导读:本文包含了传质扩散论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:高温质子交换膜,燃料电池,介观模拟,扩散系数
传质扩散论文文献综述
孙红,张添昱,李洁,李天一[1]（2019）在《基于介观分析的HT-PEM燃料电池阴极扩散层传质研究》一文中研究指出目的研究高温质子交换膜燃料电池阴极扩散层中传质过程,解决扩散环境因素降低传质扩散效率的问题.方法基于Martini力场原理建立介观力学数学模型,采用Materals Studio软件中Mesocite模块构建气体与扩散层的粗粒化几何模型,通过介观动力学方法分析温度、扩散层孔隙曲折度、孔隙率和气体组分等因素对阴极扩散层中传质过程的影响,并根据均方位移研究不同因素对扩散系数的影响.结果随着温度升高,气体各组分在扩散层中的扩散系数增大;碳纳米管长度变大,氧气分子扩散系数下降,而水分子扩散系数上升;水分子质量分数增大,氧气分子的扩散系数下降,而水分子的扩散系数上升.结论在一定范围内增大扩散层的孔隙率以及降低反应时水分子的质量浓度会有利于反应气体的扩散,提高反应效率.(本文来源于《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》期刊2019年03期）
杨海涛,郑志坚,朱家骅,陈倬,杨晨鹏[2]（2019）在《气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型》一文中研究指出基于气溶胶中PM2.5微细颗粒物拟流体特性,对气液交叉流阵列中PM2.5在气溶胶流体传热传质边界层内热泳和扩散泳运动进行拟传质机理分析,与跟随气体的对流传质相迭加,建立了气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型,并进行了实验检验。实验在固定对流条件下,考察了不同气液相温度差导致的热泳、不同气相湿度差导致的扩散泳和颗粒粒径等因素对气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数的影响。实验数据统计值与模型表达趋势一致,在初始温差40℃、初始湿度0.118 kg/kg条件下,100排气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数模型预测值为3.33×10~(-3)m/s、实验值为3.75×10~(-3)m/s。(本文来源于《化工学报》期刊2019年06期）
岳利可[3]（2017）在《疏水处理对PEMFC气体扩散层传质特性的影响》一文中研究指出质子交换膜燃料电池已经初步进入商业化运用阶段,但是如何进一步降低其生产成本以及提高其性能仍然是目前研究的重点。探究燃料电池内部的水气传输特性,寻求有效的水管理策略,进而解决其内部的水平衡问题依然是延长电池使用寿命以及提高电池性能的关键所在。扩散层作为燃料电池的核心部件,承担着气体扩散以及水分排出的功能,在燃料电池水管理中发挥着举足轻重的作用。本文围绕燃料电池水管理展开并以扩散层为研究对象,主要工作包括叁部分,第一部分利用疏水剂PTFE对普通亲水性的扩散层进行疏水处理,制作出了不同宽度和PTFE含量的条状混合型气体扩散层;第二部分针对燃料电池水管理,将上述制作的混合型扩散层应用到水含量较多的质子交换膜燃料电池阴极,通过实验研究混合型气体扩散层对燃料电池性能及阴极水分布的影响;第叁部分则对含水状态的混合型气体扩散层,分别利用可视化的实验装置,X射线扫描,中子成像技术等观测方法对扩散层内水分布及水含量的变化进行了观测。首先,目前的研究成果显示气体扩散层的疏水性处理确实对燃料电池性能有影响,但是目前研究大多是用疏水剂对整个气体扩散层进行处理或带着微孔层进行部分疏水处理。上述两种方法一方面不能直接观察比较亲疏水性带来的水分布变化;另一方面,带着微孔层对扩散层进行疏水处理时,容易造成PTFE颗粒堵塞微孔层,使燃料电池性能下降。因此本文设计了一套实验装置制作出了不含有微孔层的亲疏水区相间分布的混合型扩散层,并将其应用于燃料电池的阴极。其次,利用燃料电池测试平台对阴极使用混合型扩散层的燃料电池进行了性能测试。结果发现,相同工作条件下,阴极使用混合型气体扩散层的燃料电池表现出更好的发电性能;同时对电池的内部电阻进行了测量,发现使用混合型扩散层的燃料电池内部电阻更小;另外,利用X射线扫描设备对燃料电池进行原位的可视化观测,发现使用混合型扩散层后,燃料电池阴极液态水不再均匀分布,主要集中在亲水区。最后,为进一步研究混合型扩散层亲疏水区域分布及水含量的变化,采用真空浸水和自然蒸发条件,利用中子成像技术对其进行了可视化及定量分析。研究发现,随着蒸发过程的进行,疏水区内的水分蒸发更快,说明相同水含量情况下,疏水区更有利于液态水的排出;其次,研究结果发现在燃料电池用多孔介质内的水分移动仍然受重力的影响,这对今后研究燃料电池水管理问题具有重要意义。(本文来源于《天津大学》期刊2017-09-01）
