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径向旋流器

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径向旋流器相关的论坛

  • 求购1台径向粗糙度测试仪

    用途:测试黑色橡胶辊粗糙度,直径5~15mm,粗糙度在零点几个微米到2微米之间。要求:径向运动测试(不是轴向),价格20万以下。

  • 【求助】PE ICP的轴向与径向检测器的使用问题

    我使用的是PE的5300DV,检测Ca/Mg/Cu/Mn/Fe/Zn/Cr,其中Ca/Mg的标准浓度最大值是200ppm,其他最大值大概是3 - 20ppm,以前一直是使用径向Radial检测器,但是Cu/Zn/Cr的信号值就会很小,大概只有2000左右,测出来的结果就会和标准值有较大差距,约有5 - 10%。后面把方法修改,同时使用径向Radial和轴向Axial检测器,其中Ca/Mg就用径向测,其他元素就用轴向测,提高灵敏度,结果相对合理。但仪器用了大概4个月左右开始出现问题,XY轴切换马达出现故障,使检测器回不到设定位置,只有重新恢复出厂设置才可以。但相同问题很快又会出现,工程师说是切换马达需要更换了,但一个要4w啊,而且还不能保证使用多久。我想请教一下各位大虾,有谁在检测方法中会同时设置X轴和Y轴检测器一起检测的,使用过程中有没有出现问题?

  • 消除中间镜像散

    消除中间镜像散

    下图为某种辉石矿物出溶结构的衍射谱和高分辨,在衍射谱中出现了众多的卫星斑点,这应该是二次衍射吧,但是感觉斑点不是正规的圆形,存在中间镜像散,但是我来回消中间镜像散,好像难以无法消除,一般各位消除中间镜像散都是如何操作的,是否是IL STIG+ DEF进行操作,那么IL STIG +Shift的作用又是什么?虽然中间镜存在像散,但是好像高分辨还算清楚,请问中间镜像散对高分辨有何影响?http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/07/201107070841_303608_1606080_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/07/201107070843_303610_1606080_3.jpg

  • 【原创大赛】预氧化过程中PAN纤维径向结构的形成机制

    【原创大赛】预氧化过程中PAN纤维径向结构的形成机制

    在预氧化过程中,很多研究者认为环境中的氧很难进入到纤维内部是一种物理阻隔。但是从化学角度看,环化反应是氧化反应的前提条件,PAN纤维中生成的环化结构是发生氧化反应的基础,且从物理方面来看氧气分子是极小的,由此推测纤维表层阻碍氧进入芯部是一种化学阻隔,而非物理阻隔。选取两种不同的样品,为了使两种纤维样品的烯胺结构含量不同,将PAN原丝进行预处理,由于在惰性气氛热处理时PAN纤维中烯胺结构含量在从210℃开始迅速增加,1#和2#样品预处理条件分别为在惰性气氛下190℃和230℃热处理12h,再将预处理过的PAN纤维进行相同条件的空气气氛下的热处理,温度为230℃,时间为1h。将两种纤维样品进行核磁测试,可以得到图1。将得到的核磁谱图进行分峰处理,可得出,两种样品核磁谱图中特征峰的相对含量。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509241759_567715_3043450_3.jpg图11#和2#样品的核磁谱图表1 1#和2#样品中155ppm和176ppm处特征峰相对含量 1# 2# W155/% 15.48 19.05 W176/% 3.91 4.87 表1中列出了1#和2#样品中代表烯胺结构的155ppm处特征峰的相对含量分别为15.48%和19.05%,代表氧化反应程度的176ppm出特征峰相对含量分别为3.91%和4.87%。1#样品中烯胺结构含量相对较低,相应的其氧化程度也较2#样品低。将两种样品进行包埋,利用切片机进行切片,并在光学显微镜下观察两种样品径向结构的差异。图2为两种样品的径向结构照片。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509241759_567716_3043450_3.jpg图2 1#和2#样品的径向结构照片对比两个样品的径向结构照片,可以发现两种纤维都出现了芯部预氧化程度较低的情况,1#纤维的径向结构较均匀,2#纤维出现明显的“皮”“芯”分层现象。这与前面的推测相吻合,由此从化学结构角度提出预氧化过程中PAN纤维径向结构的形成机理。预氧化过程中,氰基发生反应形成亚胺结构的同时,亚胺结构向烯胺结构转变,且在氧气的促进作用下转变的越多;由于与其他结构相比烯胺结构容易被氧化,纤维表层的烯胺结构不断与氧发生反应,导致扩散到纤维内部的氧较少,从而形成内部预氧化程度较低的不均匀的径向结构。

  • 镜像是如何产生的

    扫谱的次数一般为四的倍数,是为了防镜像。那这个镜像是如何产生的?为何扫描次数为四的倍数就没有镜像而不是四的倍数就会有镜像呢?

