隨著能源轉(zhuǎn)型的快速推進(jìn),氫能的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值逐漸顯現(xiàn)。應(yīng)用于燃料電池的在線(xiàn)制氫技術(shù)面臨新的發(fā)展。傳統(tǒng)集中供氫技術(shù)存在著建設(shè)成本高、氫罐儲(chǔ)能低等問(wèn)題,以低碳醇為燃料的制氫微反應(yīng)器具有安全性高、體積小等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、化工催化方面已得到廣泛應(yīng)用,可為基于質(zhì)子交換膜的燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域提供能源需求。本文以開(kāi)發(fā)出高性能基于微通道結(jié)構(gòu)的制氫反應(yīng)裝置為主要研究目標(biāo),以微通道為研究對(duì)象,結(jié)合當(dāng)前在3D打印等技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果,重點(diǎn)圍繞制氫反應(yīng)器中多孔結(jié)構(gòu)催化劑載體的設(shè)計(jì)加工和制氫展開(kāi)系列的研究工作,主要研究?jī)?nèi)容如下:1、分析了三種多孔結(jié)構(gòu),面鏤空、體鏤空和分形模型各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、成形方式、制造難點(diǎn)。簡(jiǎn)單介紹了選區(qū)激光熔化的工藝原理、技術(shù)約束和幾何限制。介紹了三種建模的方法,隱函數(shù)曲面建模、體素建模、三角網(wǎng)格建模,從運(yùn)算量、建模難度和后續(xù)操作對(duì)接轉(zhuǎn)換格式等方面分析了優(yōu)點(diǎn)和不足。最后通過(guò)分析采用以上三種建模方法打印出來(lái)的三種多孔結(jié)構(gòu)的案例,比較了它們應(yīng)用到制氫反應(yīng)器中的可行性等問(wèn)題,為后續(xù)的多孔結(jié)構(gòu)催化劑載體板設(shè)計(jì)制造提供參考。2、根據(jù)三種結(jié)構(gòu)在多孔載體建模中的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)并制造了四種不同結(jié)構(gòu)（曲線(xiàn)連續(xù)、... 

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 增材制造研究現(xiàn)狀
        1.3.2 微通道反應(yīng)器研究現(xiàn)狀
        1.3.3 微通道間氣體速度分布理論研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來(lái)源及本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題來(lái)源
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 章節(jié)安排
第二章 面向選區(qū)激光熔化的多孔結(jié)構(gòu)載體數(shù)字化建模方法
    2.1 多孔結(jié)構(gòu)的分類(lèi)
        2.1.1 面鏤空結(jié)構(gòu)
        2.1.2 體鏤空結(jié)構(gòu)
        2.1.3 分形結(jié)構(gòu)
    2.2 選區(qū)激光熔化制造微通道的技術(shù)約束和幾何限制
        2.2.1 選區(qū)激光熔化原理
        2.2.2 技術(shù)約束
        2.2.3 幾何限制
    2.3 數(shù)字化建模方法
        2.3.1 構(gòu)建隱式曲面建模
        2.3.2 體素建模
        2.3.3 三角網(wǎng)格建模
        2.3.4 打印案例對(duì)比
            2.3.4.1 面鏤空案例——醫(yī)療夾板
            2.3.4.2 體鏤空案例——植入體
            2.3.4.3 分形結(jié)構(gòu)——分形樹(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 制氫實(shí)驗(yàn)多孔結(jié)構(gòu)載體板的設(shè)計(jì)及加工
    3.1 技術(shù)路線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)方案
    3.2 多孔結(jié)構(gòu)載體板的建模設(shè)計(jì)
        3.2.1 四種結(jié)構(gòu)載體板建模
        3.2.2 五種孔隙率載體板建模
    3.3 多孔結(jié)構(gòu)載體板的選區(qū)激光熔化制造
        3.3.1 切片和路徑規(guī)劃
        3.3.2 打印過(guò)程
        3.3.3 后處理及電鍍過(guò)程
    3.4 多孔結(jié)構(gòu)載體板的微觀(guān)結(jié)構(gòu)及表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 多孔載體板制氫實(shí)驗(yàn)
    4.1 技術(shù)原理
        4.1.1 甲醇水蒸氣重整制氫
        4.1.2 制氫性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案
        4.2.1 催化劑溶液的配制
        4.2.2 催化劑的負(fù)載
        4.2.3 甲醇水蒸氣制氫實(shí)驗(yàn)
    4.3 制氫實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        4.3.1 四種不同結(jié)構(gòu)載體板制氫性能結(jié)果及分析
        4.3.2 五種不同孔隙率載體板制氫性能結(jié)果及分析
        4.3.3 三種不同材料載體板制氫性能結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 多孔結(jié)構(gòu)的傳輸特性
    5.1 分子動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介
    5.2 仿真環(huán)境搭建
    5.3 仿真結(jié)果分析
        5.3.1 均勻孔隙率結(jié)構(gòu)對(duì)分子流動(dòng)特性影響
        5.3.2 漸變孔隙率不同疏密方式結(jié)構(gòu)對(duì)分子流動(dòng)特性影響
        5.3.3 不同結(jié)構(gòu)對(duì)分子流動(dòng)特性影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 后期工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3712361