黄建[4]（2017）在《蒸汽在高分压不凝气体中扩散流动的传质研究》一文中研究指出本研究基于973项目"钢铁生产过程高效节能基础研究"子课题"生产过程的能量转化与优化配置方法"。主要针对中低温余热回收设备中的热管换热器进行蒸汽凝结换热的研究。文献研究表明,热管中混入少量不凝气体就会对装置换热效果造成巨大抑制。在使用前需要进行抽真空操作,而抽真空耗能耗时,特别是大型热管换热装置,且抽真空后管内仍会残留少量不凝气体影响换热。本文设计开发一种不抽真空的重力回路热虹吸管,有效解决不凝气体对换热设备带来凝结换热的抑制。相比传统回路热管,不抽真空的重力回路热虹吸管无需管芯材料,工作液依靠重力在系统内自循环,仅在冷凝管末端增加气液分离器,将不凝气体引入气液分离器,可大幅降低不凝气体在冷凝管中对蒸汽凝结传热的抑制。同时,气液分离器限制了不凝气体在回路系统内循环流动,避免不凝气体对蒸发器和冷凝器换热造成循环影响。研究发现,不抽真空重力回路热虹吸管内存在大量不凝气体时,蒸汽在高分压不凝气体中形成混合传热传质区域,我们将此区域定义为扩散栓塞区。在扩散栓塞区不凝气体阻碍蒸汽流动,蒸汽通过流动+扩散的方式到达液膜表面凝结换热,同时不凝气体逆蒸汽流动方向发生逆向扩散并达到局部区域的动态平衡。实验研究了重力回路热虹吸管内不凝气体对系统启动过程的影响发现,不凝气体含量、系统充液率、蒸发器热负荷以及气液分离器安装位置均会对系统启动时间、运行压力及蒸发器和冷凝器温度造成影响。研究表明:1)重力回路热虹吸管启动过程蒸汽与不凝气体在蒸汽管中形成扩散栓塞区,蒸汽推动扩散栓塞区,并压缩不凝气体进入冷凝管及末端的气液分离器,当扩散栓塞区进入冷凝管后,系统压力迅速降低,形成启动过程"压力峰"现象;2)系统充液率越高,启动过程压力越大,启动时间越长;蒸发器热负荷越大启动时间越短;不凝气体含量越高,启动时间越长;3)气液分离器内有效初始气相容积越大,回路热虹吸管启动越容易。不抽真空重力回路热虹吸管进入动态平衡工作阶段后,大量不凝气体聚集在气液分离器内并逆蒸汽流动方向,向冷凝管逆向扩散,与蒸汽形成扩散栓塞区,影响冷凝管内的凝结换热。实验表明:1)不凝气体提升系统运行压力及蒸发器的蒸发温度,有利于提高局部凝结换热量,但会影响整个换热系统的换热能力;2)扩散栓塞区放大了由于蒸汽蒸发凝结自平衡引起的系统压力震荡,使冷凝管管壁温度振幅增大,而扩散栓塞区的震荡可以提升局部的凝结换热效率;3)扩散栓塞区的存在大幅改变了冷凝管内蒸汽的凝结分布,不凝气体含量越大,蒸汽凝结越集中在冷凝管前段,70%充液率蒸发器热负荷为3.0kW时,不抽真空工况在冷凝管前段的平均热流密度是抽真空工况的1.67倍,有效冷凝管长度比抽真空工况短;4)系统内添加含量为0.5-1wt%乙醇后,会促进蒸汽的局部凝结换热,降低不凝气体对凝结换热的影响,提升换热器的换热效率。为了检测扩散栓塞区内不凝气体的分布,我们设计了一套非接触式红外检测平台,利用水蒸气和不凝气体(空气)对红外光谱中特定光谱吸收率的不同,测量水蒸气在石英玻璃冷凝管中的分布,得到了冷凝管内扩散栓塞区的分布位置及扩散栓塞区内组分浓度分布。最后基于组分输运方程建立了扩散栓塞区内蒸汽与不凝气体的流动扩散模型,使用Maxwell-Stefan组分扩散代替组分输运方程中的Fick定律扩散项,并数值计算得到模型在某些工况下的近似解。将扩散栓塞区模型计算得到的数值解与实验数据相比较,发现模型能准确描述出冷凝管内蒸汽及NCG的扩散流动规律。(本文来源于《北京科技大学》期刊2017-05-17）