  • 调物镜像散的问题

    用非晶碳像的FFT调物镜像散,圆越圆越好,圆环越多越细越圆越好,是这样的吗?调的时候发现中心原斑很圆,但外层圆环不完整,上下明显,左右部分不明显.(不知是否表达清楚).不管怎么调似乎都不太好.像散与灯丝的不对称有关吗?

  • 【求助】请教关于物镜像散

    请教大家如果物镜像散没有矫好,会有什么后果。我发现在矫像散时图像会动,会不会导致晶格畸变的假象和面间距不准,请说说原理

  • 关于聚光镜像散

    无论怎样反复调焦和用多功能钮消聚光镜像散都是椭圆的像,问题可能出在哪里呢?与枪头对中有关么?[em61]

  • 疫情让车水马龙的景象消失了!

    疫情让车水马龙的景象消失了!

    [b][color=#cc0000]疫情让车水马龙的景象消失了![img=,690,1539]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209020925528211_3604_1841897_3.jpg!w690x1539.jpg[/img][/color][/b]

  • 为什么照镜子的时候,人跟镜像的动作是左右相反,但为什么不会上下相反呢?

    人人都照镜子,对镜子总是使物体左右反转习以为常。然而,你可知道藏在镜子里的这个谜团,让古往今来的许多大学者为之苦恼,至今尚无定论。 在洗脸、整理服装和发型时,人们经常要照镜子。在这个矗立在我们身边的镜子里,竟然潜藏着让很多人困惑的现象:面对着镜子站立的人,他的姿势与映在镜子里的镜像并不是完全一样的。如果在镜子前举起你的右手,则映在镜子里的你看上去像是举起了左手,即实像与镜像刚好是左右反转。 或许你会那样说:“镜子使左右反转不是理所当然的吗?”可是,镜子对上下又是如何处理的呢?镜子不会把你的头映在下,脚映在上边。镜子使物体左右反转,却不使物体上下反转,这又该如何解释呢?镜子反转了前后,而不是左右! 为什么镜子使物体左右反转,而不使物体上下反转的问题,自古以来就被称为“镜像难题”。早在公元前360年左右,古希腊哲学家柏拉图就试图研究镜子使物体左右反转的原理。即使到了现代,像日本的朝永振一郎、美国的费曼这样的诺贝尔奖获得者,以及许多的物理学家、哲学家甚至心理学家,都尝试着对这个问题进行解答。 最近,日本法政大学的吉村教授提出了自己的见解,他认为镜像问题不仅涉及到镜子的几何光学性质,还涉及到人在看映在镜子里的像时的心理作用,这是镜像问题成为千古之谜的原因之一。 从物理学的角度看,镜子形成像的机理是怎样的呢?找一面镜子垂直于地面放置,在镜子前面依次放三个箭头,箭头的指向分别是向上、向右和向前。垂直镜面,从镜子外向镜子里移动箭头,我们将看到,向上和向右的箭头的实像和虚像会重合在一起,箭头与箭头重合,箭尾与箭尾重合。可是,惟独与镜面垂直的向前的箭头,实物和虚像方向反转,箭头和箭头不能重合。 这样看来,镜子其实是把物体的前后反转了。可是,为什么我们感觉到的却是左右方向的反转呢?心理原因钻进镜子 面对镜子,举起右手,这时映在镜子里的自己举起了哪只手呢?在这个场景中,自身和镜像是面对面站立的,因此吉村教授认为,在照镜子的人的头脑里,会设想将自身的姿势水平旋转180度,绕了半圈后站在镜像的位置,这个动作可以叫做“绕入”。这时比较一下举的手,照镜子的人会发现,经过绕入、站在镜子旁的自己和镜子里的像举的手是相反的,绕入的自己依然举右手,镜像举的却是左手。正是在这个时刻,人猛然发觉,镜子让自己左右反转了。 但是在前面已经说过,从光学角度讲,镜子其实是把实际的物体前后反转后形成了像。可是镜前的人要是把绕入的自身和镜像比较,却会发现,两者前后是一致的,没有变化;在上下方向上,镜像也与实物一致,经过绕入后还是不变;只有左右方向,发生了改变。这样看来,镜子反转人体左右方向的原因,其实是当我们把镜像和实物进行比较时,有优先让上下方向和前后方向保持一致,然后再去比较左右方向的倾向。这个倾向难道是心理上的作用? 吉村教授认为,人们所用的“左右”、“上下”、“前后”概念,其实都是定义而已。人在定义自己所在的空间坐标系的时候,对于上下和前后,以身体形态上的特征作为标准。比如,人们定义头的方向是上,背的方向是后。但是,由于人的外观大体上具有两侧对称的特点,因此在外观上没有区别左右的明显特征,所以吉村教授觉得,人们定义左右的过程,其实是利用了上下和前后的定义,左右只是一个相对的定义。这就是左右定义的特殊性,人们必须先确定好上下和前后方向,然后才去考虑左右的问题。在照镜子的时候,本来是前后反转,却最后强加给了左右方向,于是,在人的眼中,镜像和实物出现了左右反转。

