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线状电极电容电荷及电场分布数值模拟

北京印刷学院学报 2010年第2期18卷 65-67,72页

作者：刘福平曹跃祖北京印刷学院北京102600

根据线状电极的电势,建立了线电荷密度离散方程,通过求解线性方程组,实现了线状电极线电荷的计算。给出了有限长线状电容的计算方法,由线状电极的电荷分布计算了真空状态下空间任意一点的电势分布,实现了由边界元法对线状电极场分布及... 详细信息

根据线状电极的电势,建立了线电荷密度离散方程,通过求解线性方程组,实现了线状电极线电荷的计算。给出了有限长线状电容的计算方法,由线状电极的电荷分布计算了真空状态下空间任意一点的电势分布,实现了由边界元法对线状电极场分布及电容的数值计算。

关键词：线状电极数值模拟边界元法

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线状电极工频电场强度仿真方法研究

广东电力 2009年第9期22卷 6-8页

作者：王廷江西南大学荣昌校区重庆402460

以变电站母线与设备连接线为例,建立了变电站母线与设备连接线工频电场强度数学模型,基于模拟电荷-矩量法,对距离地面1.5m高处平面内的工频电场强度进行仿真计算,得出随着导线间距、导线下悬挂点距地面高度、上下端悬挂点水平距离的不同... 详细信息

以变电站母线与设备连接线为例,建立了变电站母线与设备连接线工频电场强度数学模型,基于模拟电荷-矩量法,对距离地面1.5m高处平面内的工频电场强度进行仿真计算,得出随着导线间距、导线下悬挂点距地面高度、上下端悬挂点水平距离的不同,电场强度都会发生不同的变化的结论,为此,提出了导线安装设计建议,可作为输变电系统线状电极电场分析的参考。

关键词：静电感应电场强度线状电极导线悬挂点

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组合线状电极工频电场强度仿真方法研究

广东电力 2010年第7期23卷 5-7,21页

作者：王廷江西南大学荣昌校区基础部重庆402460

以变电站中母线、隔离开关和断路器区域接线为例,建立组合线状电极工频电场强度数学模型,基于模拟电荷-矩量法对距离地面1.5m高处平面内的工频电场强度进行仿真计算,通过与实际测量值比较,证明该方法是区域电场强度定量计算的一种简便方... 详细信息

以变电站中母线、隔离开关和断路器区域接线为例,建立组合线状电极工频电场强度数学模型,基于模拟电荷-矩量法对距离地面1.5m高处平面内的工频电场强度进行仿真计算,通过与实际测量值比较,证明该方法是区域电场强度定量计算的一种简便方法,并得出以下结论:地面附近的电场强度主要由竖直方向分量决定,在隔离开关和断路器下方电场强度较强,母线下方电场强度相对较弱;组合线状电极几何位置发生改变,电场强度也会发生不同的变化。为此,提出安装设计建议:考虑电气设备之间的电气强度,适当增加架设高度,适当减小隔离开关与母线间距离。

关键词：母线隔离开关断路器静电感应线状电极工频电场强度

泡沫镍纱线的制备及其在线状柔性电极中的应用研究

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泡沫镍纱线的制备及其在线状柔性电极中的应用研究

作者：康超群南京邮电大学

学位级别：硕士

柔性可穿戴电子设备市场潜力大,发展迅速,已步入了人们的日常生活。柔性可穿戴电子器件对能源系统提出了新的要求,研制柔性、轻质的高容量电池和超级电容器成为这一领域的前沿课题。其中线状器件具有多维度柔性和可编织性能而得到广泛... 详细信息

