新型除湿技术的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2008年第27卷第11期·1710·
化工进展
新型除湿技术的研究进展
赵伟杰，张立志，裴丽霞
（华南理工大学化学与化工学院传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东广州 510640）
摘要：空气除湿在日常生活和生产中是一个很重要的课题。但是，传统的除湿技术例如冷冻除湿、液体除湿等，虽然已经被广泛应用，但是仍有一定的不足。针对这些不足，很多新型的除湿技术应运而生。本文综述了近年来发展起来的一些新型除湿技术，包括膜除湿、热泵除湿、HVAC除湿、热电冷凝除湿和电化学除湿等技术，介绍了它们的工作原理、优缺点以及装置等，并且指出了它们未来的发展方向。
关键词：膜除湿；热泵除湿；HVAC除湿；热电冷凝除湿；电化学除湿
中图分类号：TU 831 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2008）11–1710–09
Progress on novel air dehumidification technologies
ZHAO Weijie，ZHANG Lizhi，PEI Lixia
（Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation of Ministry of Education，School of Chemistry and Chemical Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China）
Abstract：Dehumidification is a very important issue in daily life and production. The traditional dehumidification technologies，such as refrigeration，liquid desiccant，are widely used，but have many shortcomings. This paper reviews the recent development of some novel dehumidification technologies，including membrane dehumidification，heat pump dehumidification，heating，ventilating，air conditioning (HVAC) dehumidification，thermoelectric cooling and electrochemical dehumidification.
Their operational principles，advantages and disadvantages，and equipment are introduced. Besides，their future development directions are presented.
Key words：membrane dehumidification；heat pump dehumidification；HVAC dehumidification；
thermoelectric cooling dehumidification；electrochemical dehumidification
空气除湿是日常生活和生产活动中一个普遍较在的问题，不同的生产环境对湿度的要求也不同。因此，控制湿度不仅与人的生活息息相关，也对工业生产等活动有着重要的影响。尤其在我国华南地区，相对空气湿度较高，如何保证所需要的低湿度环境，对改善居住条件、保护生产活动等都具有非常重要的意义[1]。
随着生产的发展和生活水平的提高，空气除湿已发展成一门新的技术。目前常用的空气除湿方法有冷却法除湿、液体吸收剂除湿、固体吸附剂除湿、转轮法除湿。这些传统的除湿方法虽然应用广泛，但是仍然存在一定的不足。例如冷冻除湿法不能达到非常低的露点，而且能耗较大；液体吸附剂存在吸湿剂的腐蚀问题；固体干燥剂的再生过程复杂且会消耗大量的能量等。尤其是当前人们在保护环境、节约能源等方面的意识不断增强，以及传统的除湿技术的弊端的日益显现，研究并提出新型除湿技术便成为关键。因此膜法除湿、热泵除湿、HVAC除湿、热电冷凝除湿和电化学除湿等一些新型除湿技术也引起了广泛关注[1－2]。本文作者将介绍一下这些新型除湿技术的国内外的研究进展，并指出了未来的发展方向。
收稿日期：2008–05–07；修改稿日期：2008–07–04。
基金项目：国家“十一五”国家科技支撑计划（2006BAA04B02-1）
及广东省科技攻关计划（2007B010800025）。
