检索结果-南通市图书馆

多硫化物的扩散传质及其对锂硫电池性能的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

多硫化物的扩散传质及其对锂硫电池性能的影响

作者：陈光辉武汉理工大学

学位级别：硕士

由于锂硫电池具有较高的比容量(1675 m Ah g)以及能量密度(2600 Wh kg),成为当前研究的热点之一。但是多硫化物在正负极之间的“穿梭”,使得该体系的循环稳定性差、自放电率高以及容量快速衰减。而“穿梭”过程,正是多硫化物的扩散过程... 详细信息

由于锂硫电池具有较高的比容量(1675 m Ah g)以及能量密度(2600 Wh kg),成为当前研究的热点之一。但是多硫化物在正负极之间的“穿梭”,使得该体系的循环稳定性差、自放电率高以及容量快速衰减。而“穿梭”过程,正是多硫化物的扩散过程,多硫化物的扩散传质,是连接优化设计正极材料的合成与提高锂硫电池电化学性能之间必不可少的环节。对此,本文通过研究多硫化物在不同碳材料中的扩散传质过程,进一步了解锂硫电池“穿梭效应”的机理,以下为本论文的主要研究内容:(1)我们将孔结构丰富多样的商用活性炭应用于锂硫电池体系,通过研究多硫化物的扩散传质过程,及其对锂硫电池性能的影响,得到碳材料结构与多硫化物吸附之间的构效关系。研究表明,多硫化物在国药活性炭(GYAC)、先丰活性炭(XFAC)、可乐丽活性炭(KLLAC)中的扩散传质系数(D)分别为1.64*10、2.17*10、1.83*10 cm s。GYAC/S、XFAC/S、KLLAC/S的首圈放电比容量分别为876.6、1295.4、1102.4 m Ah g,循环150圈(0.2 C)之后,容量分别保持在433.2、511.5、540.1 m Ah g。多硫化物在各碳材料中的扩散传质系数规律与其锂硫电池的电化学性能保持一致,说明锂硫电池中多硫化物的扩散传质以及电化学性能的影响与碳材料的比表面积、孔容大小有着密切的关系。(2)通过探索,我们知道多硫化物的扩散传质过程,不仅与碳材料的比表面积、孔容大小有关,还与孔径大小存在着密切的联系,所以我们设计合成了微孔碳(ZTC)、有序介孔碳(OMC)以及有序大孔碳(OMAC)。研究表明,多硫化物在ZTC、OMC、OMAC中的扩散传质系数(D)分别为6.3*10、2.97*10、1.83*10cm s。ZTC/S、OMC/S、OMAC/S的首圈放电比容量分别为1327.3、1332.4、1260.3 m Ah g,循环150圈(0.2 C)之后,容量分别保持在619.3、659.1、513.6 m Ah g。多硫化物在各碳材料中的扩散传质系数规律与其锂硫电池的电化学性能保持一致,其中有序介孔碳材料凭借其独特的孔道表现出较好的电化学性能。(3)实验结果表明,介孔碳能够有效的抑制锂硫电池的“穿梭效应”,但是电池的循环性能仍有待提高。为此,我们将Pt、Au纳米颗粒负载到有序介孔碳(RF-2-A)的表面,利用Pt、Au纳米颗粒的电催化性能,改善锂硫电池的循环性能。实验表明,多硫化物在RF-2-A、RF-2-A-Pt、RF-2-A-Au中的扩散传质系数(D)分别为2.31*10、8.60*10、1.03*10cm s。RF-2-A/S、RF-2-A-Pt/S、RF-2-A-Au/S的首圈放电比容量分别为1371.5、1446.2、1409.5 m Ah g,150圈(0.2 C)之后,容量保持在572.4、670.4、621.8 m Ah g。进行了Pt、Au纳米颗粒负载的材料的循环性能优于简单的RF-2-A/S,说明Pt、Au纳米颗粒能够有效的加快电解液中多硫化物的转化,从源头上抑制“穿梭效应”。