柔性可穿戴电子设备市场潜力大,发展迅速,已步入了人们的日常生活。柔性可穿戴电子器件对能源系统提出了新的要求,研制柔性、轻质的高容量电池和超级电容器成为这一领域的前沿课题。其中线状器件具有多维度柔性和可编织性能而得到广泛的研究。线状器件的核心为线状电极,主要包括碳纤维、碳纳米管纤维、石墨烯纤维和生长了活性材料的金属丝线等。与碳基纤维相比,金属丝具有更优异的导电性和力学性能,适于后续的规模化制备,可通过机器进行纺织或编织等加工。但商用金属丝密度大,表面光滑,比表面积小,导致后续活性材料负载困难、有效容量低等问题。本论文提出泡沫镍纱线结构来降低密度、提高比表面积,即以尼龙纱线为模板,通过化学镀镍、电镀镍和后续高温还原煅烧工艺,制备多孔中空的泡沫镍纱线。利用该泡沫镍纱线的毛细作用,溶液吸附负载碳纳米管(CNTs)和石墨烯(graphene)等材料,构建超级电容器电极并组装全固态柔性线状器件,为高性能线状集流体和电极的研制探索新的途径。1.泡沫镍纱线的多孔中空结构赋予其本征毛细作用。利用这一性能,碳纳米管可通过简便的溶液浸渍而沉积在泡沫镍纱线的表面及孔中,形成碳纳米管/泡沫镍纱线(CNTs-PNY)电极。电极PNY的多孔中空结构具有高效吸附CNTs的能力,CNTs的负载量可以达到33 mg m。CNTs-PNY复合电极展示出优秀的电化学性能、优异的机械强度和柔韧性。线电极的体积电容在0.2 A cm电流密度下可以达到28.04 F cm。2.以PNY作为基底,通过和氧化石墨烯溶液加热还原法,在泡沫镍线上生长一层石墨烯;再通过一步水热的方法成功石墨烯表面负载了一层MnO纳米片,从而制备出MnO-Graphene-PNY复合电极。MnO-Graphene活性层与PNY集流体结合牢固。MnO超级电容材料显著提高了线状电极的容量。与纯石墨烯线状电极相比,MnO-Graphene-PNY复合电极的储能容量提高了5倍,其体积比容量在0.2 A cm的充放电流密度下可达34 F cm。该复合电极在1000次的循环充放下的仍保持在82.3%,显示出良好的稳定性。

关键词：柔性可穿戴导电纱线线状电极超级电容器碳纳米管石墨烯

线状全固态CNTF@ZnCo-OH//CNTF@RGO超级电容器的制备与电化学性能

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无机化学学报 2020年第12期36卷 2299-2306页

作者：毕士程李乾潘晓怡刘晓峰戚继球隋艳伟任耀剑委福祥孟庆坤何业增中国矿业大学材料与物理学院江苏省高效储能技术与装备工程实验室徐州212006

采用电化学沉积在碳纳米管纤维上复合锌钴氢氧化物纳米片(CNTF@ZnCo-OH),并研究其电化学性能。实验结果表明CNTF@ZnCo-OH电极在2 A·g^-1的电流密度下比电容为748 F·g^-1,在10 A·g^-1的电流密度下循环2000圈以后,比电容保持率高达110... 详细信息

采用电化学沉积在碳纳米管纤维上复合锌钴氢氧化物纳米片(CNTF@ZnCo-OH),并研究其电化学性能。实验结果表明CNTF@ZnCo-OH电极在2 A·g^-1的电流密度下比电容为748 F·g^-1,在10 A·g^-1的电流密度下循环2000圈以后,比电容保持率高达110.4%。该优异循环性能得益于碳纳米管纤维基底的网络结构和ZnCo-OH的纳米片状结构。以CNTF@RGO(石墨烯)为负极、CNTF@ZnCo-OH为正极,组装线状全固态非对称CNTF@ZnCo-OH//CNTF@RGO超级电容器。该器件在0.5 A·g^-1电流密度下比电容为70 F·g^-1,2000次循环后电容保持率为79.6%,并且在不同的弯曲状态下保持电化学性能不变,具有优良的机械稳定性。该非对称线状器件可以在0.8~1.4 V之间工作,其能量密度高达19.1 Wh·kg^-1,对应的功率密度为1400.3 W·kg^-1。2个30 mm长的线状器件可持续点亮LED灯10 s。

关键词：固态超级电容器碳纳米管纤维 ZnCo-OH 线状电极

两种电极作用下微细通道内的R141b流动沸腾传热

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华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第9期47卷 1-8页