第一作者简介：赵伟杰（1984—），男，硕士研究生。E–mail weijie.zhao@https://www.wendangku.net/doc/cb7998453.html,。联系人：张立志，教授，博士生导师。
电话 020–87114268；E–mail lzzhang@https://www.wendangku.net/doc/cb7998453.html,。
第11期赵伟杰等：新型除湿技术的研究进展·1711·
1 膜法除湿
膜法除湿作为一门新兴的除湿技术，随着新材料与膜分离技术的发展，已经在空气除湿方面得到了很大的应用。它与传统除湿技术相比，具有操作连续、无需再生、无二次污染、设备操作灵活方便、集成度高和节省空间等明显技术优势的特点[3]，因此具有很大的发展潜力。
1.1膜除湿机理
1.1.1 传统膜除湿机理[4]
要使水蒸气透过膜，必须在膜的两端产生一个浓度差。这种浓度差既可由膜两端压力差造成，又可由膜两端温度差造成。因为浓度是由温度和压力共同作用的结果。一般对膜空气除湿基本都是以膜两边的水蒸气分压差作为驱动势，因此为了强化传湿，应尽量增大膜两侧的压力差。张立志等[4]综述了利用压力差来膜法除湿的各种工作模式。
1.1.2 湿泵除湿机理
为了改善传统膜除湿法的机械复杂性和高耗能性，Zhang等[1,5]提出了一种新的空气除湿方式，称为湿泵除湿，其原理如图1所示。这种除湿方式的工作原理不同于传统的除湿机理，是水蒸气由分压低的一侧向分压高的一侧转移渗透，即水蒸气的转移方向是逆压力差的。渗透的机理是膜中存在一温度梯度，膜中水分在这一温度梯度作用下形成一浓度梯度，这一梯度由分压较小的一侧指向分压较大的一侧，从而驱动水分由湿度较小一侧向湿度较大一侧渗透。它的优点是可以实现除湿过程的连续进行，由于热源可以是低品位余热，所以节能降耗，系统可靠。但是，由于膜材料方面的原因，目前湿泵的性能并不高。
1.2膜法除湿的特点
（1）传统的除湿技术中，固体或液体除湿剂的再生过程会使除湿间断，并且有很多的运动部件，而且耗能大。而膜法除湿并没有这个过程，使得除湿过程可以连续进行，提高了除湿过程的效率和系统的可靠性，而且还能耗小。
（2）对于液体除湿剂来说，可能存在对设备的腐蚀问题。而膜法除湿则可以避免这个问题。
（3）相比于冷却或液体除湿设备来说，膜法除湿设备占地面积更小，且没有运动部件，更利于维修。
但是，作为膜法除湿的核心部件——除湿膜，现阶段还存在着透湿率低、强度差、成本高的缺点，限制膜法除湿的发展。李鑫等[6]报道了最新的除湿膜材料。
1.3膜法除湿技术的发展
膜法除湿的工艺有真空法、吹扫气法、膜吸附法[1]等，并且在工业上得到越来越大的应用。Permea 公司[7]推出的Cactus膜空气除湿技术采用聚砜中空纤维膜制成分离膜，原料气走丝内、渗透气走丝外的操作模式，并且利用一定的原料气作为吹扫气以提高除湿效率。它具有较高的可靠性、高的除湿深度、极少的维修和过程简单等特点，已经在全世界应用了2万多套。另外，中科院大连化物所、长春应化研究所、日本的宇部兴产等也开发出了商业化的膜法空气除湿系统。但是这些工艺具有各自的应用局限性，只有一些特定的工况和特定对象下才具有明显的优势。因此人们提出了将膜法除湿分离技术与其它技术集成，来实现最优的工艺组合和最低的经济投资[8－9]。
Wu Yonglie等[10]将两个膜分离过程集成来进行乙醇气相除湿，工作流程图如图2 所示。第一个膜分离为压缩空气除湿过程，采用30%的产品气作为第一个膜分离的吹扫气，得到产品气的露点大约为－30 ℃；剩余的产品气作为第二个膜分离过程（乙醇除湿）的吹扫气，由于吹扫气流的气体十分干燥，提高了除湿效率。
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图2 膜集成除湿系统工程实验室装置流程图
1—压缩机；2—阀门；3—压力计；4—膜组件；5—流量计；6—蒸馏烧瓶；7—加热系统；8—温度控制系统；9—冷凝器；10—半导体冷却阱；
11—渗透组分收集器
化工进展 2008年第27卷·1712·
Teplyakov等[11]将膜分离和液体吸收两种除湿方法组合起来，提出了循环膜接触器系统，并对其除湿效果进行了计算机模拟，其工作原理如图3所示。这一系统有两个膜接触器组成：膜吸收器和膜解吸器。膜吸收器用来吸收空气中的水蒸气，而渗透侧有液体干燥剂对水分进行吸收，从而使得膜两侧的水蒸气始终存在浓度差。液体干燥剂在两个膜接触器中循环流动，并通过解吸膜组件进行再生。研究结果表明：此系统兼顾了膜法和液体吸收除湿的优点，使除湿效率大大提高。
图3 循环膜接触器系统的工作原理图
李国民等[12]将吹扫法和真空法集成起来。通过考察发现，吹扫和抽真空联合使用能更有效地提高膜组件的除湿效率，使产气露点降低5～6 ℃（与吹扫条件下相比）。在保证不增加新的能耗的前提下，吹扫和抽真空联合使用是消除浓差极化提高膜组件效率最有效的方法。
总之，在空调设备等领域，膜法除湿的应用潜力非常大，但膜法除湿技术还具有除湿应用面还较窄、规模不大以及压力比大和一次性投资较大等不足。随着膜材料和制膜工艺的研究进展和新型膜技术的开发，膜法除湿将得到更大发展，是很有前途的除湿分离技术。