关键词：锂硫电池穿梭效应扩散传质

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

CO2在多相流体中扩散传质规律研究

CO2在多相流体中扩散传质规律研究

作者：杜林成都理工大学

学位级别：硕士

CO在液相中的扩散规律对CO驱、CO埋存等方面具有重要作用,其控制着CO在液相中的扩散速率、扩散量和扩散时间等。CO在地层中扩散时,扩散的介质包括油相和水相,而目前国内外大多数的相关研究只考虑了CO在油相中的扩散而忽略了CO在水相中... 详细信息

CO在液相中的扩散规律对CO驱、CO埋存等方面具有重要作用,其控制着CO在液相中的扩散速率、扩散量和扩散时间等。CO在地层中扩散时,扩散的介质包括油相和水相,而目前国内外大多数的相关研究只考虑了CO在油相中的扩散而忽略了CO在水相中的扩散。本文首先建立了CO在单一液相中的压降模型,通过拟合实验数据,求得了CO在单一液相中的扩散系数,并进行了影响因素分析。其次基于CO在油水两相中扩散时扩散前缘的位置,将CO在油水两相中的扩散划分为两个不同的阶段,分别建立了不考虑油相膨胀的解析解模型和考虑油相膨胀的数值解模型。进行了CO在油水两相中的扩散实验,求解了CO在油相和水相中的扩散系数,分析了其影响因素。结果表明两种模型求解结果的误差均在5%以内,温度和压力对CO在油相和水相中的扩散系数影响较大,原油粘度仅影响CO在油相中的扩散系数,对CO在水相中的扩散系数无影响,油水相所占比例与扩散系数无关。数值模拟结果显示,CO在油相中的浓度变化明显大于在水相中的浓度变化,且水相的加入使CO扩散进入液相的量和油相的膨胀量增加。最后基于建立的CO在油水两相中的扩散模型,进行了CO在饱和油水两相的多孔介质中微观扩散仿真模拟。分析了含水饱和度和水相占据的位置对扩散的影响。结果表明,CO会优先扩散进入油相占据的孔隙空间,在油相和水相中CO浓度具有很大的差异,含水饱和度增加,CO扩散进入多孔介质中的量减少,外边界扩散时间增加。若水相占据扩散必经的吼道位置,CO扩散的量显著减少,外边界扩散时间大幅增加,若水相未有效封堵孔喉,则CO扩散的量和外边界扩散时间的变化不大。本文的研究完善了CO在液相中扩散传质的基础理论,在CO驱提高采收率项目关于CO注入速度和注入量参数优化设计等方面有一定的指导作用。同时奠定了CO在多相流体中扩散研究进一步发展的基础。

关键词： CO2 多相流体扩散传质油相膨胀仿真模拟

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铝电解槽内铝液扩散传质过程的数值模拟

轻金属 2014年第10期 27-32页

作者：李贺松韦隆和中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083

结合多相流以及湍流传质等相关理论,充分考虑湍流以及浓度边界层对传质过程的影响,引入双方程湍流传质模型封闭湍流扩散系数,建立了较为完善的铝电解槽内铝液扩散传质模型。对350kA系列槽不同磁场工况下的铝液浓度场进行数值模拟,计算... 详细信息

结合多相流以及湍流传质等相关理论,充分考虑湍流以及浓度边界层对传质过程的影响,引入双方程湍流传质模型封闭湍流扩散系数,建立了较为完善的铝电解槽内铝液扩散传质模型。对350kA系列槽不同磁场工况下的铝液浓度场进行数值模拟,计算结果表明:铝浓度在边界层内迅速降低,湍流区内铝浓度变化不大,在反应区内铝被阳极气体氧化,浓度显著下降;;电磁力和气泡作用力共同影响铝液扩散过程,但扩散速率主要取决于电磁力。极距间铝液浓度分布模拟结果与测试结果较为吻合,模拟电流效率损失情况与现场基本一致。因此本模型具有一定可靠性和实用性,能够为节能优化提供理论依据。

关键词：铝电解槽扩散传质电流效率铝浓度

超临界CO_2流体微细电铸扩散传质过程建模与数值分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国机械工程 2012年第19期23卷 2351-2356页