李超[5]（2016）在《多级孔分子筛的设计制备、传质扩散及催化性能研究》一文中研究指出分子筛(Zeolite)是一类具有规则微孔孔道结构的硅铝酸盐晶体,作为一种重要的无机多孔材料,由于其独特规整的孔道、较高的水热稳定性、择形作用和强酸性等特征,被广泛应用于催化、吸附、分离、医药等多个领域。随着现代工业的发展,市场对丙烯等基本化工原料需求越来越旺盛,ZSM-5、Beta、Y等传统微孔分子筛已无法满足重质油中大分子的催化裂化(Fluidized catalytic cracking,FCC)要求,传质扩散限制引起的催化剂失活、转化率严重下降等问题日趋严重。而以MCM-41为代表的M41S系列介孔分子筛也具有水热稳定性较差,孔壁非晶化及活性位点酸性较弱,催化活性不够等缺点,而且择形催化作用很弱,所以在很多催化反应中不能达到很好的效果。通过在微孔分子筛晶体中引入介孔,结合介孔材料孔道尺寸上的优势和微孔分子筛酸性强、稳定性高等优点,制备出具有强酸性、水热稳定性高和良好传质扩散的多级孔分子筛逐步成为分子筛合成领域的研究热点。本文在前人工作的基础上,合理设计制备了MLMFI、Meso ZSM-5等多级孔分子筛,并结合实验表征技术和计算机模拟等手段对所合成的材料进行了研究;采用零长柱(Zero length column,ZLC)技术研究了客体分子在多级孔分子筛中的吸附扩散,讨论了介孔的引入对微孔材料传质扩散性能的改善作用;同时也系统研究并分析了各种具有不同拓扑结构的多级孔分子筛催化剂在催化反应中的差异;最后研究了多级孔分子筛在呋喃快速催化热解(Catalytic fast pyrolysis,CFP)反应中的催化性能,讨论了催化剂的介-微双孔结构和形貌对呋喃CFP过程的影响。首先,本文在前人工作的基础上,设计制备了一种Bola型的双季铵盐表面活性剂,该表面活性剂由亲水性的双季氨基团和疏水性的长烷基链以联苯酚羟基相连,形成一种具有双功能的结构导向分子(Structure directing agents,SDAs)并以之为模板水热合成了多级孔分子筛MLMFI,结合XRD、N2吸脱附等温线、扫描电镜、透射电镜等一系列的表征手段分析了材料的结构性质,结果表明,所制备的MLMFI分子筛具有结晶化的微孔沸石骨架结构特征及高度有序的介孔结构。结合计算机模拟技术,分析了SDAs在多级孔结构形成过程中的作用。以醇醛缩合和酯化反应为特征反应,与常规分子筛催化剂相比,所制备的多级孔分子筛具有非常强的酸性,且介孔的引入改善了大分子反应物在孔道体系中的传质扩散,表现出了非常优异的催化活性和较长的催化寿命。所涉及的合成理念为软模板剂法合成有序多级孔材料提供了一种更加新颖的途径,也有望在今后得到更好的应用和发展。本文创新性地通过控制沸石前驱体的初始结晶过程,在无介孔模板条件下自组装一步法水热合成了一种多级孔分子筛(mesozsm-5),xrd、n2吸脱附等温线、扫描电镜、透射电镜等一系列的表征手段结果表明,所制备的材料的介孔来源于纳米级晶体的自堆积形成。同时着重研究了不同合成条件下产物的形貌及性质,并探究了材料的合成机理。特征催化反应实验结果表明mesozsm-5在涉及大分子的催化反应中具有优越的催化活性。这为我们提供了一种经济实用、操作简便的合成多级孔分子筛的方法,并有望扩展到其他骨架结构多级孔沸石,甚至其他多孔材料的合成。本文结合吸附-扩散理论和零长柱(zlc)装置模型,对实验装置进行了改进,并将之应用到客体分子在多级孔分子筛中的吸附扩散性能的研究中。我们首先合成了一系列具有不同介孔孔道结构及形貌的mfi型分子筛(800nmmfi,100nmmfi,mesomfi,3dom-imfi,sppmfi和mlmfi),以环己烷为吸附质分子,分别测定了其在各种不同材料中的扩散系数deff。讨论了样品的形貌(如孔道结构不同)及介孔引入对材料扩散性能的影响,对新型多级孔分子筛催化剂的研究及工业应用具有一定的指导意义。本文还详细研究了叁种不同拓扑结构的叁维有序介孔分子筛(3dom-imfi,3dom-ilta以及3dom-ibea)在苯甲醇的液相反应中的催化性能,并与其他具有高比表面的常规分子筛进行了比较,如mww结构的分子筛(mcm-22与itq-2),纳米级颗粒mfi(300nmmfi)以及无定形介孔al-mcm-41。系统研究了催化剂外表面和位于内表面活性位的催化活性的差异。结果表明,多级孔分子筛比常规微孔分子和介孔分子筛具有更高的催化活性,且产物的选择性也因各多级孔分子筛介孔孔道结构及微孔骨架结构的不同而截然不同。