第 9 讲:真空系统的组件

第 9 讲:真空系统的组件

一、第九讲:真空系统组成元件(论文文献综述)

李蒙[1](2020)在《碱性阴离子交换膜燃料电池水传输实验及数值模拟研究》文中提出随着全球能源需求的增长,氢能及燃料电池的开发利用逐步成为全球能源技术革命的重要方向,燃料电池也被认为是未来清洁能源行业最有前景的技术之一。碱性阴离子交换膜燃料电池(Anion Exchange Membrane Fuel Cell,AEMFC)因其碱性工作环境可以使用非贵金属催化剂以及具有较高的电化学动力学特性,在近年来受到了国内外的广泛关注。AEMFC内部水传输机制复杂,且受到反应物气体的温度、湿度等操作条件的影响,从而影响AEMFC的性能和稳定性。为了进一步了解AEMFC的水传输机制,本文进行了相关实验及数值模拟工作。首先,本文进行了实验探究,包括膜电极(MEA)的制备、AEMFC单电池的组装、测试系统的组成等几个方面,并通过搭建水收集实验装置,设置不同进气流量、湿度等工况条件以收集得到了出口水的质量,结合进气露点温度计算得到的加湿水量和电池内部反应产生的水量,与水收集实验数据建立了水平衡,此外,在水平衡建立的基础上探究了AEMFC内部水的运动方向,得到了AEMFC内部水的运动方向与PEMFC相反,为从阳极向阴极运动的结论,并观察到阳极水通量随着电流的增加而增加的现象。然后建立了AEMFC流体力学模型、碱性膜中水的传递模型以及电化学模型,包括了质量守恒方程、组分守恒方程、动量守恒方程、电荷守恒方程,包含了传热传质、电化学反应、气体扩散和水活动等多个方面,利用多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics对AEMFC进行仿真计算,通过对比模型仿真与实验得到的电池性能极化曲线,两者吻合较好,说明了该模型的准确性和合理性。最后,利用模型对电流密度、膜厚度、电池运行温度以及阳极进气相对湿度和阴极进气相对湿度对AEMFC的性能和水传输的影响进行了探究,探究发现电流密度的增加对膜的扩散和电渗都有增强的作用,同时阳极侧水含量增加,阴极侧水含量降低,所以阴极侧在高电流密度时需要更多的水供应,否则性能会受到阴极膜过干的影响。阳极进气相对湿度和阴极进气相对湿度对性能有显着影响,两者均在电流密度较高的阶段影响较大,不同的是,阳极湿度从50%到60%变化时对性能和水含量提升最明显,阴极湿度则表现为在高于80%时对性能和水含量影响更大。瞬态分析得到负载增加阶段的性能总体好于负载减小阶段,且这种差异随着相对湿度的增大更明显。

张以忱[2](2019)在《第二十讲 真空离子镀膜》文中提出13真空阴极电弧离子镀13.l概述真空阴极电弧离子镀简称真空电弧镀(Vacuum arc plating)。如采用两个或两个以上真空电弧蒸发源(简称电弧源)时,则称为多弧离子镀或多弧镀。它是把真空弧光放电用于蒸发源的一种真空离子镀膜技术,它与空心阴极放电的热(接2019年第4期第80页)

张林[3](2019)在《大体量真空球罐及管路系统的工程实践》文中研究指明真空科学与航天技术密切相关的主要环节来自于空间的环境状态的模拟。因为火箭的发动机设备、载人宇宙飞船、航天宇宙飞机、各类空间站及宇宙探测器等各种空间飞行器,在空间飞行的过程中,都是在宇宙的自然真空中进行的。为此,我们有必要在地面上建立模拟空间环境的宇宙空间模拟试验装置,验证航天设备设计是否合理,发现设计不足,材料和制造工艺存在的潜在缺陷,尽可能的去避免或者减少航天设备失效,从而延长航天设备的使用周期寿命,有利于提高航天设备工作的可靠性。本文的大体量真空球罐及管路系统正是基于模拟试验的需要而进行的研究。首先,本文根据模拟试验需要,提出了真空球罐及管路系统的需求指标;其次,本文重点详细描述了真空球罐及管路系统的施工工艺,包括球罐及管路系统的基础施工工艺、制作工艺及安装工艺,对工艺中的每道工序进行了规范;最后,重点描述了真空系统的调试,包括沉降试验,内压试验和真空试验,从试验准备到试验过程及监控都进行了详细的描述,并对试验数据进行了记录和分析,从而得到了准确客观的试验结果。真空试验成功抽到了10Pa,根据压力与温度的修正关系保压24小时后的压力值为25Pa,试验结果达到了设计要求,证明了设计方案合理可行,施工工艺满足设计要求。为真空系统设计建设提供理论依据及技术支撑,具有很强的指导意义。

