摘要：针对PEMFC引射器的性能受结构尺寸影响,且根据主流设计方法所得到的方案存在严重的设计点偏离问题,本文开展引射器优化设计。首先根据索科洛夫经验公式对引射器进行初步设计,确定需要优化的参数;然后采用拉丁超立方试验设计方法确定初始样本点,样本点的响应值均由CFD计算分析得到;接着构造径向基函数代理模型,并对其进行超参数调优提高模型性能;再通过粒子群优化算法对当前代理模型进行优化,获得原优化问题的可能最优解;在优化过程中逐步增加内部样本点,并更新代理模型以提高其在全局最优解附近的精度;最后对优化参数进行相关性分析。使用该方法对某引射器进行优化设计,结果表明:引射器在最优设计点处引射系数提高22.5%;喷嘴出口直径、混合室入口直径、喷嘴距混合室入口间的距离对引射器性能具有较大影响。

摘要：以木片气化气为燃料,分析了IT-SOFC/GT混合动力系统运行性能,研究了水蒸气量的改变对重整器重整特性、燃料电池电化学特性以及混合系统热力学性能的影响。结果表明:在设计工况下,混合动力系统的发电效率高达59.24%,具有较好的系统性能。水蒸气增加,反应温度降低,导致CH_4重整反应平衡常数降低,不利于CH_4向H_2转化;CO水气变换反应平衡常数随温度降低而增加,有利于CO转化,但综合产氢量减少。燃料电池的电极和欧姆极化随水蒸气的增加而增加,能斯特电势减少,电池的输出功率和发电效率减少。混合系统的输出功率和发电效率均随水蒸气量的增加而减少,发电效率从61%降到56.91%。但从重整器、电池堆以及整个系统的安全运行方面考虑,保持较高的水蒸气量非常重要。

摘要：以木片气化气为燃料,建立中温型固体氧化物燃料电池(intermediate temperature solid oxide fuel cell,IT-SOFC)/燃气轮机(gas turbine,GT)混合动力系统的详细模型,分析混合动力系统的运行性能,研究生物质气的组分和水碳比的变化对混合动力系统性能的影响。结果表明,在设计工况下,以木片气化气为燃料的IT-SOFC/GT混合动力系统的发电效率高达59.24%,具有较好的系统性能。生物质气组分的变化对混合动力系统性能影响很大,H2百分比的变化使系统输出功率变化幅度最大,CO和CH4相近,系统的发电效率随H2百分比增加略有上升,随CO和CH4百分比的增加下降明显。研究还表明,当水碳摩尔比([S]/[C])改变时,系统输出功率和发电效率随着[S]/[C]的减小而逐渐增加,但从系统运行安全性和寿命方面考虑,应选择适当的[S]/[C]值。

摘要：对不同控制方式下熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机(molten carbonate fuel cell/micro-gas turbine,MCFC/MGT)混合动力系统非设计工况下的运行特性进行了分析。为使混合动力系统在部分负荷时有好的运行特性,提出了不同的控制方式,并将系统和部件在不同控制方式下的运行特性进行了比较。结果表明,在不同的控制方式下系统的特性会发生明显的变化。其中,变转速控制使系统有较好的性能,但这种控制方式会导致压气机在低转速下发生喘振。对燃气轮机的分析结果表明,由于压损的增大以及压气机和透平效率的下降,最终导致燃气轮机的输出功下降。

摘要：随着社会的快速发展,能源问题日益凸显,有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)是一种回收低品位废热、节约能源的有效手段。本文建立了有泵/无泵、单压/双压对应的4种ORC系统,并针对4种系统进行了发电性能分析,对比了4种系统在不同工况下的发电量和[火用]效率。首先在设计工况下,以发电量为优化目标得到了最优蒸发温度和最优工质流量。然后在最优设计参数下,研究了当实际运行偏离设计工况时,即热源温度波动时以及在不同季节4种系统的性能变化规律。结果表明,双压无泵系统发电性能最好,同时结构和控制也最复杂。