最后本文以呋喃的催化快速热解(cfp)为模型反应,对比研究了叁种不同形貌、不同介孔孔隙率的mfi分子筛(mesomfi、100nmmfi和800nmmfi)作为催化剂在呋喃cfp转化过程中的催化性能,研究介孔催化剂的介孔结构和形貌对含氧衍生物的快速热解的影响。研究表明,具有介孔的多级孔分子筛材料,由于具备较大的比表面积和丰富的介孔,是一种非常高效的固体酸催化剂,在大分子的催化反应中有效缩短了反应物和产物的扩散长度,提高了有效扩散速率,从而显着减少了积碳的发生,提高了催化剂的利用效率和使用寿命。通过研究分子筛催化剂的介-微双孔结构对反应的影响,分析了影响呋喃cfp的催化效果的影响因素及积碳的形成机制。为寻求制备更好的生物质转化催化剂提供了一定的理论基础。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-09-01）
何思念[6]（2016）在《低温液体水面扩散和潜水过程传热传质研究》一文中研究指出随着低温液体的使用、储存和运输越来越广泛,低温液体泄漏和释放会对周遭人员和设备带来危害。上述危害的轻重程度取决于低温液体在水面流动和汽化的传热传质特性,这些传热传质特性的表现主要存在于低温液体的泄漏,蒸发,扩散和潜水等过程中,因此相关问题需要深入研究。针对低温液体的流动特性,将低温液体水面泄漏和释放过程分为低温液体水面扩散过程和低温液体垂直潜水过程。通过对浅水方程添加源项,本研究设计了一种适用于低温流体的水面泄漏和扩散的计算模型,并利用该模型对以LNG为例的大规模低温液体水面泄漏过程进行数值模拟,分析和研究了低温液体从不同类型的储罐泄漏到水面的场景。此外,采用level-set方法追踪低温液体-水两相界面,通过修改控制方程源项表征低温液体-水相际界面的相变过程,本研究建立了低温液体水面垂直潜水过程流动和汽化模型。在给定条件下,对不同入流速率的液氮潜水过程进行模拟计算,并分析低温液体在潜水过程中流动状态,潜水深度和汽化率。研究表明,低温液体在水面形成的液池厚度梯度变化较大,扩散过程中会形成阶跃;低温液池的最大半径与出流孔径表现出玻尔兹曼渐近关系;储罐形状对低温液体扩散过程影响有限,而液池形状(圆形和半圆形)对低温液体扩散速度有强烈的影响,但对液池最大面积影响十分有限。通过level-set多相流模型对液氮潜水过程的模拟发现,动态平衡下的液氮在水中形成球棒型的柱体,其形状在流向方向总体表现为越来越粗的趋势;小直径液氮柱下潜深度较浅,但会在水中完全汽化,而大直径的液氮柱下潜较深,流线更混乱,但是会浮出水面而形成液池。通过以上研究表明,基于浅水方程的泄漏和扩散模型可以更好地揭示低温液体水面泄漏后的传热传质特性,基于level-set的多相流模型弥补了低温液体垂直入水过程研究的缺失,本文的研究为低温液体泄漏危害的进一步防治研究工作提供了一定参考价值。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
张晨朔,范子菲,许安着,赵丽莎[7]（2016）在《微观非均匀双重介质混相驱扩散传质规律》一文中研究指出裂缝型碳酸盐岩油藏具有裂缝-基质双重介质,裂缝的非均质性使混相驱流体扩散传质机理变得更加复杂。基于Navier-Stokes方程和对流-扩散方程,利用有限元方法建立裂缝-基质双重介质的数值模型;研究了非均质性、分子扩散系数和流体速度对溶剂段塞混相驱扩散传质的影响规律。研究表明:在非均匀双重介质中,非均质性、分子扩散系数和流体速度对扩散传质的影响具有关联性;介质非均质性使对流作用增强,裂缝中溶剂的指进加速了溶剂向基质的扩散。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2016年02期）
陈振涛,徐春明[8]（2016）在《重质油在孔道内扩散传质的研究进展》一文中研究指出内扩散广泛存在于非均相催化反应过程中。重质油因为具有更大的分子尺寸和复杂的组成结构,其在催化转化过程中通过孔道的扩散传质受到显着影响,极大降低了重质油的高效转化和催化剂的有效利用。本文重点对重质油在孔道内扩散传质的主要研究方法(隔膜池、吸附扩散和反应动力学法)和现状、孔内扩散的影响因素以及内扩散对重质油催化转化的影响等方面进行了综述,还探讨了重质油催化转化过程中扩散传质研究的发展方向。(本文来源于《化工学报》期刊2016年01期）