郑新华[4](2016)在《气动式座舱压力调节系统关键技术研究与优化设计》文中提出新型战机高升限、高速度、大机动的特点,对座舱压力调节系统的性能提出了全新要求,国内现有的气动式座舱压力调节系统(简称气动式座舱压调系统)出现了如下两个方面的问题:(1)动态性能差,飞机高速俯冲时,高空座舱增压缓慢;中低空座舱压力变化率超限。(2)稳定性能不佳,在某飞行高度会发生座舱压力的周期性波动。这两方面问题引起的压耳现象,会造成飞行员的听力下降、耳鸣、疲劳等不适,甚至出现头晕、耳痛症状,严重地影响了飞行员的舒适感和飞行安全。本文应用流体动力学、机械动力学和现代控制理论,建立了气动式座舱压力调节系统中各组件的数学模型,采用理论分析、仿真实验和实验验证方法,在座舱压力变化率控制、稳定性分析以及系统优化设计方面,取得了如下创新性研究成果:(1)全面研究了现有气动式座舱压力调节系统的控制策略和动静态特性,揭示了座舱压力制度的生成机理与自动切换控制逻辑,分析了主要组件结构参数对系统动静态特性及稳定性的影响。不仅为解决现有气动式座舱压调系统出现的压力变化率超限和座舱压力波动等问题奠定了理论基础,而且为新型座舱压力调节系统的研发和优化设计提供了很好的理论依据和技术支撑。(2)针对未来先进飞机的高空、高速和高升限特性,提出了一种改善气动式座舱压调系统动态性能的压差补偿方法,有效地解决了飞机高速俯冲条件下座舱压力变化率超限问题。对现有速率限制毛细管的流量参数和变化规律进行了优化设计,使系统整体动态性能得到大幅提高;设计了压差补偿器,根据飞行高度动态调整限流元件两侧的压力差,使得高空中的最大座舱压力变化率在原来基础上提高了25%以上。实验结果表明:高速俯冲时,座舱压力变化率不超限的空域范围向低空延伸超过2000m。研究结果为飞机高空、高速、大机动等恶劣飞行条件下座舱压力环境的舒适性改善探索了一条有效的解决途径。(3)根据气动环节传递函数的时间常数随工作条件(工作点压力和气动信号幅值)连续变化的特点,提出了气动系统频率特性研究的网格线性化方法,来获取气动系统在所有工况下的幅相特性(集员幅相特性曲线簇)。该项研究为座舱压力调节系统的稳定性分析奠定了理论依据,同时,网格线性化方法对其它变参数非线性系统的特性研究也具有重要的借鉴意义。(4)针对复杂不确定的气动式座舱压调系统非线性特点,提出了一种基于集员描述函数法的座舱压力调节系统稳定性分析方法,有效地解决了高升限战机在某飞行高度存在的座舱压力波动问题。该方法以定常非线性环节负倒描述函数曲线与集员幅相特性曲线簇中的任一条相交作为系统存在不稳定情况的判据,再对压力制度组件结构参数进行优化设计,使系统开环放大倍数减小,从而消除了系统不稳定现象。集员描述函数法对气动控制系统和复杂变参数非线性系统的稳定性分析具有重要的启发意义。为了验证文中所提方法或方案的可行性与有效性,结合国内某企业XX飞机的座舱压力调节系统综合性能测试实验台,对改进后的气动式座舱压力调节系统进行了平原起降、高原起降、高速俯冲、快速爬升和供气量冲击等实验验证。实验结果表明:座舱压力调节系统的动态性能得到大幅提升,飞机在高升限俯冲时的座舱压力变化率超限问题得到解决,所有飞行条件下的座舱压力周期性波动现象消失,可以满足未来先进飞机的实战需要。

张以忱[5](2012)在《真空技术及应用系列讲座 第十七 讲薄膜与表面技术基础》文中指出(上接2012年第1期第88页)附着力的测量方法可分为粘结法和非粘结法两种:前者是利用粘结剂把一施力物体贴在膜层表面,在此物体上施加力使膜层剥离,大多用于较厚的膜层;后者大多用于薄膜层,是直接在薄膜上施加力使薄膜剥离。用粘结法容易测量附着力,但当测定的附着力比粘结力或粘接剂的强度还大时,就不能采用这种方法了。

