吴锋
,
王保国
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2008.05.013
使用离子液体"充填型"支撑液膜,进行乙醇/水混合物的蒸汽渗透膜分离实验,比较了原料浓度、操作温度对分离性能的影响.结果表明,离子液体支撑液膜的蒸汽渗透过程能够实现乙醇脱水,用于制备无水乙醇.经过140 h的实验测定,支撑液膜分离性能稳定.在50℃温度下,原料中含水摩尔分数0.024～0.24时,蒸汽渗透分离因子5.5～3.2,渗透通量55 g/(m2·h).离子液体支撑液膜的蒸汽渗透膜分离过程,有望用于醇类水溶液组成的恒沸体系脱水.
关键词:
离子液体
,
支撑液膜
,
蒸汽渗透
,
乙醇/水混合物
刘艳明
,
关朝斌
,
孙拓
,
王保国
工程热物理学报
对5°冲角下分别具有吸力面合成射流激励和端壁合成射流激励的压气机叶栅内流场进行了详细的数值模拟.结果表明:合理施加的合成射流吸力面激励和端壁激励均推迟了分离的出现,使分离点都向下游流方向有所偏移,同时有效增强r分离区内外的掺混,使旋涡强度减弱,损失降低,明显改善了栅内的流动状况;合成射流的非定常扰动特性有效抑制了出口端壁角区内的速度波动;不同激励型式、激励位置和激励强度(激励范围)对作用效果有较大影响,端壁圆孔激励因激励范围较小,对叶栅内流动状况改善不明显.
关键词:
合成射流
,
激励
,
压气机叶栅
,
损失
,
速度波动
李连超
,
李波
,
洪波
,
王保国
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2005.05.002
提出了一种通过超滤膜水的渗透通量或渗透体积评价水质污染状态的新方法.从我国不同地区取来18种水质,包括井水、河水、海水、湖水,并用固定超滤膜的超滤实验装置进行了测试,水渗透体积和水通量随时间的变化可以表征水样中污染物的含量,以此描述水质的差别.由串联阻力模型推导出的修正污染指数(MFI)数学关系并结合渗透体积和水通量的实验数据拟合出18种不同水质的MFI.结果表明,水渗透体积随时间、渗透通量随时间及操作压力的变化与MFI值是一致的.并且从膜污染的理论上解释了超滤膜的实验结果.
关键词:
水质评价
,
膜污染
,
超滤分离
,
超滤膜
陈晓
,
宋士强
,
范永生
,
刘平
,
王保国
膜科学与技术
研究质子传导膜对全钒液流电池性能的影响,包括膜面电阻、阻钒性以及质子传导膜厚度,为研究开发适用于全钒液流电池的质子传导膜提供依据.通过测定钒电池循环充电/放电过程的效率、暂态极化曲线、静态交叉放电曲线,建立选择与优化膜材料的评价方法；在考察膜电导率、膜厚、阻钒性和机械强度的综合性能指标后,认为膜面电阻在0.3～0.5 Ω·cm2范围,具备优良阻钒性能条件下,膜厚约150 μm比较合适.使用符合该性能的聚偏氟乙烯质子传导膜时,钒电池能量效率超过70％,有望满足发展大容量蓄电储能装备的需要.
关键词:
全钒液流电池
,
质子传导膜
,
膜面电阻
,
阻钒性
,
膜厚
,
电池效率
刘平
,
青格乐图
,
郭伟男
,
陈晓
,
初晓
,
王保国
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2012.02.005
为了满足新能源电池对质子选择性导电膜的需要,提出一种质子传导膜的新型制备工艺,并进行质子传导膜的制备工艺放大.以聚偏氟乙烯(PVDF)和烯丙基磺酸钠(SAS)为原料,成功制备长1000 mm、宽800mm的质子传导膜.膜性能测试结果显示,质子传导膜电导率随SAS质量分数变化显著.当SAS质量分数为20％时,膜电导率3.0×10-2 S/cm;膜化学稳定性良好,使用Fenton试剂氧化法测得膜剩余质量分数97.5％；屈服强度23 N/mm2,膜爆破强度为2 MPa; TGA分析膜分解温度高于400℃.该膜应用于全钒液流电池,自放电实验测得开路电压下降速率为1.41×10-3V/h,库伦效率93％.结果表明,膜材料综合性能良好,有望在全钒液流电池产业化过程中得到大规模应用.
