摘要：受益于丰富的矿产资源、超高的理论容量和卓越的安全性,水系锌电池成为下一代储能设备的有力竞争者。作为锌电池理想的正极材料候选者,近年来钴基电极材料因其高输出电压、高理论容量和优异的氧化还原能力(Co^(2+)←→Co^(3+)←→Co^(4+))而受到越来越多的关注。虽然研究者对应用于锌空气电池的钴基催化剂进行了文献综述,但是主要集中在单一催化方向,缺乏关于钴基电极材料多功能特性的系统总结。本文介绍了钴基正极材料在锌电池中的多功能特性,结合其氧化还原和氧催化两方面能力,从锌钴电池拓展到复合锌钴电池体系。然后,从两种电池体系中的充放电机理出发,详细介绍了当前锌钴电池中钴基材料的优化策略,以及复合锌钴电池中电极/电解液三相界面的设计方案。最后,本文介绍了当前研究的不足,并对未来研究方向进行了展望。

摘要：为了提高相变发汗冷却的冷却性能,提出不同孔隙率组合的双层多孔板结构设计代替传统的单层多孔板结构.以液态水作为冷却剂,使用修正后的局部热非平衡两相混合流模型,数值研究了不同孔隙率组合的多孔板内流-固耦合传热和冷却剂流动输运特性.数值模拟结果表明存在可以降低结构表面温度的双层多孔板设计,并且在冷却剂流量较大、液体水相变发生在上层多孔板内时,该新型结构相较于传统结构的表面温度降低更为明显.与此同时,冷却剂的注射压力被重点关注.由于水蒸气的运动黏度远高于液体水,研究中发现当冷却剂相变发生在多孔板内时,冷却剂的注射压力主要取决于水蒸气所集中的上层多孔板孔隙率.因此基于多孔介质内的渗流特性,采用孔隙率较大的上层多孔板有助于降低结构内的水蒸气压力,从而实现多孔板板底冷却剂注射压力的降低,在某一孔隙率组合中冷却剂注射压力的最大降幅可以达到65%.如果采用相反的孔隙率设计,即下层多孔板的孔隙率较大,虽然也可以在一定程度上降低表面温度,但是注射压力将会数倍增加,不利于相变发汗冷却的实际应用.

摘要：面对超燃冲压发动机燃烧室严峻热环境,需要通过改进设计以提高气膜冷却性能。本文用数值方法分析比较了三种不同于传统气膜冷却的结构:(1)沿冷气通道增加气膜孔直径的改进型气膜冷却结构;(2)增加冷气冲击与对流换热的层板冷却结构;(3)增加多孔板的发散气膜组合冷却结构。通过机理实验数据验证数学模型和数值方法。利用经过验证的模型和方法,在真实的超燃冲压发动机燃烧室工况下,数值分析三种结构的冷却机理。在不同冷气注射量下,比较三种冷却结构热端冷却效率及温度分布的均匀性,结果表明组合冷却结构最高冷却效率高出其他结构的28%。此外,分析热障涂层对三种结构综合冷却特性的贡献,结果表明层板结构冷却效率在大冷气量下高出其他结构的16%。

摘要：为减少塔式太阳能吸热器在高温下快速增加的辐射热损,基于聚光太阳辐射的空间分布不均匀特性,提出并优化一种在吸热器表面不同入射能流区域采用不同光谱选择性吸收涂层的多区域涂层设计方法,并与均一选择性吸收涂层和传统灰体涂层吸热器进行热损性能、全天适应性和全年性能的对比分析。结果表明:在中国帕里地区,吸热器进口温度为290℃、出口温度为800℃的条件下,多区域涂层对比传统灰体涂层和均一选择性吸收涂层吸热器在典型日12月21日中的辐射热损分别降低89.8%和75.7%,总热损分别降低63.9%和38.5%;全年光热转换效率可分别提升8.1%和2.4%。