张以忱[6](2011)在《真空技术及应用系列讲座 第17讲 薄膜与表面技术基础》文中研究表明1概述对固体材料而言,薄膜与表面技术实施的主要目的,是以经济、有效的方法改变材料表面及近表面区的形态、化学成分和组织结构,使材料表面获得新的复合性能,以新型的功能,实现新的工程应用。

张以忱[7](2010)在《第十六讲 真空系统的操作与维护》文中指出(上接2010年第5期88页)对非自动控制的低温泵抽气系统来说,一般,低温泵的生产商会提供一个再生的参考时间,但由于实际情况的差异,还是要求操作者根据实际经验来判断是否可以结束再生,而一些自

张以忱[8](2010)在《第十六讲 真空系统的操作与维护》文中研究说明(上接2010年第4期112页)6.5.2.4制冷单元的故障对系统的影响如果制冷机系统的故障不是在气体压缩单元、连接管道和真空系统,则问题一定在制冷单元。与制冷单元有关的故障有:1)机械零件的磨损;2)密封元件的老化;3)工作氦气的泄漏;4)供气气流所引起的污染;5)超负荷运行。

张以忱[9](2010)在《第十六讲 真空系统的操作与维护》文中指出(上接2010年第1期88页)除了涡轮分子泵和钛升华泵各自的优缺点外。涡轮分子泵还由于机械结构与高速旋转的原因,使得它要获得大的抽速较为困难。而钛升华泵造价低,而且易于实现大抽速。目前它的抽速在高真空或超高真空获得设备中是较大的一种,而使用和维护都十分方便。只是由于排除惰性气体性能差而限制了它单泵进入超高真空。考虑到

张以忱[10](2010)在《第十六讲 真空系统的操作与维护》文中研究指明(上接2009年第6期88页)图40给出不单独设置粗抽管道,不设置高真空阀门的涡轮分子泵抽气系统,这个系统的真空室是直接通过涡轮分子泵进行粗抽的。因为系

二、第九讲:真空系统组成元件(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:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(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。

三、第九讲:真空系统组成元件(论文提纲范文)

(1)碱性阴离子交换膜燃料电池水传输实验及数值模拟研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 碱性阴离子交换膜燃料电池概述
    1.3 AEMFC水传输研究
    1.4 研究目标及内容
第2章 AEMFC实验研究
    2.1 膜电极的制备
    2.2 燃料电池装配
    2.3 燃料电池测试平台
    2.4 水平衡测量
    2.5 本章小结
第3章 AEMFC实验结果
    3.1 极化曲线
    3.2 水平衡数据
    3.3 探究净水通量方向
    3.4 本章小结
第4章 碱性阴离子交换膜燃料电池数学模型
    4.1 AEMFC流体力学模型
    4.2 AEMFC膜中水传输模型
    4.3 AEMFC电化学模型
    4.4 几何模型参数
    4.5 边界条件
    4.6 假设条件
    4.7 物性参数
    4.8 本章小结
第5章 碱性阴离子交换膜燃料电池数值模拟分析
    5.1 软件COMSOL Multiphysics
    5.2 电流密度对水传输的影响
    5.3 膜厚度对水传输的影响
    5.4 电池工作温度的影响
    5.5 进气湿度的影响
    5.6 不同进气湿度下AEMFC的动态响应
    5.7 本章小结
第6章 结论
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果

(2)第二十讲 真空离子镀膜(论文提纲范文)

13真空阴极电弧离子镀
    13.l概述
    13.2真空阴极电弧离子镀原理
        13.2.1真空阴极电弧放电
        A阴极弧光放电的机理
        B宏观颗粒的产生
        C真空阴极弧光放电特性
        13.2.2电弧离子镀装置及工作过程