  • 【原创大赛】圆柱形锂离子电池径向导热系数测试:传热模型的有限元仿真和验证

    【原创大赛】圆柱形锂离子电池径向导热系数测试:传热模型的有限元仿真和验证

    [color=#cc0000][size=18px]摘要:本文特别针对圆柱形锂离子电池的径向导热系数,开展了测试方法研究。在不破坏电池和只有电池圆周外表面的边界条件下,分别采用了恒温和恒流两种测试方法建立了相应的测试模型和解析表达式,并通过有限元仿真来验证了测试模型和解析表达式的准确性,为测试仪器的设计提供了有效指导,为在其他规格锂电池热性能测试中的推广有重大意义。[/size][/color][hr/][size=24px][color=#cc0000]1. 问题的提出[/color][/size][size=18px]  锂离子电池有多种规格和外形尺寸,所以锂电池的热性能参数测量会涉及多种测试方法和测试仪器设备。我们首先选择圆柱形锂离子电池的热性能测试开展研究,特别是针对圆柱形锂离子电池径向导热系数测试技术开展研究,主要出于以下几方面的考虑:[/size][size=18px]  (1)圆柱形锂离子电池是目前最常见的电池类型之一,应用十分广泛,而圆柱形锂电池径向导热系数测试技术并未成熟,国内外都还处于阶段,所报道的各种测试方法误差较大,无法满足电池热模型和热管理的需求。[/size][size=18px]  (2)锂电池的圆柱形结构非常特殊,特别在径向方向上只有一个圆周面,在不破坏电池条件下进行热性能测试,则只有一个圆周外表面能用来进行产生相应的测试边界条件,这往往是热性能参数测试技术中难度最大的测试。如果能够在圆柱形电池径向方向实现热性能参数测试,并能够达到满足的测量精度,则可以将测试技术很容易推广应用到棱柱形和袋装电池。[/size][size=18px]  (3)圆柱形锂离子电池中的自热热量通常是最低的,要低于棱柱形和袋装电池中的热量。同样,所研究的测试方法如果能够在热量较低的圆柱形锂电池上获得满意的测量精度,则可以在棱柱形和袋装电池的高热量测量中得到更高的测量精度。[/size][size=18px]  (4)另外,通过圆柱形锂离子电池径向导热系数测试技术的研究,可以尝试实现锂电池热性能测试仪器的多功能化、模块化、快速化和低造价。[/size][size=18px]  本文将特别针对圆柱形锂离子电池的径向导热系数,开展测试方法研究。在无损电池和只有电池圆周外表面的边界条件下,建立相应恒温和恒流两种测试模型和解析表达式,并通过有限元仿真来验证测试模型和解释表达式的准确性,预期为测试仪器的设计提供有效指导。[/size][size=24px][color=#cc0000]2. 圆柱形锂电池径向导热系数测试解析模型[/color][/size][size=18px]  根据圆柱形锂电池的内部结构和传热方向,圆柱形锂电池的径向传热方式都是一个典型的径向圆周四散方式,因此采用柱坐标形式来描述圆柱形电池的测试模型,如图2-1所示,而其他形式的测试模型都无法准确描述圆柱形电池的传热方式。对于一个半径为R、高度为H的圆柱形锂电池,其径向导热系数测试的边界条件只能产生在r = R处的圆周外表面上。[/size][align=center][size=18px][img=,250,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070846574960_9557_3384_3.png!w533x664.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图2-1 圆柱形锂电池径向导热系数测试模型[/color][/size][/align][size=18px]  如果假设圆柱形电池的上下两个端面为绝热面,那么电池外表面上的边界条件无外乎传热学中的三类边界条件,即恒定温度、线性升温和交变温度。由于被测电池尺寸相对较大,而且交变温度这种第三类边界条件的较难实现和解析模型非常复杂,因此我们只针对恒定温度和线性升温这第一和第二类边界条件开展相应的测试方法研究。[/size][size=18px]  对于图2-1所示的柱坐标径向加热情况,热量仅沿径向流动。因此,温度分布在空间上是一维的,热流也是一维热流,并假设径向导热系数是均匀的,并且在较小的温度区间内与温度无关。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]2.1. 第一类边界条件:恒温测试解析模型[/b][/color][/size][size=18px]  第一类边界条件是表面温度恒定,也就是在测试过程中,起始温度为T0的电池突然放置在温度Ts的环境中,而且此环境温度要高于起始温度T0,并保持恒定不变,由此热量通过电池径向进行传递,而在电池两个端部处于绝热状态。[/size][size=18px]  以第一类边界条件进行的恒温测试,这里假设圆柱形电池是一个无限长棒传热模型,电池内的热传导方程为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,128]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070851382180_6133_3384_3.png!w690x128.