作者：罗小平张超勇喻葭郭峰华南理工大学机械与汽车工程学院

为研究电场作用下微细通道内流动沸腾传热特性,设计了两种电极布置方式将电场引入到微细通道中,选取制冷剂R141b作为工质,在设计系统压力140 kPa,工质入口温度305.65 K工况下,研究了电场对微细通道内制冷剂R141b流动沸腾传热的影响.结... 详细信息

为研究电场作用下微细通道内流动沸腾传热特性,设计了两种电极布置方式将电场引入到微细通道中,选取制冷剂R141b作为工质,在设计系统压力140 kPa,工质入口温度305.65 K工况下,研究了电场对微细通道内制冷剂R141b流动沸腾传热的影响.结果表明:电场能够强化微细通道传热,针状电极作用下沸腾曲线明显左移,与针状电极不同,线状电极除0、250 V沸腾曲线基本重合外,其余沸腾曲线均明显左移,说明线状电极起强化作用的有效电压高于针状电极;饱和沸腾传热系数随热流密度的增大先增大后减小,随质量流密度的增大而增大,相对于无电场,在250、550、850 V的3种针状电极作用下饱和沸腾传热系数分别提高了39%、62%、77%,线状电极作用下提高了0%,50%,82%;低电压时,针状电极的强化传热因子大于线状电极的强化传热因子,高电压时则相反,在本实验工况下,针状电极下的强化传热因子最大为1.77,线状电极下的强化传热因子最大为1.82.

关键词：微细通道电场强化传热流动沸腾针状电极线状电极

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微细缝结构电解加工研究

中国机械工程 2009年第8期20卷 965-970页

作者：王少华朱荻曲宁松王昆南京航空航天大学南京210016

讨论了微细电解线切割加工的机制;针对加工中产生的短路现象,制定了进给运动控制方案;采用电化学腐蚀法在线制备了直径为10μm左右的钨丝线电极;设计了适合微细电解线切割加工特点的冲液系统;针对电解液、加工电压和加工速度等影响微细... 详细信息

讨论了微细电解线切割加工的机制;针对加工中产生的短路现象,制定了进给运动控制方案;采用电化学腐蚀法在线制备了直径为10μm左右的钨丝线电极;设计了适合微细电解线切割加工特点的冲液系统;针对电解液、加工电压和加工速度等影响微细电解线切割加工精度的因素进行了参数对比试验,通过优化加工参数,在不锈钢(0Cr18Ni9)试件上加工出了小至30μm的微缝以及直径为10μm的探针和90°微直角结构,尺寸均匀,加工稳定性好。

关键词：微细缝线状电极电解加工加工精度

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线状电化学储能器件的制备与性能研究

线状电化学储能器件的制备与性能研究

作者：康琪南京邮电大学

学位级别：硕士

线状柔性设备具有轻质、可编织和易集成等特点,成为可穿戴电子领域的重要发展方向。线状电极是线状器件的核心部件,制备高性能线状电极是近年来的研究重点。围绕传统的线状材料,如金属丝和纱线等,实现其功能化来制备线状电极仍存在较大... 详细信息