作者：雷卫宁王星星刘维桥陈国炎姜博江苏技术师范学院常州213001 机械科学研究总院北京100044 常州大学常州213016

以微结构特征为分析对象,建立金属镍离子和多物质离子扩散传质的数学模型,利用MAT-LAB软件对所建模型进行数值模拟,分析电流密度、深宽比对微结构内部物质离子浓度的影响,同时对超临界CO2流体金属镍铸层的表面形貌和显微硬度进行研究和... 详细信息

以微结构特征为分析对象,建立金属镍离子和多物质离子扩散传质的数学模型,利用MAT-LAB软件对所建模型进行数值模拟,分析电流密度、深宽比对微结构内部物质离子浓度的影响,同时对超临界CO2流体金属镍铸层的表面形貌和显微硬度进行研究和探讨。结果表明:在一定的深宽比和电流密度条件下,随着时间的推移,镍离子扩散传质过程逐渐趋于稳态;微结构流体的特征是自上而下,氢氧根离子浓度和氢氧化镍离子浓度逐渐递增,而氢离子浓度持续降低,镍离子浓度和硫酸根离子浓度变化不明显;深宽比大的微结构应在小电流密度条件下进行电铸,温度为323K、压力为10MPa、电流密度为5A/dm2时,超临界CO2流体电铸方法制备的镍铸层晶粒细小、组织致密,铸层的显微硬度达到701.2HV,与传统电铸相比有大幅度提高。

关键词：超临界CO2 流体镍铸层扩散传质电流密度显微硬度

铝电解槽铝液扩散传质过程数值模拟及其应用研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

铝电解槽铝液扩散传质过程数值模拟及其应用研究

作者：韦隆和中南大学

学位级别：硕士

我国铝电解工业发展迅速,年产铝量已连续13年位居世界第一,高能耗问题制约着电解铝工业的发展。电流效率是反映电解槽能耗的一项重要指标,其影响因素众多,铝液的溶解扩散损失是主要因素之一。目前国内外对铝液溶解扩散的研究相对较少,... 详细信息

我国铝电解工业发展迅速,年产铝量已连续13年位居世界第一,高能耗问题制约着电解铝工业的发展。电流效率是反映电解槽能耗的一项重要指标,其影响因素众多,铝液的溶解扩散损失是主要因素之一。目前国内外对铝液溶解扩散的研究相对较少,且主要停留在实验阶段。因此,研究铝液扩散传质过程,建立铝液扩散的数值模型对铝电解工业节能降耗有着重要意义。本文以贵阳铝镁设计研究院的双扩散模型项目为依托,研究了铝电解槽内多相流动规律和铝液扩散传质机理,建立了350kA和420kA系列铝电解槽流场计算模型和极距间铝液湍流扩散模型,分析了气液相间作用与流场和铝液扩散之间的关系,计算分析了不同磁场工况对流场和铝液浓度场的影响,并给出了相应槽型的磁场优化方案或有效的节能措施。本文的主要研究成果如下：（1）考虑了铝电解槽内熔体复杂的相间作用力,选择合适的湍流模型,并对湍流粘度进行修正,以CFX为计算平台,建立了电磁力和气泡驱动力共同作用下350kA和420kA系列铝电解槽的三相流模型,分析了两系列槽型的流动特征及阳极气体行为对流动的的影响。（2）研究了铝液扩散传质机理,考虑了浓度边界层以及湍流传质对铝液扩散过程的影响,建立了铝液扩散传质模型。分析了极距间铝液浓度分布特征,计算结果表明铝液溶解扩散与电解槽流场密切相关,速度较大的区域浓度边界层较薄,扩散速率大。分析极距间铝液浓度分布发现,在浓度边界层内,铝浓度急剧下降至10-5级别,湍流传质区浓度变化不大,而阳极底部铝粒子被氧化,浓度显著降低。极距间浓度分布趋势与国内学者实验测试结果较为吻合。（3）不同磁场工况下的流场和浓度场计算结果表明：电磁力和气泡作用力共同影响铝液扩散过程,当磁场降低到一定程度,气泡行为主导铝液扩散过程;不同槽型的母线配置不同,各方向磁场对流动而扩散略有差别。（4）350kA系列槽Y方向磁场对铝损失的影响较大,优化Y方向磁场效果更佳。X方向磁场增幅超过10%后铝损失显著增加,因此优化Y方向磁场同时应保证X方向磁场增幅不超过10%。420kA系列铝电解槽母线配置比较合理,进一步优化磁场的空间较小,但该系列槽极距相对较低,可采用开槽阳极或穿孔阳极来促进阳极气体逸出,降低气体对流场和扩散的影响,更有利于电流效率的提高。（图52幅,表11个,参考文献79篇）