2 热泵除湿
热泵除湿是应用冷冻除湿的原理，将湿空气冷却到露点温度以下，析出水分后，再利用回收的冷凝热加热冷却后的干空气，从而实现循环除湿的一种除湿技术。研究表明，在同等条件下除湿，热泵除湿可节能20%～50%[13]。它可以利用太阳能[14]、地热能[15]以及工业废热[16]等低品位热源，是一种高效节能的除湿技术。2.1 热泵除湿的工作原理[17]
热泵除湿装置主要由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀和干燥室5个部分组成，如图4 所示。工作原理是：压缩机把气态的热泵工质（热泵干燥机内循环的制冷介质）提高压力和温度后，在冷凝器放热冷凝成液态，液态的热泵工质经过膨胀阀膨胀，在蒸发器中吸热蒸发，转化成低温低压的气态，气态的热泵工质进入压缩机从而完成热泵工质的闭路循环。另外，经冷凝器加热的干空气进入干燥室，干燥物料成为湿热空气，然后进入除湿蒸发器析出水分排到机外，降低温度和湿度后的干空气再经冷凝器加热进入干燥室，这样就完成了空气的闭路循环。
图4中的辅助冷凝器并不是必须的。但是，它在此处的优势在于控制干燥温度灵活方便，且辅助冷凝器具有较高的换热系数。另外，若采用辅助冷凝器加热外界空气对物料进行预干，可以回收这部分温度比较高的冷凝热，能够节约能源，提高系统效率。
根据不同场合的除湿要求不同，热泵除湿系统又可以分为单蒸发器单冷凝器系统、双蒸发器单冷凝器系统和双蒸发器双冷凝器系统。单冷凝器单蒸发器的系统主要适用于需要除湿和加热的地方，而双蒸发器的系统，进一步增加了系统供热的能力，系统的调节性能也得到很大的提高。双冷凝器的系统主要是为了实现系统除湿的同时，用调节热量对室内环境进行温度调节[18]。
2.2 热泵除湿的特点[13,19]
（1）具有高的性能系数和低的能耗率。从干燥室排出的低温高湿空气，通过冷凝器被加热成高温低湿的空气，再进入干燥室干燥物料，依次循环，
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图4 热泵除湿干燥系统的工作原理图
1—压缩机；2—辅助冷凝器；3—冷凝器；4—干燥室；
5—蒸发器；6—膨胀阀
第11期赵伟杰等：新型除湿技术的研究进展·1713·
达到干燥的目的。在整个干燥过程中，回收了冷凝热和废气中的废热，热能损耗仅限于系统的热阻和热漏，从而使得整个除湿干燥过程中的能量利用率提高很多。尤其是在当前国家节能减排的趋势下，热泵除湿的这个优点显得更为突出。
（2）具有好的产品质量，工作环境卫生。热泵除湿干燥是一种接近自然干燥的干燥技术。干燥后的物品品质好、色泽好、产品等级高。并且热泵在封闭的状态下工作，干燥过程中除了冷凝水，没有任何废气、废液排放，有利于环境保护。因此，热泵干燥广泛应用于食品的干燥和保鲜领域。
（3）干燥参数易于控制且可调范围宽，自动化程度高，设备投资和运行成本低，适合于工业上的大规模生产。
热泵干燥技术虽然具有明显的技术优势，但是它还有一定的不足。
（1）环境保护问题。大部分的热泵干燥装置使用的制冷剂仍是CFCs，此类物质对地球大气臭氧层的破坏而不得不引起人们的关注。
（2）维修保养问题。为了防止制冷工质泄漏，需要定期进行维护。对热泵干燥系统泄漏的检查是一项要求高、技术性强的工作，对维修人员的技术水平有一定要求。
（3）虽然可以利用太阳能、地热和工业废热等低品位热源，但是加热温度由于比较低，所以使得除湿时间会较长。
2.3热泵除湿技术的发展
热泵除湿作为一种高效节能的除湿技术，已经在生产和生活中得到了广泛的应用。Perera等[20]设计了一个干燥食品的热泵除湿干燥机，如图 5 所示，并研究了它在除湿干燥过程的各种参数。这个干燥系统是几乎完全循环的，热效率可以接近100%。由于水是以液态而非气态的形式在内部移动，所以气态潜热全部回收，而显热损失也很少。在设计上，增加了蒸发器旁路系统和换热器，是为了最大限度地提高除湿效率。研究表明：随着相对湿度的增大，水分的提取率也会增大。但是，在温度达到60 ℃左右的时候，就是减小。由于被干燥食品的物理性质等资料的不足，对这个系统的整体性能分析有一定的影响。
由于传统的制冷工质CFCs对臭氧层和大气变暖的不利影响，为保护环境，实现CFCs的替代成为全世界共同关注的问题。CO2作为环境工质，对环境无害，具有良好的安全性和化学稳定性，并且
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图5 热泵除湿干燥器流程图
1—密封绝缘结构；2—加温器；3—过热阀；4—外部冷凝器；5—热泵除湿器；6—冷凝水；7—干燥产品；8—风扇；9—分布器