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  其中T(r,t)是电池内坐标r处在时刻的温度,ρ、kr和Cp分别是电池的密度、径向导热系数和比热容。那么方程(1)的解为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,100]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070852022891_578_3384_3.png!w690x100.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  特征值λn由方程J0(λn)的根获得,J0表示第一类0阶贝塞尔函数。[/size][size=18px]  当加热时间足够长之后,方程(2)可以简化为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,75]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070852313819_8684_3384_3.png!w690x75.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  其中αr=kr/(ρCp)为径向热扩散系数。对方程(3)两端去对数后,得:[/size][align=center][size=18px][img=,690,69]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070853086401_7706_3384_3.png!w690x69.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  由此可见,方程(4)是一个随时间变化的线性方程,通过其斜率m中包含着感兴趣的径向热扩散系数。对于圆柱形电池这种柱状坐标内的热传递,此时A1=1.6021,λ1=2.4048,那么方程(4)的斜率为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,53]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070853455432_5404_3384_3.png!w690x53.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  由此,可以通过测量获得内部温升变化数据,经过对数转换后得到一条直线,由此直线的斜率就可以通过方程(5)计算得到电池的径向热扩散系数。[/size][size=18px]  在测试过程中不允许破坏圆柱形锂电池,因此在实际测试中并不能在电池内部上插入温度传感器获得T(r,t)测量值,但可以采用热流传感器在电池外表面获得热流随时间变化曲线。同样,通过对此恒温加热过程中的热流密度变化曲线取对数,其对数随时间的变化曲线也是一条斜率为方程(5)的直线。具体推导过程不再详述。[/size][size=18px]  在此恒温测试过程中,电池比热容随温度的变化为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,39]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070854129544_7533_3384_3.png!w690x39.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  其中A代表电池圆周侧面受热面积,q(t)代表热流计检测的热流密度,m代表圆柱形电池的质量,dT/dt代表升温速率。[/size][size=18px]  假设在此温度变化范围内比热容是一个与温度无关的常数,那么在圆柱形电池从起始温度投入到环境温度T0中并最终达到稳定,则有:[/size][align=center][size=18px][img=,690,58]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070854434347_7090_3384_3.png!w690x58.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  这样,通过得到的径向热扩散系数和比热容,结合圆柱形电池密度ρ的单独测量值,则可以计算得到径向导热系数kr:[/size][align=center][size=18px][img=,690,39]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070854588515_1777_3384_3.png!w690x39.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#cc0000][b]2.2. 