关键词:
质子传导膜
,
全钒液流电池
,
电导率
,
电池实验
王保国
,
刘淑艳
,
杨英俊
,
张雅
,
靳艳梅
工程热物理学报
本文在非结构网格下,采用时间上二阶精度、空间上不低于二阶的高分辨率格式求解涡轮级三维流场,得到了与实验数据大体接近的N-S方程数值解.计算表明:本文所构造的双时间步迭代格式具有稳定、高效的特征.实践显示:本文用FORTRAN与C语言混合编制的N-S方程源程序,可用于涡轮级三维非定常流场计算.
关键词:
涡轮级
,
非结构网格
,
双时间步迭代格式
,
N-S方程数值解
王保国
,
刘淑艳
,
张雅
,
于勇
,
靳艳梅
工程热物理学报
针对三维非定常、可压缩流场的Navier-Stokes方程组,本文提出一种新的双时间步长高精度快速迭代格式.该格式在时间上具有二阶精度,在空间离散上不低于三阶.在对流项与粘性项的处理上,本格式分别采用了加权ENO-强紧致格式与紧致四阶精度格式的思想.几个典型算例的实践表明:计算结果与相关实验数据比较吻合,初步表明了该算法可以在非结构网格下具有高效率与高分辨率的特征.
关键词:
加权ENO格式
,
强紧致格式
,
双时间步迭代格式
,
非结构网格
宋士强
,
陈晓
,
郭伟男
,
范永生
,
王保国
膜科学与技术
研究全钒液流电池充电/放电过程,电解液中不同价态水合钒离子、氢离子、水分子在纳米孔径的质子传导膜中的渗透迁移行为,为膜材料性能改进以及电解液系统管理提供依据.通过测定全钒液流电池开路状态下的自放电、恒电流模式下的充电/放电循环过程,分析钒离子渗透和水迁移影响因素,揭示电池运行过程纳米多孔质子传导膜中钒离子渗透及水迁移规律.结果表明:自放电过程主要发生钒离子浓度差作为推动力的传质扩散,水分子的跨膜净迁移量可忽略;在恒流模式下的充电/放电循环过程中,隔膜两侧阴极、阳极电解液中水合离子迁移、浓差扩散、渗透压效应均发生作用,导致阳极侧电解液向阴极侧发生净的水迁移,需要通过电解液管理保持电池系统正常运行.
关键词:
全钒液流电池
,
纳米多孔质子传导膜
,
钒离子渗透
,
水迁移
郭伟男
,
吴旭冉
,
青格乐图
,
范永生
,
王保国
膜科学与技术
以多乙烯多胺类物质和均苯三甲酰氯为反应单体,采用多层界面聚合方法制备质子传导膜.在聚偏氟乙烯超滤膜表面进行多层界面聚合反应形成离子选择性分离膜,该膜具有质子传导能力和VO2+离子阻隔能力.通过系统研究水相溶液中单体种类对质子传导膜性能的影响,结果表明,以四乙烯五胺为水相单体制得的质子传导膜电化学性能较优,其电导率达到8.0×10-3 S/cm;VO2+离子扩散系数降低了一个量级,达到2.4×10-12m2/s;离子选择性系数60,较改性前提高2.2倍.研究发现,膜的离子选择性和膜致密层高分子链结构电荷密度之间存在相关性.
关键词:
质子传导膜
,
多层界面聚合
,
电导率
,
离子选择性
,
结构电荷密度