自身费用低。因此以CO2自然工质为制冷工质的CO2热泵干燥技术以其符合环保和节能的社会趋势，具有广阔的发展前景[21－23]。天津大学和西安交通大学对CO2热泵干燥技术进行了一些相关的理论研究，并得到了一些有益的结论。曾宪阳等[23]从CO2的跨临界循环的热力学分析入手，给出了二氧化碳热泵干燥系统的两种形式，并对系统进行了评价和分析。结果表明：CO2跨临界循环能够实现与干燥介质（空气）良好的温度匹配，热泵循环的COP 达5.1～5.7，系统的单位除湿率SMER 达 2.86～3.20kg/(kW·h)。Klocker等[24]设计了一台CO2热泵干燥机，并进行了性能实验。实验表明：CO2作为对制冷工质，节能优势是明显的，并且可以用CO2代替HFC134a应用于家用干燥机上。
随着能源问题的日益突出，人们已经把目光放到利用丰富的太阳能、地热和工业废热等低品位热源，并不断将这些低品位热源应用到除湿领域。由此出现了太阳能热泵除湿系统、地热与热泵联合干燥系统等。张壁光[25]将太阳能联合热泵干燥系统应用到木材干燥中，与传统的蒸汽干燥法相比，节能率可以达到70%左右，并且供热系数高，实验期间可以达到7.0以上。太阳能与热泵干燥系统可以优势互补，受气候的影响较小，较常规干燥时间约减少20%以上，适于用在太阳能丰富，电能不足的地方。Hawlader等[26]研究了一种太阳能热泵干燥器的性能，并与系统模拟的结果进行了比较。研究表明，产品的干燥时间随着干燥能力的增强而缩短，干燥能力与气体流动速率、气体温度和相对速度成比例关系。除此之外，影响系统的性能的主要因素是太阳能的辐射率、压缩机的速率和整个系统的总负荷。
化工进展 2008年第27卷·1714·
相比较太阳能热泵干燥系统在生产和生活中广泛应用，地热和工业废热等热泵干燥系统还处在实验阶段，现阶段应用还比较少。
近年来，为了解决单一热泵除湿技术无法完成的任务，热泵除湿与化学除湿、机械除湿、膜除湿等的耦合技术已经被提出来。Ogura Hironao等[27]利用CaO/H2O/Ca(OH)2相互之间的反应，做成一种新型的化学热泵干燥器（CHP dryer），这种干燥器可以以化学能的形式把一些如工业废气中的废热、太阳能、地热等热能储存起来，并且在需要的时候释放。由于整个过程中全部都是以热能的形式，不会有任何杂质，所以环境友好，能源的利用率很高，而且CHP可以广泛应用于空气冷凝、热储存、加热以及制冷等模式。具有很大的应用前景。
总得来说，热泵除湿技术还是在高效节能方向具有明显的优势的。随着一些新型的制冷工质的出现、新型相变材料和热泵耦合技术的发展，热泵除湿技术必将在是后得到一个长足的发展。
3 HVAC除湿技术
HV AC（heating，ventilation，air-conditioning）除湿是指用冷凝和加热方法使空气相对湿度降低一种除湿技术。由于应用这种技术除湿投资少、运行费用低，而且节能环保，正在受到广大研究者的重视[28－29]。
3.1HVAC除湿系统的工作原理[30]
HVAC除湿系统主要由风扇、过滤器、加湿器，加热器以及冷却和除湿器等5个部分组成，这5个组成部分构成一个气体处理单元（AHU）。如图6 所示。
图6 HV AC除湿系统的工作原理图
工作原理如下：夏季时，热湿空气进入冷却和除湿器，水蒸气经冷凝之后，空气温度和相对湿度除低。在这个过程中，恒温器被用来检测过程温度，将信号传送至控制者，以决定是否调节制冷器以改变送入空气的温度。在除湿过程中，恒湿器来被用来检测过程的湿度，如果过程湿度过大，将会给控制者发信号，通过制冷器降低温度，使过程中的水蒸气冷凝，降低相对湿度。冬季时，干冷空气进入气体处理单元，恒温器来感应过程温度，将信号传送给控制者，以决定是否通过加热器而增大气体温度，保证一定的相对湿度。
3.2HA VC除湿的特点
3.2.1 传统HVAC除湿系统[29,31]
传统HVAC除湿系统一般都是通过制冷器将空气中的水蒸气冷凝，然后除掉，从而达到降低空气相对湿度的目的，又名机械HVAC除湿系统。图7是一个典型的机械HVAC除湿系统[21]。它主要由室外和室内两部分组成，具体又可以分成室内空气、室内冷却水、制冷、室外空气和室外冷却水等五大循环回路。室内空气回路包括终端、冷却线圈、阻尼器、风扇、管道和控制器。冷冻水回路包括冷却线圈、制冷机、蒸发器、水泵、水管、阀门和控制器。
传统HVAC除湿系统较之于其它除湿技术不但提高系统的COP，同时又减小了能耗，节省了能源；缺点是这种方式的初投资高，而且结构比较复杂。但是其运行费用较低，可以弥补这一缺点。并且除湿制冷的同时又提供一定的新风量，可以创造一个舒适的环境，对人体健康有益。
图7 一个机械HV AC除湿系统结构图
3.2.2 混合化学HVAC除湿系统[29,32－33]
使用机械HVAC除湿系统，不得不考虑加大这制冷器的效率和对重生气持续的加热，这明显提高了能耗。另外，在一些更严格的空气条件下，传统HVAC系统将不能对周围的大气进行控制，会产生一系列的后果：①制冷设备的负荷增大，将会提高运行成本；②由于霜冻的影响，尤其在一些较冷的区域，将会使防霜期增长，从而使外面暴露的商品保质期缩短，使包装变坏，使标签变得模糊不清；
③随着露点的增大，在外表、结构和商品方面，表