第二类边界条件:线性升温测试解析模型[/b][/color][/size][size=18px]  第二类边界条件是表面温度线性升温,也就是在测试过程中,电池外表面加载恒定热量来加热电池,并假设在整个加热过程中恒定热量不会随时间发生损失。另外由于圆柱形电池是轴心对称结构,电池四周侧面加热形式会使得电池轴心线上是一个绝热状态。由此,电池内的热传导方程和相应的边界条件为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,209]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070855152111_5660_3384_3.png!w690x209.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  其中θ(r,t)是高于起始温度T0的温升θ(r,t)=T(r,t)-T0,T(r,t)是电池内坐标r处在时刻t的温度,ρ、kr和Cp分别是电池的密度、径向导热系数和比热容。[/size][size=18px]  由于只有恒定热流进入系统,没有任何热损失,这个测试模型并没有一个稳定的解,从理论上讲,电池温度会随着时间不断上升。实际上,随着加热时间的增大,辐射等效应会限制电池温度的无限升高,而电池的热性能测试只在相对较低的温度范围内进行,辐射等效应可以忽略不计。因此,θ(r,t)的表达式可以通过电池的平均温度(用θm(t)表示)必须随时间线性上升而导出。已经证明,对于这种表面温度线性变化的瞬态问题,由θ(r,t)减去θm(t)得到的子问题有一个解,该解包括稳态分量s(r)和指数衰减瞬态分量w(r,t)。[/size][size=18px]  平均温升θm(t)可通过考虑电池质量的总比热容来确定。通过使用线性叠加和特征函数展开来解决剩余的子问题,最终的解被导出为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,155]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070855468233_8537_3384_3.png!w690x155.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  方程(10)表明,在电池中任意处的温升有三个分量:第一即随时间线性增加的分量,其斜率与比热容成反比;第二是一个随时间不变的空间变化项,与径向导热系数成反比;第三是指数衰减项,其时间常数与径向热扩散系数成反比,当时间常数足够大之后,也就是说加热时间足够长,第三项的指数衰减项可以忽略不计,也就是说此时电池内部温度变化进入了准稳态过程。一般来说,对于第二类边界条件的传热问题,基本上都是一个准稳态问题。[/size][size=18px]  在测试过程中探测的是电池表面(r=R)温度,在进入准稳态过程后,那么方程(10)可以改写为:[/size][align=center][size=18px][img=,690,63]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070856126333_2457_3384_3.png!w690x63.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  由此可见,在进入准稳态过程后,电池表面的温升随时间变化将是一个以时间为变量的线性函数。对于这种恒定热流径向加热的测量方法,如果电池密度可以单独测量,并假设在小的温度范围内密度不随温度发生变化,那么就可以利用此线性温升函数的斜率和截距同时测定电池的比热容和径向导热系数。[/size][size=24px][color=#cc0000]3. 有限元仿真模拟[/color][/size][size=18px]  从上述获得的不同边界条件时的表面温度解析表达式,可以采用恒温和恒流两种不同测试方法来实现对电池径向导热系数和比热容的测量。依据测试方法进行测试仪器设计和实施具体测试试验前,还需进行有限元仿真模拟计算,一方面是验证测试模型的准确性,另一方面是确定被测电池样品之外其他辅助测量部件对测试模型的影响,由此对测试仪器设计、具体试验方法和校准修正进行指导。[/size][size=18px]  在有限元仿真模拟中,选择了与电池热性能相近的各向同性塑料类材料。这样做的目的一方面是有准确和可溯源的材料,另一方面是可以采用其他测试方法(如瞬态平面热源法和热流计法等)对这些材料进行准确测量以便于对比。所选材料为ABS塑料,其密度为1020kg/m3,导热系数为0.2256W/mK,比热容为1386J/kgK。有限元仿真为随时间变化的瞬态形式,起始温度为20℃,总加热时间为600s。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]3.1. 恒温加热测试方法的模拟[/b][/color][/size][size=18px]  在恒温加热测试的仿真模拟中,为缩小瞬态仿真的计算量,根据圆柱形电池的轴对称性取圆柱形电池的四分之一进行仿真。