关键词：铝电解槽数值模拟电流效率扩散传质铝液浓度

陶瓷注射成型水脱脂中脱脂温度和坯体结构对扩散传质的影响

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

陶瓷注射成型水脱脂中脱脂温度和坯体结构对扩散传质的影响

硅橡胶复合膜用于渗透蒸发的膜传质动力学(Ⅱ)膜内的扩散传质

第十五届全国高技术陶瓷学术年会

作者：谢志鹏杨现锋贾翠清华大学材料科学与工程系先进陶瓷与精细工艺国家重点实验室

本研究测定了不同温度下的水脱脂速率,计算得到了不同阶段的扩散系数,并对传统扩散方程进行修正得到了多孔坯体内扩散传质的动力学方程。研究表明表观扩散系数的变化和水脱脂控制步骤的变化一致,

关键词：陶瓷注射成型水脱脂工艺坯体结构扩散传质

来源： cnki会议评论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

化工学报 2002年第12期53卷 1315-1319页

作者：李磊肖泽仪蒲亮张志炳南京大学化学化工学院江苏南京210093

引言在硅橡胶膜的渗透蒸发传质动力学研究中,膜内的扩散传质是一个主要问题.膜内扩散传质阻力决定于有机物在膜-水两相中的分配系数(K)、有机物在膜内的扩散系数(Dmem)和膜厚度(δ).

关键词：硅橡胶复合膜渗透蒸发膜传质动力学扩散传质稀有机物-水溶液扩散系数

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

污染物在水中扩散的MPS数值模拟

工程热物理学报 2022年第12期43卷 3277-3284页

作者：张凯周子棋孙中国席光西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

本文建立了一种基于MPS算法的浓度扩散模型,该方法可以模拟溶质在浓度梯度作用下物质间的扩散传质过程。将FICK第二定律添加到MPS方法中,实现了物质间分子扩散的模拟,并通过与解析解的对比验证了模型的准确性,随后进一步研究了浓度在具... 详细信息

本文建立了一种基于MPS算法的浓度扩散模型,该方法可以模拟溶质在浓度梯度作用下物质间的扩散传质过程。将FICK第二定律添加到MPS方法中,实现了物质间分子扩散的模拟,并通过与解析解的对比验证了模型的准确性,随后进一步研究了浓度在具有不同扩散系数的介质间的扩散过程。然后,在MPS方法中加入多相MPS模型,通过模拟泊肃叶流动验证了模型的准确性。最后论文研究了污染物的泄漏及其在水中的扩散过程,通过添加扩散模型和多相模型,模拟了具有不同密度的污染物在水中的流动和扩散过程。

关键词：移动粒子半隐式法 FICK第二定律浓度梯度扩散传质

存在均相化学反应的瞬态扩散传质问题中的非Fick效应

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

哈尔滨工程大学学报 1997年第1期18卷 101-105页

作者：董红星姜任秋哈尔滨工程大学化学工程系哈尔滨工程大学动力工程系

以通用Ｆｉｃｋ第一定律为基础，对伴有一级均相化学反应的瞬态扩散传质问题进行了非Ｆｉｃｋ分析，本文结果与不计非Ｆｉｃｋ效应情况下伴有一级均相化学反应的一维瞬态扩散传质问题的结果相比表明：对伴有一级均相化学反应的瞬态扩散... 详细信息

以通用Ｆｉｃｋ第一定律为基础，对伴有一级均相化学反应的瞬态扩散传质问题进行了非Ｆｉｃｋ分析，本文结果与不计非Ｆｉｃｋ效应情况下伴有一级均相化学反应的一维瞬态扩散传质问题的结果相比表明：对伴有一级均相化学反应的瞬态扩散传质问题。

关键词：瞬态扩散传质均相化学反应非Fick效应