第11期赵伟杰等：新型除湿技术的研究进展·1715·
面水冷凝问题将会出现。
因此，为了解决这个问题，研究者把注意力转向了混合化学HVAC除湿系统。这个系统因为可以用热回收来弥补再生气的再加热，所以节能效果明显，而且还可以省去除霜装置，减少投资成本。
相比与传统的机械HVAC除湿系统，混合化学HVAC除湿系统具有以下优点。
（1）传统的制冷系统不能独立地控制潜热和显热，所以为了保持一定的相对湿度，不得不将空气冷却到很低温度后再加热，从而使得COP和能量利用率很低。这种混合系统可以避免这种情况，尤其在一些低的潜热和显热条件下，节能优势更明显。
（2）在混合系统中，温度和湿度可以直接独立控制，但是传统的系统只有温度可以控制，而湿度是变化的。
（3）混合系统中，除湿温度的露点可以更低；而传统系统中，露点却不能低于4 ℃。
（4）因为湿度可以精确地控制，混合系统可以保证一个好的舒适度和空气条件。另外，因为整个过程中，没有冷凝水产生，可以减少细菌、病毒等的产生。所以，这个系统可以在一些对卫生要求严格的地方如医院、实验室等地得到广泛应用。
（5）混合系统只需要较小的水蒸气压缩机的功率，并且体积越小，能耗、所需电功率和投资成本越小。并且减少了一些有害环境的制冷工质如CFC 和HCFC的使用，对保护环境有很大的帮助。
（6）虽然混合系统的一次性投资成本要高，但是其运行成本比较低，比较经济，尤其是可以利用回收热来使干燥剂重生。
但是，混合化学HVAC也存在一些不足。
（1）在一些使用固体干燥剂的情况下，固体颗粒因为气流阻力而受阻，但是随着技术的进步，这个问题将会得到很好的解决。
（2）虽然干燥剂重生的温度一般为40～80 ℃，利用热回收技术就可以满足，但是，投资回收率还可能会比较小。
（3）虽然混合除湿系统在一些住宅和商业领域可以替代传统的制冷系统，但是由于技术的不熟悉和运行知识的不足，混合除湿系统的推广并不太好。
3.3HVAC除湿技术的发展
HVAC除湿系统在国内的研究还不太多，但是在国外已经成为研究的一个热点。HVAC除湿系统可以在超市、图书馆、博物馆等公共场所得到广泛的应用[32－33]。因为在这些地方空气不但要保证一定的舒适度，也要使相对湿度保持在一个较低的水平。
Laura Bellia等[33]将一种全空气型的HVAC除湿系统在博物馆的文物保护中，并研究了各种情况下的除湿效果。实验表明：利用单区系统，冬天的室内相对湿度可以稳定控制在一定范围内的时间可以达到95%。夏天的稳定控制时间可以达到80%，这要高于多区系统和变风量系统。在节能效果方面，刚多区系统要占有一定的优势。
Mazzei等[34]分别将传统和混合化学HVAC除湿系统应用于商品和超级市场中，比较两者的除湿效果。研究表明：①运行成本主要是集中在开放的制冷设备方面，适当的操作可以间接地降低运行成本；②因为周围空气的相对湿度维持在一个较低的水平，降低了霜冻的可能性，从而使商品的保质期增长和包装不易变坏；③大约30%的送入空气可以节省，从而使运行成本和系统制冷管所占的空间减小。相比较于前者，后者具有更高的除湿效率。
随着人们对居住环境的舒适性要求和人们环保意识、节能意识的提高，HVAC除湿系统以其改善室内居住环境和节能效果好的优势，必将成为人们关注的一个重点。
4 热电冷凝除湿
热电冷凝除湿是建立在热电制冷的基础上，将空气中的水蒸气冷却到露点温度以下来在到除湿的目的[35]。相比于传统的除湿技术，它具有体积小、稳定性高、无需制冷剂和干燥剂、环境友好等特点，因此日益受到人们的关注，在除湿领域中显示出了潜在的重要价值。
4.1热电冷凝除湿的工作原理
热电冷凝除湿是建立在热电制冷原理基础上，主要是塞贝克效应和珀尔帖效应。塞贝克效应是指通过N型和P型两种半导体将热能转化为电能的现象。珀尔帖效应则是与之相反的，将电能转化为热能的现象。因此，热电冷凝除湿中，起关键作用的是前者——珀尔帖效应。
热电制冷是通过直流电通过一对或多对N型和P型半导体实现的。图8 则是单个热电对的制冷模型[36]。
在制冷模式中，直流电从N型半导体流向P型半导体。热电对中冷端的温度T c 减小，并且从环境中吸收热量。当电子通过相互连接的导体从P型半导体的低能端流向N型半导体的高能端的时候，便会从环境中吸收热量。然后热量通过电子传导转移
化 工 进 展 2008年第27卷
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图8 热电偶的工作原理图（制冷模式）
到别一端（T H ），然后当电子返回到P 型导体的低能端时释放热量。
多个热电对连接在一起，就构成热电装置。在这个热电装置中，每个半导体叫热电偶。一对热电偶组成一个热电对。图9 是两种商业上常用的热电对排列方式[36]。
热电偶
陶瓷绝缘板
铜导电带
P
P P N N P N N
（a ）有陶瓷绝缘板和大的热电偶间隔分离层
绝缘层
铝导电带
N P N N
P P P
N
（b ）没有陶瓷绝缘板和有小的热电偶间隔分离层
图9 多对热电偶的示意图.