仿真对象完全按照18650圆柱形电池尺寸设计(直径26mm,高度65mm),考虑到要在电池表面安装薄膜热流计,设计了一个厚度为0.1mm的纯铜圆筒来代表实际测试中紧贴电池表面的绝缘膜和薄膜热流计等,最终设计的测试仿真模型如图3-1所示。[/size][align=center][size=18px][img=,200,442]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070848153976_8892_3384_3.png!w323x715.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-1 有限元仿真模型[/color][/size][/align][size=18px]  当圆柱形电池从起始温度20℃开始在表面温度突然提升至25℃后,在电池整体达到温度稳定后降温至20℃。对于这个完整的加热过程,仿真结果如图3-2所示,显示了仿真计算得到的电池轴心温度和电池表面热流密度随时间变化曲线。图3-3显示了表面热流密度变化曲线及其对数形式的对比。[/size][align=center][size=18px][img=,690,407]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070848451495_7520_3384_3.png!w690x407.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-2 恒温加热方法有限元仿真结果:电池轴心温度和表面热流密度变化曲线[/color][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000][img=,690,407]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070849029885_9003_3384_3.png!w690x407.jpg[/img][/color][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-3 恒温加热方法有限元仿真结果:表面热流密度变化曲线及其对数形式[/color][/size][/align][size=18px]  从图3-3可以看出,电池表面热流密度曲线的对数形式是一条直线,其斜率为0.005323。根据方程(5),则可以计算得到径向热扩散系数为1.556×10-7m2/s,与仿真计算的理论值1.596×10-7m2/s相差了2.5%。同样,对获得的表面热流密度按照时间进行积分,根据方程(7),则可以计算得到比热容为1378J/kgK,与仿真计算的理论值1386J/kgK相差了0.6%。根据仿真得到的热扩散系数和比热容,则可以计算的电池径向导热系数为0.2186W/mK,与理论值0.2256W/mK相差了3.1%。[/size][size=18px]  从上述仿真结果可以明显看出,电池径向导热系数测量结果的误差主要来自径向热扩散系数,这是因为在仿真计算的测试模型中考虑了铜制薄膜所带来的影响。如果不考虑铜制薄膜而只对电池本身进行仿真,径向热扩散系数的相对误差为1.3%,比热容的相对误差为0.1%,径向导热系数的相对误差为1.3%。[/size][size=18px]  通过以上恒定温度测试方法的仿真模拟,可以得到以下结论:[/size][size=18px]  (1)证明了恒定温度测试方法的有效性,证明了用方程(5)可测量径向热扩散系数,用方程(7)可测量比热容,以及最终准确得到径向导热系数,并具有很高精度。由此可以实现只需检测圆柱形电池表面热流变化就可以同时测量电池的径向热扩散系数、径向导热系数和比热容。[/size][size=18px]  (2)恒定温度测试方法的一个显著特点是加热温度可以任意设定,即可以在一个较窄的温度区间内(如1℃范围)测试相应的导热系数和比热容,并通过温度的台阶式不断升高来覆盖较大温度范围导热系数和比热容的测量。另外,这个能力一方面可以用来测量整个被测样品内部相变过程中的热性能,另一方面可用来代替绝热量热计进行电池热失控测量。[/size][size=18px]  (3)通过仿真发现,在测试仪器设计和实际测试过程中,要考虑除电池之外的其他部件(如薄膜热流计、加热膜、均热膜和绝缘膜等)对测量的影响。因此,在实际测试过程中,要进行修正和校准,以最大限度消除这些影响。[/size][size=18px]  (4)恒定温度测试方法中,测量径向热扩散系数的误差较比热容的误差略大,虽然都可以获得较高的测量精度,而比热容的测量精度更高。[/size][size=18px]  (5)这种恒定温度测试方法的另一个特点是测试时间较长,一个温度步长的测量就需要近40分钟,如果采用多温度步长来覆盖较宽的温度区间,则需要更长测试时间。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]3.2. 恒流加热测试方法的模拟[/b][/color][/size][size=18px]  在恒流加热测试方法的仿真模拟中,同样采用图3-1所示的仿真模型,但边界条件是恒流加热方式。当设定加热功率为0.3W时,仿真结果如图3-4所示。