旋的生成方法、几何参数间的关系以及修正后的双涡旋型线方程。计算了任意旋转角度下压缩腔容积,分析了几何参数对修正双涡旋压缩机性能的影响。并对该双涡旋压缩机进行了数值模拟和工作过程分析。结果表明:采用修正的双涡旋结构显著提高了压缩机的体积流量,减小了动涡旋与静涡旋之间的摩擦速度,减小了涡旋盘尺寸,同时也有效地将内容积比提高了33.8%。

关键词：双涡旋压缩机型线修正全啮合内容积比数值模拟

氯化胆碱-乙二醇-水媒介制备M型钡铁氧体及其相对结晶纯度研究

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沈阳理工大学学报 2025年第1期44卷 51-58页

作者：于巧吉任本景孙钰琦许清馨王晓仪于爽孟锦宏沈阳理工大学环境与化学工程学院沈阳110159

采用氯化胆碱-乙二醇(CC-EG)部分取代水溶剂,以相对结晶纯度(RCP)为实验指标,依据7因素12水平均匀设计方案,经化学共沉淀方法制备得到高结晶度、高纯度的M型钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))。通过对制备样品的XRD谱进行分峰拟合,计算各样品的... 详细信息

采用氯化胆碱-乙二醇(CC-EG)部分取代水溶剂,以相对结晶纯度(RCP)为实验指标,依据7因素12水平均匀设计方案,经化学共沉淀方法制备得到高结晶度、高纯度的M型钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))。通过对制备样品的XRD谱进行分峰拟合,计算各样品的RCP;经二次多项式逐步回归分析,建立RCP与主要合成因素(Fe/Ba摩尔比、CC-EG含量、pH、静置时间、预烧温度、焙烧温度、焙烧时间)间的回归模型;依据回归分析结果,探究模型中各项、各因素及因素间相互作用对RCP影响的主次顺序,揭示了将CC-EG引入BaFe_(12)O_(19)合成过程以提高其RCP的可行性。最优水平组合分析及验证实验结果进一步表明:以CC-EG部分取代水溶剂可提高BaFe_(12)O_(19)的结晶有序程度并降低其微观应变,因而可明显提高其RCP;XRD、SEM和VSM分析结果表明,RCP的提高明显有助于BaFe_(12)O_(19)片状颗粒径向尺寸和饱和磁化强度的提高;以氯化胆碱-乙二醇-水为媒介可制备性能优良的BaFe_(12)O_(19)。

关键词：钡铁氧体氯化胆碱-乙二醇化学共沉淀法均匀设计相对结晶纯度

陕北地区生态系统服务的时空演变、集聚特征及权衡与协同关系

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水土保持研究 2025年第1期32卷 316-327+335页

作者：安健吉杨悦员学锋苏强俊安骐岷长安大学土地工程学院陕西省土地整治重点实验室

[目的]揭示2000—2020年陕北地区典型生态系统服务的变化特征，丰富生态系统服务的系统研究框架，为陕北地区的可持续发展提供科学参考。[方法]借助INVEST模型、RUSLE方程和NDVI指数量化生态系统固碳、产水、土壤保持和食物供给服务；应... 详细信息

[目的]揭示2000—2020年陕北地区典型生态系统服务的变化特征，丰富生态系统服务的系统研究框架，为陕北地区的可持续发展提供科学参考。[方法]借助INVEST模型、RUSLE方程和NDVI指数量化生态系统固碳、产水、土壤保持和食物供给服务；应用Getis-Ord G*i工具识别冷热点乡（镇、街道）的集聚特征；应用聚类和异常值分析判断生态系统服务间权衡与协同关系的时空格局。[结果]（1） 2000—2020年陕北地区单位面积碳储量、产水量、土壤保持量和食物供给量增加的区域分别占10.23%,77.91%,90.44%和47.80%;（2）各类生态系统服务均呈现出集聚分布的模式（p<0.01）,且高值集聚效应均有所增强，产水和食物供给服务的低值集聚效应同步增加，固碳和土壤保持服务的低值集聚效应减弱；（3）生态系统服务的相互作用关系逐渐由权衡主导过渡到由协同主导，多数生态系统服务间的权衡关系减弱、协同关系增强。[结论]陕北地区生态系统整体呈现向好趋势，但部分区域仍需因地制宜地缓解水资源短板，提高食物供给能力，促进生产与生态的协调发展。

关键词：生态系统服务时空演变集聚特征权衡与协同陕北地区

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生物质衍生多孔碳基吸波材料的吸波机理

硅酸盐学报 2025年第01期 161-172页

作者：武志红李嘉仪李鹏齐珺常吉进牛丹任安文西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西华秦科技实业股份有限公司

电磁波技术快速发展带来便利，也带来了电磁污染和健康威胁，发展电磁波吸收材料对国家或人民的生存发展至关重要。生物质多孔碳材料由于其超低的密度、大的比表面积、丰富的来源和优异的介电损耗能力，在电磁波吸收方面显示出巨大的潜... 详细信息

电磁波技术快速发展带来便利，也带来了电磁污染和健康威胁，发展电磁波吸收材料对国家或人民的生存发展至关重要。生物质多孔碳材料由于其超低的密度、大的比表面积、丰富的来源和优异的介电损耗能力，在电磁波吸收方面显示出巨大的潜力。然而，人们通过改变生物质碳基复合材料的结构和成分调控其吸波性能的同时，对于生物质多孔碳材料的吸波机理的关注较为片面，尚未形成较为完整的体系。文章总结了近几年以生物质多孔碳作为吸波材料的吸波机理，包括阻抗匹配、界面极化、多次反射与散射、网络结构的导电性、孔隙尺寸调控吸波性能以及磁性介质/生物质衍生多孔碳材料的吸波机理；提出了在解释吸波性能方面的几个困惑和需要进一步解决的问题；同时还在生物质多孔碳材料吸波机理的基础上提出了改善生物质多孔碳材料电磁吸收性能的有前景的理论方法。该总结为生物质多孔碳吸波材料的研究，在理论方面提供较为完善的参考。

关键词：生物质多孔碳微波吸收材料吸波机理有效吸收带宽反射损耗

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信息化视角下的电子档案四性检测研究与探索

办公自动化 2025年第1期30卷 75-77页

作者：郎吉韩洁中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院西安710089

真实性、完整性、可用性、安全性是电子文件能成为档案的本质特征,也是电子档案具备法律效力的前提。文章分析电子档案四性检测的研究现状,梳理电子档案的归档、移交与接收、长期保存等三个环节的四性检测要求,并以电子档案四性检测功... 详细信息

真实性、完整性、可用性、安全性是电子文件能成为档案的本质特征,也是电子档案具备法律效力的前提。文章分析电子档案四性检测的研究现状,梳理电子档案的归档、移交与接收、长期保存等三个环节的四性检测要求,并以电子档案四性检测功能开发与应用实例为依据开展实践研究,以期为四性检测嵌入电子档案档案管理流程提供借鉴和参考。

关键词：电子档案四性检测应用