【摘要】：近年來,霧霾的頻繁出現(xiàn)已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的日常生活�；剂系拇罅渴褂檬菍�(dǎo)致這一情況出現(xiàn)的主要原因,所以尋找一種可再生的綠色能源迫在眉睫。氫能是公認(rèn)理想的能源載體和具有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?具有燃燒熱值高,燃燒產(chǎn)物對環(huán)境無污染、資源豐富等優(yōu)點。同時,氫的同位素氘和氚還可應(yīng)用于核反應(yīng)堆中,產(chǎn)生巨大能量,為緩解世界能源危機(jī)提供一種經(jīng)濟(jì)有效途徑。因此各國競相投入大量經(jīng)費發(fā)展氫能相關(guān)技術(shù),包括制氫技術(shù)、氫能儲運技術(shù)和氫能利用技術(shù),其中氫能儲運和利用過程均涉及到眾多儲氫合金材料的應(yīng)用。本文從儲氫材料性能測試需求及氫同位素使用需求出發(fā),基于LabVIEW研制三種氣固反應(yīng)測試裝置,并將本實驗室搭建的設(shè)備與國內(nèi)外同類型設(shè)備于各方面進(jìn)行比對,最后投入實際應(yīng)用。主要研究工作與成果如下:一、建立一套三通道、可全自動循環(huán)活化、性能可靠并能長時間運行的儲氫材料循環(huán)壽命專用測試裝置,并檢測其泄漏率小于10-9mol/s,且根據(jù)使用要求編寫循環(huán)活化程序。運行程序進(jìn)行測試,試驗結(jié)果表明該設(shè)備性能穩(wěn)定,滿足多次循環(huán)測試需要,可以用于儲氫材料循環(huán)壽命性能測試。二、建立一套自動儲氫性能測試裝置,設(shè)計過程為由概念結(jié)構(gòu)示意圖到SolidWorks三維虛擬裝配圖再到實體的搭建。搭建完畢后,又從恒溫裝置自整定、數(shù)據(jù)采集卡調(diào)試、泄漏率測試及容積標(biāo)定這四個方面對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。然后優(yōu)化設(shè)計自動PCT測試程序,新增手動PCT測試、設(shè)備換氣程序和設(shè)備吹掃程序等,并且創(chuàng)建源代碼發(fā)布,保護(hù)隱藏程序框圖。最后對運行程序過程中出現(xiàn)的問題提出解決方法,并和國內(nèi)外知名設(shè)備就測試曲線及各技術(shù)指標(biāo)方面進(jìn)行比對。結(jié)果表明:該裝置運行正常,測試結(jié)果準(zhǔn)確,性價比高。三、研制開發(fā)出一套基于容量法和流量控制器法兩種方法實現(xiàn)氫同位素單質(zhì)氣體定量分裝的系統(tǒng),并給出詳細(xì)數(shù)學(xué)模型。根據(jù)最新氫氣和氘氣真實氣體狀態(tài)方程,編寫出計算氣體真實密度程序并將運行結(jié)果同標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對。再基于容量法和流量控制器法編寫測控程序。最后通過質(zhì)量比較法對分裝系統(tǒng)的性能進(jìn)行評估。結(jié)果表明該系統(tǒng)測控程序設(shè)計合理,能夠精準(zhǔn)控制氫同位素單質(zhì)氣體的分裝量,其定量分裝精度可達(dá)0.001 g。
【圖文】：