摘要：现代科技发展对温度的辐射测量提出了更高的要求,采用波长封闭求解温度的多波长测温法得到了广泛应用。然而准确确定被测物体发射率的函数表征是测量真实温度的难题。引入仪器测量的概念后,将确定物体发射率的难题转化为确定仪器发射率模型,用物体与仪器发射率光谱分布曲线的交点波长构造真实温度封闭求解的条件,是辐射测温的一大进步。研究提出采用波段积分消除物体辐射二元函数带来的波长对测温的影响,并且积分中值波长恰巧可以取代交点波长,结合“谱色函数”实现了对上述曲线交点的捕捉,完成了真实温度的测量。需要明确,测温所需波长个数并非越多越好。对普朗克定律中第一、第二辐射常数进行修定,得到了广义测温模型,使得测量所需波长数目限定为“3”,其可以作为普朗克定律与发射率级数模型乘积表征所需测温波长的下限数目,这是辐射测温的另一突破。用物体辐射定义层面上的数学形式表示广义模型,实现广义模型与线性仪器发射率的对接。在可见光与近红外大气窗口波段内,对广义模型和仪器测量方程进行数值拟合,验证了定义式与广义模型在任意波段内的适应性。在可见光波段内,对金属钨的实验数据进行仿真计算,结果表明:广义模型通过调整有限的待定参数,很好地还原了金属钨的辐射数据;“谱色函数”的设计能够实现对测温波长的有效分辨;计算得到金属钨的温度相对误差均小于0.15%,证明基于光谱分布曲线交点捕捉的测温方法是实现物体真实温度辐射测量的有效途径。

摘要：固态放电产物过氧化锂(Li_(2)O_(2))与锂氧电池的性能密切相关,Li_(2)O_(2)会加剧浓差极化和电荷转移阻力,导致电压突降和较差可逆性。尽管先前的Li_(2)O_(2)生成理论有助于指导电池设计,但却难以解释Li_(2)O_(2)的全部行为,特别是那些非常规形态的Li_(2)O_(2)。因此,Li_(2)O_(2)的生成路径仍然是一个谜。本文回顾了近二十年来对Li_(2)O_(2)生成的认识过程,包括Li_(2)O_(2)形貌的变化、导致不同形貌的反应路径以及相应的反应界面。本文认为由于溶液路径与表面路径的动态耦合,一些Li_(2)O_(2)颗粒对电极表面具有强烈的依赖性,并基于实验结果和理论提出了一种可能的机制,以期开发更先进的表征技术来揭示Li_(2)O_(2)复杂的生成路径,并指引锂氧电池的发展。

摘要：本文针对耦合在冷藏车上的CO_(2)混合工质冷电联合循环系统,对其道路运行时的非设计性能进行分析。首先,根据道路运行参数,对内燃机的工况变化区间进行了归类划分;随后,依次建立了稳态设计模型和非设计计算模型。计算结果显示,对于整个道路工况下不同的发动机运行工况,最佳的混合工质CO_(2)充注比例不同;另一方面,对于整个道路运行工况下的综合性能表现,考虑非设计运行与只考虑稳态设计的系统最优混合工质CO_(2)充注比例相近。

摘要：S-CO_(2)布雷顿循环因其结构紧凑和热效率高等优点而被认为是最具有发展前景的动力系统之一。不同构型的动态特性对构型优选至关重要。本文基于Matlab/Simulink搭建了简单回热、再压缩和再热三种S-CO_(2)布雷顿循环构型的动态模型,并探究了不同构型在热源温度阶跃下的开环特性和控制冷端温度下的负荷追踪特性。结果表明,三种构型均可以在控制冷端温度的前提下实现负荷的及时追踪。在设计工况下再热构型的热效率高于再压缩构型,但随着负荷的下降,结果则相反。

摘要：传统微槽群散热器(TMHS)因散热能力强、无功耗等优点,在LED散热领域广泛应用。然而,TMHS与LED光源基板之间需热界面材料填充,导致产生界面热阻,影响散热效果。为消除界面热阻,提高TMHS散热性能,实现大功率LED散热器小体积、轻量化,本文提出在LED光源基板上加工微槽,并将其与TMHS微槽取热表面设计成一体化器件,形成光热一体化微槽群散热器(PIMHS)。实验表明,PIMHS具有良好的散热能力、均温性能、光学参数以及可靠性。LED光源输入功率500 W时,PIMHS与TMHS相比,热阻下降4.5倍,LED光源表面温度下降30.34%,光效提升28.8%。并且,PIMHS可实现kW级LED光源散热,横向、纵向温差均小于1℃。

摘要：二氧化碳是优良的发电循环工质和制冷剂,通过二氧化碳冷电联合循环可实现电能和冷能并供,目前已有一些循环理论探索与分析,未见实验研究。为此,本文搭建了一套基于二氧化碳工质的冷电联合循环试验样机系统并开展了初步实验测试。结果表明,在动力子循环运行稳定后启动制冷子循环,系统关键运行参数仅在小幅度范围内发生变化,联合循环能平稳快速地实现从动力循环模式向冷电联合循环模式的切换。此外,本文探究了外部冷热源参数变化下循环系统的运行及性能响应规律,可为进一步优化二氧化碳冷电联合循环的结构和系统设计提供参考。