(3)大体量真空球罐及管路系统的工程实践(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 真空技术国内外发展现状
        1.2.1 国外发展动态
        1.2.2 国内发展动态
2 真空球罐及管路系统的方案
    2.1 总体方案
        2.1.1 真空球罐方案
        2.1.2 真空管路方案
        2.1.3 总体性能
    2.2 真空球罐
    2.3 真空管道
    2.4 电动插板阀
    2.5 补偿器
    2.6 本章小结
3 球罐及管道基础施工工艺
    3.1 基坑土方开挖
    3.2 钢筋绑扎工艺
    3.3 模板支护工艺
    3.4 砼浇筑工艺
    3.5 本章小结
4 真空球罐制作安装工艺
    4.1 球罐制作技术工艺
        4.1.1 工艺流程
        4.1.2 制造质量控制要求
        4.1.3 分项制造流程
        4.1.4 球壳板压制工艺
        4.1.5 切割及坡口加工工艺
        4.1.6 加工验收工艺
        4.1.7 焊接工艺
        4.1.8 无损检测工艺
    4.2 球罐安装技术工艺
        4.2.1 工艺流程
        4.2.2 安装前的准备工作
        4.2.3 下支柱与赤道板的组焊工艺
        4.2.4 球罐组装工艺
        4.2.5 对接质量控制工艺
        4.2.6 球罐焊接工艺
        4.2.7 球罐无损检测工艺
    4.3 本章小结
5 管道制作安装工艺
    5.1 管道制作技术工艺
        5.1.1 工艺流程
        5.1.2 号料和切割
        5.1.3 钢板卷制
        5.1.4 校圆组对工艺
        5.1.5 焊接及无损检测工艺
    5.2 管道安装技术工艺
        5.2.1 工艺流程
        5.2.2 阀门及膨胀节安装工艺
        5.2.3 管道安装工艺
    5.3 本章小结
6 真空系统调试
    6.1 沉降试验
        6.1.1 试验准备
        6.1.2 试验步骤及过程监测
        6.1.3 检查验收
        6.1.4 基础沉降观测记录
    6.2 内压试验
        6.2.1 试验准备
        6.2.2 试验步骤及过程监测
        6.2.3 内压试验记录
    6.3 真空试验
        6.3.1 气冷式罗茨真空泵
        6.3.2 试验前准备
        6.3.3 试验影响因素分析及应对措施
        6.3.4 试验时间计算
        6.3.5 试验检漏程序[49]
        6.3.6 真空试验
        6.3.7 试验结果
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献

(4)气动式座舱压力调节系统关键技术研究与优化设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号说明表
1 绪论
    1.1 论文研究的背景和意义
        1.1.1 气动式座舱压力调节系统的优势
        1.1.2 气动式座舱压力调节系统当前存在的问题
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 国外研究动态
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文的主要研究内容和组织结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 组织结构
2 气动式座舱压力调节系统的组成及数学建模
    2.1 系统的组成及工作原理
    2.2 系统各组件的数学建模
        2.2.1 气动元件流量特性的数学模型
        2.2.2 双喷嘴-联动挡板结构流量特性的数学建模
        2.2.3 释压限幅器的数学建模与特性分析
        2.2.4 毛细管-腔体-毛细管的数学建模及特性分析
    2.3 座舱的数学模型
        2.3.1 座舱调节特性的影响因素分析
        2.3.2 座舱的数学模型
    2.4 气动式座舱压调系统的主要关键技术
    2.5 本章小结
3 压力制度组件及其参数对系统性能的影响分析
    3.1 压力制度及压力制度组件
    3.2 比例调压组件特性分析与实验
        3.2.1 比例调压组件的特性
        3.2.2 特性实验及参数对系统性能的影响分析
    3.3 余压组件的特性分析与实验
        3.3.1 余压组件的特性
        3.3.2 特性实验及参数对系统系能的影响分析
    3.4 结构参数对系统稳定条件的影响分析
        3.4.1 结构参数对相角裕度的影响
        3.4.2 结构参数对幅值条件的影响
    3.5 座舱压力调节规律的控制逻辑
    3.6 本章小结
4 基于压差补偿方法的舱压变化率控制优化设计
    4.1 座舱压力变化率控制的意义及面临的问题
    4.2 座舱压力变化率控制组件及其特性分析
        4.2.1 毛细管-气容结构的速率限制特性
        4.2.2 气动放大器的工作原理及速率限制特性
    4.3 高度对系统压力变化速率的影响研究
        4.3.1 毛细管-气容结构的高空速率限制特性分析
        4.3.2 气动放大器高空速率限制特性
    4.4 俯冲过程舱压变化率超限问题分析与性能优化
    4.5 改善高空动态性能的压差补偿方法
        4.5.1 压差补偿的原理
        4.5.2 压差补偿器的设计
        4.5.3 补偿效果的理论分析与实验验证
    4.6 地面加力状态下舱压变化率的控制研究
        4.6.1 排气活门的工作原理及特性分析
        4.6.2 排气活门参数对供气量冲击响应的影响分析
    4.7 本章小结
5 基于网格线性化方法的气动系统频率特性分析
    5.1 网格线性化方法的提出
    5.2 气动结构的模型辨识
        5.2.1 小孔-气容结构的辨识
        5.2.2 毛细管-气容结构的辨识
        5.2.3 活门-气容结构的辨识
        5.2.4 排气活门-座舱结构的辨识
    5.3 气动传递函数的参数估计与动态校正
        5.3.1 气动环节传递函数的参数估计
        5.3.2 气动环节时间常数的动态校正
    5.4 气动系统的频率特性分析
        5.4.1 一阶气动环节串联规律研究
        5.4.2 气动系统的集员幅相特性曲线簇
    5.5 本章小结
6 基于集员描述函数法的系统稳定性分析与优化设计
    6.1 集员描述函数法的提出
    6.2 座舱压力调节系统的结构分析
        6.2.1 座舱压力调节系统的分段简化
        6.2.2 系统的传递函数结构
    6.3 定常非线性环节的特性分析
        6.3.1 削峰非线性特性
        6.3.2 削峰非线性特性的描述函数
    6.4 系统稳定性分析与优化
        6.4.1 稳定性分析
        6.4.2 优化设计
    6.5 本章小结
7 实验验证与结果分析
    7.1 实验系统的构成
    7.2 实验过程
        7.2.1 平原机场起降实验
        7.2.2 高原机场起降实验
        7.2.3 高速俯冲实验
        7.2.4 快速爬升实验
        7.2.5 供气流量冲击响应实验
    7.3 结果分析
    7.4 本章小结
8 总结与展望
    8.1 工作总结
        8.1.1 论文研究工作
        8.1.2 主要创新点
    8.2 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况
致谢