李东,魏亚玲,马青华,张大鹏[9]（2015）在《煤层气“解吸—扩散—渗流”串联传质的模型和方程》一文中研究指出根据煤层气和采出水在煤岩的层理、节理和裂缝系统中产出需先后经历的"解吸—扩散—渗流"3个过程,提出"解、扩、渗"串联传质模型和相应方程。3个传质过程处于平衡状态时,根据发生于扩散区与渗流区交界面处的质量守恒定律,可以推断扩散区与渗流区交界面半径r1与煤层厚度无关。(本文来源于《山西科技》期刊2015年06期）
孙红,谢忱,王瑞宙[10]（2015）在《扩散层对ab-PBI膜高温燃料电池阴极内传质的影响》一文中研究指出目的研究高温质子交换膜燃料电池的扩散层孔隙率及其厚度对于提高其性能的影响.方法建立一个二维、单相、稳态数学模型研究高温质子交换膜燃料电池阴极氧气和水蒸气扩散传递规律.模型耦合了质量守恒方程、动量方程、能量方程、组分方程和催化剂层中的Butler-Volmer方程,研究扩散层孔隙率及其厚度对电池阴极中氧气、水蒸气浓度分布的影响.结果在气体流动方向,氧气浓度逐渐降低,水分浓度逐渐升高;从催化剂层到扩散层,氧气浓度逐渐降低,而水分浓度渐渐升高.减小扩散层的厚度和增大扩散层孔隙率,在气体流动方向,氧气浓度降低的梯度变大,水分浓度升高的梯度也越大;在扩散层和催化剂层厚度方向,氧气浓度降低的梯度变小,水分浓度增大的梯度也越小.结论在一定范围内降低扩散层厚度和增大孔隙率有利于氧气的输入和产物水的排出,提高高温质子交换膜燃料电池性能,对高温质子交换膜燃料电池结构参数的优化及电池的推广应用具有重要影响.(本文来源于《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》期刊2015年04期）
传质扩散论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于气溶胶中PM2.5微细颗粒物拟流体特性,对气液交叉流阵列中PM2.5在气溶胶流体传热传质边界层内热泳和扩散泳运动进行拟传质机理分析,与跟随气体的对流传质相迭加,建立了气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型,并进行了实验检验。实验在固定对流条件下,考察了不同气液相温度差导致的热泳、不同气相湿度差导致的扩散泳和颗粒粒径等因素对气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数的影响。实验数据统计值与模型表达趋势一致,在初始温差40℃、初始湿度0.118 kg/kg条件下,100排气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数模型预测值为3.33×10~(-3)m/s、实验值为3.75×10~(-3)m/s。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
传质扩散论文参考文献
[1].孙红,张添昱,李洁,李天一.基于介观分析的HT-PEM燃料电池阴极扩散层传质研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版).2019
[2].杨海涛,郑志坚,朱家骅,陈倬,杨晨鹏.气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型[J].化工学报.2019
[3].岳利可.疏水处理对PEMFC气体扩散层传质特性的影响[D].天津大学.2017
[4].黄建.蒸汽在高分压不凝气体中扩散流动的传质研究[D].北京科技大学.2017
[5].李超.多级孔分子筛的设计制备、传质扩散及催化性能研究[D].华南理工大学.2016
[6].何思念.低温液体水面扩散和潜水过程传热传质研究[D].华中科技大学.2016
[7].张晨朔,范子菲,许安着,赵丽莎.微观非均匀双重介质混相驱扩散传质规律[J].科学技术与工程.2016
[8].陈振涛,徐春明.重质油在孔道内扩散传质的研究进展[J].化工学报.2016
[9].李东,魏亚玲,马青华,张大鹏.煤层气“解吸—扩散—渗流”串联传质的模型和方程[J].山西科技.2015
[10].孙红,谢忱,王瑞宙.扩散层对ab-PBI膜高温燃料电池阴极内传质的影响[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版).2015