线状柔性设备具有轻质、可编织和易集成等特点,成为可穿戴电子领域的重要发展方向。线状电极是线状器件的核心部件,制备高性能线状电极是近年来的研究重点。围绕传统的线状材料,如金属丝和纱线等,实现其功能化来制备线状电极仍存在较大的挑战。本文利用课题组提出的泡沫镍-石墨烯-碳纳米管三维结构电极制备方法,将其拓展至金属丝集流体上,研制出线状和管状电极用于制备同轴电缆状超级电容器;结合湿化学法和水热法,以泡沫镍-石墨烯-碳纳米管三维结构为载体,通过在碳纳米管外原位修饰金属有机框架和过渡金属硫化物作为电极制备高性能非对称超级电容器。根据纱线的结构特点,利用其本征毛细作用,将二氧化钌活性物质“印染”到纱线上,制成空气电极并组装成柔性线状锂-氧电池。论文的主要研究内容如下:1.全包覆式功能化线状超级电容器:通过两步CVD法生长碳纳米管-石墨烯于镍丝/管,其次在CNTs的表面沉积了二氧化锰纳米片,以镍丝/管-石墨烯-碳纳米管-二氧化锰复合结构分别作为内/外电极并组装了同轴电缆状超级电容器。在0.29 m A cm-2的电流密度下取得了31 m F cm-2的面积比电容,相应的面积能量密度和功率密度分别为2.76μWh cm-2和230μW cm-2。此外,在0.38 m A cm-2的电流密度下循环10000次后,其电容保持率约为82%,展示出优异的循环稳定性。2.高性能非对称电容器:氮掺杂碳纳米管(NCNT)-石墨烯复合物作为非对称超级电容器的集流体。基于氮原子富电子特性,Ni Co2S4纳米片和MOFs原位生长于NCNTs表面,MOFs衍生碳-NCNT-graphene复合物作为负极,Ni Co2S4-NCNT-graphene复合物作为正极组装非对称超级电容器。在2 A g-1的电流密度条件下其比电容达到240 F g-1。3.高性能柔性锂-氧电池:基于棉线的本征毛细作用,将二氧化钌/氮掺杂碳纳米管复合物(Ru O2/N-CNTs)“印染”至金属丝/棉线表面及孔隙中,形成自支撑空气电极并组装成柔性锂空气电池。该线状锂-氧电池在电流密度为320 m A gcarbon-1时呈现出1981m Ah g-1的放电容量,并且在弯折状态下可循环100圈(>600 h)无明显衰减,显示出良好的柔韧性和稳定性。

关键词：线状电极超级电容器同轴电缆状非对称超级电容器锂-氧电池

电场作用下微细通道内流动沸腾传热及压降特性研究

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电场作用下微细通道内流动沸腾传热及压降特性研究

作者：郭峰华南理工大学

学位级别：硕士

电场强化沸腾传热技术主要通过电场、流场和温度场之间的耦合作用来实现强化换热的目的,将电场强化技术引入微通道流动沸腾,可进一步提高微通道换热器的换热性能,在解决微尺度热质输运问题方面具有广泛的应用前景。设计了针状、线状两... 详细信息

电场强化沸腾传热技术主要通过电场、流场和温度场之间的耦合作用来实现强化换热的目的,将电场强化技术引入微通道流动沸腾,可进一步提高微通道换热器的换热性能,在解决微尺度热质输运问题方面具有广泛的应用前景。设计了针状、线状两种电极结构下的微细通道试验段,通过在电极上施加较低的电压,即可在通道内形成高强度的非均匀性电场,其中针状电极形成的是间断电场,线状电极形成的是连续电场。以制冷剂R141b为工质,研究了针状电极电场作用下微细通道内流动沸腾的传热及压降特性,结果表明:针状电极形成的间断电场可以在整个电极分布区都表现出很好的强化沸腾传热效果,且电压越高强化效果越好,850 V下的平均饱和沸腾传热系数相比0 V时平均可提高41%。电场强化效果与干度有关,本试验中干度小于0.11时,强化效果显著;干度高于0.23时,强化效果大大降低。电场强化沸腾传热效果还与热流密度和质量流率有关,热流密度越低、质量流率越高,强化效果越显著。电场的作用使得通道内摩擦作用增强,因此导致总压降、两相流压降、单位长度两相摩擦压降均随着电压的升高而有所升高,试验条件下微细通道内的总压降最高提高了16.21%。进行了线状电极作用下的微细通道流动沸腾试验,结果表明:由线状电极形成的连续性电场也可以起到强化沸腾传热的效果,且其强化规律与针状电极有相同之处,热流密度越低、质量流率越高,电场强化效果越好。线状电极电场强化沸腾传热所需的最小电压有所提高,本试验中线状电极在400 V时表现出强化效果,而针状电极仅需250 V。低电压条件下,线状电极的强化效果比针状电极弱,400 V时针状电极、线状电极的强化因子分别为1.44、1.24;而高电压时,线状电极的强化效果又比针状电极强,850V时针状电极、线状电极的强化因子分别为1.69、1.75。通过对气泡所受的电场力进行分析可知,电场之所以能够强化沸腾传热是由于电场力可以将气泡压迫在换热壁面,从而大大增加了薄液膜区的蒸发面积。

关键词：电场强化传热微细通道流动沸腾针状电极线状电极