(6)真空技术及应用系列讲座 第17讲 薄膜与表面技术基础(论文提纲范文)

1 概述
2 固体表面概述
    2.1 固体材料
    2.2 固体的表面与界面
    2.3 表面与界面的区别
3 表面晶体学
    3.1 金属薄膜的晶体结构

(7)第十六讲 真空系统的操作与维护(论文提纲范文)

7 溅射离子泵抽气系统
    7.1抽气系统操作
    7.2操作注意事项
8 水蒸气喷射泵抽气系统
    8.1水蒸气喷射泵抽气系统组成与抽气过程
    8.2蒸汽喷射泵抽气系统的工作特性
    8.3蒸汽喷射泵抽气系统的辅助部件的配置
        8.3.1冷凝器的设置
        8.3.2蒸汽加热套

(8)第十六讲 真空系统的操作与维护(论文提纲范文)

6.5.2.4 制冷单元的故障对系统的影响
    6.5.3 低温泵抽气系统故障的排除
6.6 制冷机低温泵的维护
    6.6.1 定期维护
    6.6.2 日常运行维护
        6.6.2.1 补气
        6.6.2.2 冷捕集的应用
        6.6.2.3 低温吸附器的更换
6.7 制冷机低温泵的再生
    6.7.1 低温泵的再生方式
    6.7.2 低温泵再生的判断方法与条件

(9)第十六讲 真空系统的操作与维护(论文提纲范文)

5.5.1.2典型分子泵加钛升华泵抽气系统
    1) 系统的极限真空度有所提高
    2) 抽速增加
5.5.2分子泵与锆铝吸气泵组合真空系统
6 低温泵抽气系统
    6.1 低温泵抽气系统
    6.2 系统的操作

(10)第十六讲 真空系统的操作与维护(论文提纲范文)

5.2涡轮分子泵抽气系统操作
5.3操作注意事项
5.4涡轮分子泵系统常见故障及排除
5.5分子泵与气体捕集泵组合的真空系统
    5.5.1分子泵与钛升华泵组合系统
        5.5.1.1系统应用特性

四、第九讲:真空系统组成元件(论文参考文献)

  • [1]碱性阴离子交换膜燃料电池水传输实验及数值模拟研究[D]. 李蒙. 武汉理工大学, 2020(08)
  • [2]第二十讲 真空离子镀膜[J]. 张以忱. 真空, 2019(05)
  • [3]大体量真空球罐及管路系统的工程实践[D]. 张林. 西南科技大学, 2019(11)
  • [4]气动式座舱压力调节系统关键技术研究与优化设计[D]. 郑新华. 西北工业大学, 2016(08)
  • [5]真空技术及应用系列讲座 第十七 讲薄膜与表面技术基础[J]. 张以忱. 真空, 2012(02)
  • [6]真空技术及应用系列讲座 第17讲 薄膜与表面技术基础[J]. 张以忱. 真空, 2011(02)
  • [7]第十六讲 真空系统的操作与维护[J]. 张以忱. 真空, 2010(06)
  • [8]第十六讲 真空系统的操作与维护[J]. 张以忱. 真空, 2010(05)
  • [9]第十六讲 真空系统的操作与维护[J]. 张以忱. 真空, 2010(02)
  • [10]第十六讲 真空系统的操作与维护[J]. 张以忱. 真空, 2010(01)

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第 9 讲:真空系统的组件
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