4.2 热电冷凝除湿的特点[36－
37]
热电冷凝除湿作为一种新兴的除湿技术，与传统的除湿技术相比具有以下几个优势：①热电除湿装置没有机械移动部分，因此不需要经常的系统维修，而且设备小、质量轻；②研究表明，热电除湿装置可以达到稳定运行100 000 h 以上；③热电除湿装置不用制冷剂或干燥剂，因此不需要经常性的补充，而且不用CFC 等有利于温室效应的物质，可以起到保护环境的作用；④热电除湿装置温度控制可以精确到±0.1 ℃；⑤热电除湿装置可以在恶劣、敏感或是小的环境中工作，对环境没有太大的要求，同时对地点也没有太大的要求；⑥热电除湿装置可以利用太阳能、工业废热和地热等低品位热源。但是，热电冷凝除湿技术的COP 比较低。
4.3 热电冷凝除湿技术的发展
热电冷凝除湿技术是在热电制冷技术的基础上发展起来的，所以热电制冷技术的发展必将带到热电除湿技术的发展。尽管国内外热电制冷技术发展很快，应用越来越广泛，但仍然有很多问题需要改进和提高，主要表现在以下几个方面[35,38]：①现有的热电材料的热电转换效率（即ZT 值）太低；②热电偶及其热电对的制作工艺不成熟，使得元件成本较高，性能价格比较低；③热电制冷要求平稳的低电压、大电流的直流电和低的焊接处电阻，而现有技术水平并不能满足这些要求。
为了解决这些问题，国内外的研究者们进行了深入的研究，并且已经取得了一定的进展。针对热电材料ZT 值太低的特点，人们提出了各种新型的热电材料[39]。如Skutterudite 热电材料、Clathrates 热电材料、Half-Heusler 热电材料、功能梯度材料，低维热电材料等，这些材料的共同特点是可以实现ZT 值达1.5～3.0。针对热电制冷所需直流电，利用太阳能等低品位能源直接产生直流电，并且直流电的产生和应用相对于交流电来说要容易和方便的多。这样不但可以节能能源，还可以减少高品位电能的使用，以缓解当前电能供应不足的局面。不足的是太阳能转换为电能的效率较低。Hongxia Xi 等[40]报道了太阳能热电技术在国内外的发展和应用情况。
但是，将热电冷凝技术应用于除湿方面报道的还比较少。图10是一个热电冷凝式除湿装置模型[41]。作者在特定的条件下利用这个装置进行了实验和模拟，并与传统的冷凝式除湿方式进行了对比。实验表明，此实验装置的COP 可达到0.8
，而在同等实验条件下，传统的冷凝除湿方式的COP 为0.7～1.3。
输入待除湿的空气
图10 热电冷凝式除湿装置模型结构图
1—铝板；2—热电对（第二阶段）；3—风扇（第一阶段）；4—换热片
（热端，第一阶段）；5—绝缘层；6—换热片（冷端，第一阶段）； 7—热电对（第二阶段）；8—风扇；9—换热片（热端，第二阶段）；
10—换热片（冷端，第二阶段）；11—集水器；12—隔板
第11期 赵伟杰等：新型除湿技术的研究进展 ·1717·
虽然热电冷凝除湿技术的COP 还比较低，这在一定程度上限制了它的使用。但是随着热电材料热电转换系数的不断提高，热电偶及其热电对制作工艺的发展和利用能量方式及其得用利用率的提高，COP 必将会有大幅度的提高，热电冷凝式除湿技术的应用将更加地广泛。
5 电化学除湿（质子传导）
电化学除湿是指通过电解水蒸气，来实现除湿的目的的方法。这种方法是近年来由Iwahara 等[42]提出来的，被用于科学研究中小的、封闭的环境中的除湿。
5.1 电化学除湿的机理
水蒸气在阳极被电解，形成质子，在电流的作用下转移到电解质中，然后质子通过电解质膜迁移到阴极，并在阴极放电形成氢分子，或者与气体中的氧气反应生成水分子。无论是通过那种方式，阳极端的水蒸气含量都会降低，室内的空气被干燥。工作原理图如图11所示。
＋
2H ＋2e →H 2
＋
H 2O →2H ＋2e ＋1/2O 2
（a ）水蒸气电解模式
H 2O →2H ＋2e ＋1/2O 2
＋
2H ＋2e ＋1/2O 2→H 2O
＋
（b ）水蒸气泵模式
图11 电化学除湿的工作原理图
5.2 电化学除湿技术发展
电化学除湿作为一种新提出来的除湿方式，到目前为止还在理论阶段。由于它是经过水电解的方式来除湿的，只用电能，使得工作环境很卫生。而且全部电解过程中，不会有任何的对环境有害的物
质产生。所以对环境保护是有好处的。
总得来说，随着相关理论的不断完善和技术的不断进步，电化学除湿也会成为一种新颖的除湿技术的，并得到人们的重视。
6 结 语
随着人们对居住环境的舒适性和工业生产中对除湿要求的提高以及传统除湿技术弊端的日益显现，新型除湿技术逐渐引起了人们的注意。膜法除湿、热泵除湿已经在国内外得到了广泛研究，已经在商业上得到了应用。HV AC 除湿是和其它除湿技术集成的，随着相关除湿技术和集成技术的发展，必将得到进一步的发展。热电除湿和电化学除湿虽然还处在理论阶段，但是以其独特的优势正在引起研究者的关注。除此之外，耦合除湿技术也是研究者们正在研究的一个热点，它可以集合几种除湿技术的优势，取得一个良好的除湿效果。
参 考 文 献
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·技术信息·
美国研制出抗静电涂料纳米铟粉末
American Elements 公司日前推出了最新的纳米级金属铟粉末产品I-Mite?。该产品可以作为抗静电透明涂料和表面材料的添加剂，完全满足以上涂料产品的大规模商业化生产。
I-Mite 具有抗静电、透明和耐摩擦和划痕的出色性能，是新一代电子包装材料、平板展示平台、洁净室内表面材料等理想的添加材料。另外I-Mite?纳米铟材料还具有导电性能，这一特性也使得它能够成为未来光伏电池（太阳能电池）、医疗器械以及生物科技成像产品的绝佳原材料。
连接塑料和金属材料的激光技术