摘要：Pt基催化剂是氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)最有效的催化剂,然而有限的Pt资源和高Pt载量严重制约了质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的规模化应用.开发同时具有低Pt含量、高活性的ORR催化剂是推动PEMFCs大规模商业化的有效途径.本文从纯Pt催化ORR的机理出发,对当前研究中具有优异性能的均匀Pt合金催化剂和核-壳结构Pt基催化剂的ORR催化机理进行了阐述,并概述了其研究进展、研究策略和制备方法.尽管目前的研究致力于对Pt基纳米颗粒的形貌、粒径、元素组成和晶面等进行精确设计和调控,并在实验室层面实现了活性和耐久性的显著提升,但是现有常用制备方法存在的问题使得其商业化生产无法取得突破进展.最后对Pt基催化剂的规模化制备提出了见解,并对其前景进行了展望.

摘要：根据缸盖水腔内可能存在的传热状态及特点定义了强制对流区、部分发展泡核沸腾区、充分发展泡核沸腾区、临界裕量区和过渡及膜态沸腾区五种区域。基于对传热模型带来的误差和水腔设计安全裕度两方面的考虑,提出了缸盖水腔设计的临界极限判定方法。开发了缸盖水腔传热设计判据的软件模块,应用于两款发动机缸盖水腔的设计计算分析,重型商用车柴油机缸盖火力面温度计算值与测试值的最大误差为3.19%,平均误差为1.42%,表明新方法能够较准确地评价缸盖内的传热实际情况。紧凑型柴油机缸盖水腔设计中的应用说明新方法便于用来评判和指导缸盖水腔设计方案的改进。

摘要：血红素作为一种天然金属大环化合物常被用于制备非贵金属电催化剂用于燃料电池阴极的氧还原反应,但是其电催化活性仍有待提升。本文以氯化钠作为模板设计合成了一种中空的铁基非贵金属电催化剂Hemin-HD(Hemin hollow derivative),在碱性介质中该催化剂可以高效地催化氧还原反应。结合透射电镜、X射线衍射、比表面积分析和X射线光电子能谱等物理化学表征可知,与无模板制备的电催化剂Hemin-D(Hemin derivative)相比,Hemin-HD电催化剂比表面积提升了6.5倍,孔容积增加了3.8倍。这主要是由于该电催化剂中空结构的设计使得催化活性位可以同时分散在内表面和外表面,比表面积的增加加强了活性位点的暴露,提高了活性位点密度。此外,Hemin-HD电催化剂中的孔道结构可以有效地改善氧气传质速率,加强活性位点与反应物之间的接触,从而有效提高催化剂的氧还原活性。

摘要：船舶柴油机智能控制技术是将人工智能算法引入到船舶柴油机控制领域,提高复杂时变非线性系统的控制性能。重点针对基于智能控制算法设计的柴油机子系统控制器研究和基于非线性模型预测架构的柴油机在线性能优化研究,对船舶柴油机智能控制技术的研究现状和进展进行了综述,并分析了此研究领域所涉及的主要理论和方法。根据船舶柴油机智能控制不同应用需求,重点介绍了智能控制方法在船舶推进柴油机新型燃烧、复杂气系统、转速跟踪等控制问题中的应用,分析了智能控制方法的优缺点,讨论了在船舶柴油机控制领域中智能控制技术的未来研究方向和面临的挑战。

摘要：针对增压型熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)与现有微型燃气轮机(MGT)设计的混合动力系统,分析了在部分负荷运行时MCFC的特性;在MCFC建模过程中,考虑了电流密度和电池工作温度等参数的影响,并将模拟结果与其实验数据进行对比;应用压气机和透平的特性曲线建立了MGT在非设计工况下的分析模型;提出了4种不同的控制方式,以控制系统的部分负荷运行,并应用所建模型分析了系统中MCFC在不同控制方式下的特性.结果表明:通过有效的控制手段以保持较高的MCFC工作温度,可使MCFC在部分负荷运行时的效率高于设计点值;MCFC的性能对混合动力系统影响很大;在部分负荷运行时需要维持较高的电池工作温度以提高系统性能.