[/size][align=center][size=18px][color=#cc0000][img=,690,468]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070849223050_1234_3384_3.png!w690x468.jpg[/img][/color][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-4 恒流加热方式有限元仿真结果[/color][/size][/align][size=18px]  图3-4所示的仿真结果显示了电池中心轴线和外表面温度随时间的变化,为了便于观察还显示了内外温度差。从内外温差曲线可以看出,在开始加热的400s后,温差曲线开始保持恒定不再变化,完全进入了准稳态过程,400s以后的外表面温度随时间变化呈现出线性状态。线性拟合400s后的表面温升曲线,得到一个标准的线性方程θ(R,t)=0.0237t+3.0094。由方程(11)可以得到:[/size][align=center][size=18px][img=,690,66]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070856479346_3131_3384_3.png!w690x66.jpg[/img][/size][/align][size=18px]  根据已知的热流密度Q、电池半径R和密度ρ,则可以同时获得电池的径向导热系数和比热容,分别为0.2376W/mK和1400J/kgK。[/size][size=18px]  将仿真模拟的计算结果与设定值比较可以发现,仿真结果得到的导热系数偏差约5%,比热容则偏差约1%。这种偏差主要是由于代入计算的0.3W加热功率并没有完全用来加热电池,部分功率用于加热了铜膜。[/size][size=18px]  对仿真测试模型进行更改,去掉铜膜,使0.3W加热功率完全作用在电池上,此时得到的径向导热系数和比热容分别为0.2269W/mK和1380J/kgK,与设定值相比误差在0.5%左右,完全与设定值吻合。[/size][size=18px]  通过上述恒定热流测试方法的仿真模拟,可以得到以下结论:[/size][size=18px]  (1)证明了用方程(11)描述准稳态过程中电池表面温升是合理的,由此实现了只需检测电池表面温度变化就可以同时测量电池的径向导热系数和比热容。[/size][size=18px]  (2)需要注意的是,用方程(11)得到的径向导热系数和比热容,是整个温升范围内的平均导热系数和平均比热容,并不是某一个温度点下的热性能数值。由于整个温升区间较小,认为在此温度区间内导热系数和比热容是常数。[/size][size=18px]  (3)测试仪器设计和实际测试过程中,要考虑除电池之外的其他部件(如加热膜、均热膜和绝缘膜等)对测量的影响,这些部件因自身热容会损耗掉一部分加热功率。因此,在实际测试过程中,要进行修正和校准,以最大限度消除这些影响。[/size][size=18px]  (4)径向导热系数测试对上述其他部件的影响最为敏感,比热容测试则并不敏感,这就是径向导热系数准确测量的难度所在。[/size][size=24px][color=#cc0000]4. 结论[/color][/size][size=18px]  特别针对圆柱形锂离子电池径向导热系数测试技术开展了研究,建立了简单易操作的测试方法,并用有限元仿真对测试方法进行了验证,整个研究工作得出以下结论:[/size][size=18px]  (1)针对圆柱形锂离子电池径向导热系数,建立了恒温和恒流两种测试时模型和相应的测试方法。有限元仿真模拟证明了这两种测试方法都具有很高的测量精度,完全可以应用在实际测试中,这对锂离子电池的热性能测试有着重要意义。[/size][size=18px]  (2)建立的两种测试方法,都可以通过一次升温试验就可以获得径向导热系数、径向热扩散系数和比热容数值。特别是恒温测试方法还可以进行宽温区范围的热性能参数随温度变化的测量,甚至可进行整个相变过程中的热性能测量。[/size][size=18px]  (3)建立的等温测试方法,已经基本具有了常用的加速绝热量热仪的功能,可代替和补充加速绝热量热仪进行电池的热失控检测。[/size][size=18px]  (4)建立的两种测试方法简单且易于实现,试验操作方便,非常适合电池性能考核中其他变量的加载,如电池充放电过程中的热性能检测。[/size][size=18px]  (5)圆柱形锂电池径向导热系数测试方法上的突破,可将恒温和恒流两种测试方法推广应用到其它规格锂离子电池的热性能测试中,可进行各种加载条件和各个方向上的锂电池热性能测试。[/size][size=18px]  (6)所研究的恒温和恒流两种测试方法原理简单,边界条件易于实现,非常有利于低价仪器化和模块化,以及与其他测试仪器的集成。[/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

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