由德国弗劳恩霍夫研究所承担的、关于激光技术的研究项目已开发出新技术，用来热连接塑料和金属材料。第一步是基于激光辐射透过塑料引入到连接区，该塑料必须有适当的透明度。接合处的强度可以通过表面处理来增强，如激光毛化的金属。另一项技术是激光诱导融合技术即Liftec ，可用于透明和半透明的塑料，采用激光辐射穿透由石英玻璃或蓝宝石制成的透明板和塑料部分。这部分的激光辐射由耐热材料吸收再转换成热量。该Liftec 过程也可以用来连接陶瓷和塑料。
智能材料及其发展
智能材料及其发展 1.材料的发展 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或者其他产品的物质，是人类生活、生产的基础，是人类认识自然和改造自然的工具，与信息、能源并列为人类赖以生存、现代文明赖以发展的三大支柱。材料也是人类进化的标志之一，一种新材料的出现必将促进人类文明的发展和科技的进步，从人类出现，经历旧石器时代、新石器时代、青铜时代……，一直到21世纪，材料及材料科学的发展一直伴随着人类的文明的进步。在人类文明的进程中，材料大致经历了一下五个发展阶段。 1）利用纯天然材料的初级阶段：在远古时代人类只能利用纯天然材料（如石头、草木、野兽毛皮、甲骨、泥土等），也就是通常所说的旧石器时代。这一阶段人类只能对纯天然材料进行简单加工。 2）单纯利用火制造材料阶段：这一阶段跨越了新石器时代、青铜时代和铁器时代，它们风别已三大人造材料为象征，即陶、铜、铁。这一时期人类利用火来进行烧结、冶炼和加工，如利用天然陶土烧制陶、瓷、砖、瓦以及后来的玻璃、水泥等，从天然矿石中提炼铜、铁等金属。 3）利用物理和化学原理合成材料阶段：20世纪初，随着科学的发展和各种检测手段及仪器的出现，人类开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，并以凝聚态物理、晶体物理、固体物理为基础研究材料组成、结构和性能之间的关系，并出现了材料科学。这一时期，人类利用一系列物理、化学原理、现象来创造新材料，这一时期出现的合成高分子材料与已有的金属材料、陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。除此之外，人类还合成了一系列的合金材料和无机非金属材料，如超导材料、光纤材料、半导体材料等。 4）材料的复合化阶段：这一阶段以20世纪50年代金属陶瓷的出现为开端，人类开始使用新的物理、化学技术，根据需要制备出性能独特的材料。玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及抗菌材料都是这一阶段的杰出代表，它们都是为了适应高科技的发展和提高人类文明进步而产生的。 5）材料的智能化阶段：自然界的材料都具有自适应、自诊断、自修复的功能。如所有的动物和植物都能在没有受到毁灭性打击的情况下进行自诊断和修复。受大自然的启发，近三四十年的研发，一些人工材料已经具备了其中的部分功能，即我们所说的智能材料，如形状记忆合金、光致变色玻璃等。但是从严格意义上将，目前研制成功的智能材料离理想的智能材料还有一定的距离。 材料科学的发展主要集中在以下几个方面：超纯化（从天然材料到复合材料）、量子化
电力频率调整及控制
频率与有功功率平衡 电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损)的有功功率总和之间的平衡来维持的。 但是，电力系统的负荷是时刻变化的，从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内，就需要及时调节系统内并联运行机组的有功功率。 频率质量是电能质量的一个重要指标。中国《电力工业技术管理法规》规定，大容量电力系统的频率偏差不得超过，一些工业发达国家规定频率偏差不得超过。 说明电力系统元件及整个系统的频率特性，介绍电力系统调频的基本概念。 12.1.2.1负荷频率特性 负荷的频率静态特性：在没有旋转备用容量的电力系统中，当电源与负荷推动平衡时，则频率将立即发生变化。由于频率的变化，整个系统的负荷也将随着频繁率的的变化而变化。这种负荷随频率的变化而变化的特性叫做负荷的频率静态特性。 综合负荷与频率的关系可表示成： 由于电力系统运行中，频率一般在额定频率附近，频率偏移也很小，因此可将负荷的静态频率特性近似为直线，如下图所示。
12.1.2.2发电机组频率特性 发电机组的频率静特性：当系统频率变化时，发电机组的高速系统将自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量以增减发电机组的出力，这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系，叫发电机调速系统的频率静态特性。 发电机组的功率频率静态特性如下图：在不改变发电机调速系统设定值时，发电机输出功率增加则频率下降，而当功率增加到其额定功率时，输出功率不随频率变化。图中向下倾斜的直线即为发电机频率静态特性，而①和②表示发电机出力分别为PG1和PG2时对应的频率。
等值发电机组（电网中所有发电机组的等效机组）的功率频率静态特性如下图所示，它跟发电机组的功率频率静态特性相似。 12.1.2.3电力系统频率特性 电力系统的频率静态特性取决于发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性，由发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性可以经推导得出： 式中――电力系统有功功率变化量的百分值： ――系统频率变化量百分值； ――为备用容量占系统总有功负荷的百分值。 12.1.2.4一次调频 一次调频：由发电机特性和负荷调节效应共同承担系统负荷变化，使系统运行在另一频率的频率调整称为频率的一次调整。
