幾種氣固反應測試裝置的研制與應用.pdf

1、近年來，霧霾的頻繁出現(xiàn)已經(jīng)嚴重影響了人們的日常生活。化石燃料的大量使用是導致這一情況出現(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用于核反應堆中，產(chǎn)生巨大能量，為緩解世界能源危機提供一種經(jīng)濟有效途徑。因此各國競相投入大量經(jīng)費發(fā)展氫能相關技術，包括制氫技術、氫能儲運技術和氫能利用技術，其中氫能儲運和利

2、用過程均涉及到眾多儲氫合金材料的應用。
　　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研制三種氣固反應測試裝置，并將本實驗室搭建的設備與國內(nèi)外同類型設備于各方面進行比對，最后投入實際應用。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10-9 mol/s，且根據(jù)使用要求編寫循環(huán)活化程序。運行程序進行測試，試

3、驗結果表明該設備性能穩(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，設計過程為由概念結構示意圖到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)采集卡調試、泄漏率測試及容積標定這四個方面對設備進行調試。然后優(yōu)化設計自動PCT測試程序，新增手動PCT測試、設備換氣程序和設備吹掃程序等，并且創(chuàng)建源代碼發(fā)布，保護隱藏程序框圖。最后對運行程序過程中

4、出現(xiàn)的問題提出解決方法，并和國內(nèi)外知名設備就測試曲線及各技術指標方面進行比對。結果表明:該裝置運行正常，測試結果準確，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)氫同位素單質氣體定量分裝的系統(tǒng)，并給出詳細數(shù)學模型。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果同標準值進行比對。再基于容量法和流量控制器法編寫測控程序。最后通過質量比較法對分裝系統(tǒng)的性能進行評估。結果表明該系統(tǒng)測控