斷地提升優(yōu)化。逡逑１．３．１國內(nèi)測試裝置的研究現(xiàn)狀逡逑北京有色金屬研究總院研制的測試裝置實物圖如圖１－１所示。該測試裝置為手逡逑動ＰＣＴ測試儀，配有兩種壓力傳感器，分別是量程為０－１．５邋ＭＰａ的低壓傳感器和逡逑０－１５邋ＭＰａ的高壓傳感器。另外，其ＰＣＴ曲線測定原理為等溫定容法，且吸放氫容逡逑量則是與日本儲氫工業(yè)測試方法對比計算得出。逡逑圖１－２是浙江大學(xué)研發(fā)的吸放氫性能測試儀結(jié)構(gòu)示意圖。該測試儀為ｓｉｅｖｅｒｔｓ逡逑型儲氫性能測試儀，其內(nèi)部氣體連接管路均放置在特制的水浴恒溫裝置內(nèi)，并采逡逑用人工智能溫度控制儀，可實現(xiàn)土ＴＣ的精確恒溫；該測試儀連接閥門均使用進(jìn)口逡逑零部件，可承受最高壓力達(dá)１７邋ＭＰａ；且選用Ｌｅａｄｅｒ邋Ｓｅｎｓｏｒｓ生產(chǎn)的壓力變送器實逡逑現(xiàn)壓力的精準(zhǔn)監(jiān)測［６］。逡逑ｍ邐ｍ：邐．二＾逡逑Ｉｋ邋＆邋ｉ．ｊｊｓ｜逡逑＾邋：邋｜逡逑圖１－１北京有色院測試設(shè)備實物圖邐圖１－２浙江大學(xué)吸放氫測試儀結(jié)構(gòu)示意圖逡逑圖１－３是上海大學(xué)吳成章博士設(shè)計開發(fā)的高壓氣體吸脫附儀ＨＰＳＡ－ａｕｔｏ。該高逡逑壓體積法儲氣裝置是一款自動高精度高壓氣體吸脫附儀，可測試Ａｒ、Ｈｅ、Ｈ２、ＣＨ４逡逑和Ｃ０２等五種氣體。其使用溫度范圍為－２００°Ｃ－４００°Ｃ，壓力范圍為０－２０邋ＭＰａ�？慑义�

斷地提升優(yōu)化。逡逑１．３．１國內(nèi)測試裝置的研究現(xiàn)狀逡逑北京有色金屬研究總院研制的測試裝置實物圖如圖１－１所示。該測試裝置為手逡逑動ＰＣＴ測試儀，配有兩種壓力傳感器，，分別是量程為０－１．５邋ＭＰａ的低壓傳感器和逡逑０－１５邋ＭＰａ的高壓傳感器。另外，其ＰＣＴ曲線測定原理為等溫定容法，且吸放氫容逡逑量則是與日本儲氫工業(yè)測試方法對比計算得出。逡逑圖１－２是浙江大學(xué)研發(fā)的吸放氫性能測試儀結(jié)構(gòu)示意圖。該測試儀為ｓｉｅｖｅｒｔｓ逡逑型儲氫性能測試儀，其內(nèi)部氣體連接管路均放置在特制的水浴恒溫裝置內(nèi)，并采逡逑用人工智能溫度控制儀，可實現(xiàn)土ＴＣ的精確恒溫；該測試儀連接閥門均使用進(jìn)口逡逑零部件，可承受最高壓力達(dá)１７邋ＭＰａ；且選用Ｌｅａｄｅｒ邋Ｓｅｎｓｏｒｓ生產(chǎn)的壓力變送器實逡逑現(xiàn)壓力的精準(zhǔn)監(jiān)測［６］。逡逑ｍ邐ｍ：邐．二＾逡逑Ｉｋ邋＆邋ｉ．ｊｊｓ｜逡逑＾邋：邋｜逡逑圖１－１北京有色院測試設(shè)備實物圖邐圖１－２浙江大學(xué)吸放氫測試儀結(jié)構(gòu)示意圖逡逑圖１－３是上海大學(xué)吳成章博士設(shè)計開發(fā)的高壓氣體吸脫附儀ＨＰＳＡ－ａｕｔｏ。該高逡逑壓體積法儲氣裝置是一款自動高精度高壓氣體吸脫附儀，可測試Ａｒ、Ｈｅ、Ｈ２、ＣＨ４逡逑和Ｃ０２等五種氣體。其使用溫度范圍為－２００°Ｃ－４００°Ｃ，壓力范圍為０－２０邋ＭＰａ�？慑义�
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG139.7;TH16

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本文編號：2554893