聚合物基自润滑材料的研究现状和进展
聚合物基自润滑材料的研究现状和进展 由于聚合物本身具有较低的摩擦系数,优良的机械性能及耐腐蚀性等优点,其基自润滑复合材料具有非常优异的摩擦磨损性能,正在被广泛的应用到减摩领域。本文综述了聚醚醚酮、聚四氟乙烯及聚酰亚胺等几种高聚物的摩擦磨损特点及其应用,聚合物基自润滑复合材料发展现状。指出目前聚合物基高性能自润滑材料的制备途径主要是通过聚合物与聚合物共混及添加纤维、晶须等来提高基体的机械强度,通过添加各类固体自润滑剂来提高摩擦性能,有效提高其综合性能。聚合物基自润滑材料可取代传统金属材料,成为全新的一类耐摩擦磨损材料。 论文关键词:高聚物,复合材料,自润滑材料,摩擦,磨损 1、聚醚醚酮(PEEK) 1.1 聚醚醚酮(PEEK)的特点 聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能热塑性高聚物,具有良好机械性能、抗化学腐蚀性和抗辐射性,显着的热稳定性和耐磨性。它可以在无润滑、低速高载下或在液体、固体粉尘污染等 收稿日期: 修订日期: 作者简介:刘良震(1980-),男,助理讲师, E-mail:ldcllfz@https://www.wendangku.net/doc/cb7998453.html, 恶劣环境下使用。因而关于聚醚醚酮及其复合材料的研究越来越受到人们重视。聚醚醚酮是一种半晶态热塑性聚合物,为了改善其机械性能,尤其是摩擦学性能,常在其中添加聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)和碳纤维(FC)等材料,也可添加颗粒增强型材料或进行特种表面处理等离子体处理等。当聚醚醚酮及其复合材料与金属材料相互对磨时,通常在金属表面形成聚合物转移膜,其结构、成分均与原有的聚合物及复合材料不同,其性能、厚度及连续程度均对摩擦副的摩擦学性能有重大影响[4]。 1.2 对聚醚醚酮(PEEK)摩擦性能的研究 章明秋等人[5,6]对聚醚醚酮(PEEK)在无润滑滑动条件下磨损产生的磨屑的形态进行研究,结果表明,聚醚醚酮(PEEK)的磨屑具有分形特征,其分形维数与载荷的关系对应于磨损率与载荷的关系,能够反映聚醚醚酮(PEEK)磨损机制的变化。在给定的试验条件下,随着载荷的增大,聚醚醚酮(PEEK)的磨损机制从粘着磨损为主伴随着疲劳-剥层磨损,进而转变为热塑性流动磨损。 张人佶等[7,8]利用扫描电镜、扫描微分量热仪、红外光谱仪、俄歇电子谱仪等分析手段系统的研究了聚醚醚酮(PEEK)及其复合材料的滑动转移膜,结果表明:纯聚醚醚酮(PEEK)在滑动摩擦过程中形成不连续的转移膜。聚四氟乙烯(PTFE)的光滑分子结构有助于使转移膜更光滑,固体润滑效果也更好。在PEEK/FC30中,不仅加入PTFE,而且加入具有层状
智能材料的研究现状与未来发展趋势
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/cb7998453.html, 智能材料的研究现状与未来发展趋势 作者：邓焕 来源：《科学与财富》2017年第36期 摘要：智能材料这一概念在上世纪80年代首次被提出，近年来，关于智能材料在航空航天领域的研究与应用被频繁提及。由于智能材料具备着结构整体性强、可塑性高、功能多样化等优点，因此在航空航天领域得到了广泛的研究与使用，首先根据功能性的不同对智能材料进行了系统的分类与概述，然后对当前智能材料在航空航天领域的主要应用进行了系统性的分析与总结，最后对智能材料在未来的航空航天的应用前景中进行了进一步地展望。 关键词：智能材料；复合材料；航空航天；功能多样化 1 引言 进入二十一世纪以来，全球各大航空航天强国在航天航空领域投入了大量的研发资金，而作为航空航天领域重要环节的航天材料，近年来也不断有着新的突破，而其中被提及最多的就是智能材料在航空航天领域的应用。在智能材料的范畴中，智能复合材料最具有代表性，智能复合材料主要具备着：外界环境感知功能；判断决策功能；自我反馈功能；执行功能等。此外，由于当前智能复合材料都向着轻量化、低成本化的方向发展，因此在航天领域复合材料的设计结构以及使用用途上都有着不同的侧重发展方向。而近年来国内外各国也均加快了各自在该领域的研发使用发展进度，主要的研究大方向还是集中在了智能检测、结构稳定性、低成本化等方向上，本文着重对相关部分进行系统性的概述与总结。 2 航空航天领域智能复合材料的功能介绍 在航空航天领域中，国内外普遍利用智能复合材料以实现在降低航空航天飞行器的自身重量的前提下保证系统结构的稳定性，其次根据复合智能材料具备智能检测自身系统内部工作状态和自愈合等功能实现航空航天材料在微电子与智能应用方向的交叉发展。 2.1 智能复合材料在航天结构检测方向的应用 智能复合材料在航空航天器中的应用，主要是通过将传感器以嵌入的方式与原始预浸料铺层以及湿片铺层等智能复合材料紧密键合，最终集成在控制芯片控制器上实现对整个系统的实时监控诊测、自我修复等供能，值得注意的是，在这一过程中，智能化不仅仅是符合材料的必要功能，复合材料在很大程度上可以有效承受比传统应用材料更大外界机械压力[1]。 除此之外，由于智能复合材料作为传感器的铺放衬底，因此智能复合材料还可以实现对整个材料内部结构的状况进行收集并且将出现的诸如温度异常、结构异常、表面裂痕等隐患及时反馈至中央处理器，这在一定程度上可以有效实现整个系统内部的检测与寿命预测，在这方面的技术上，美国的Acellent公司研发的缠绕型复合材料以压力感应的形式，按照矩形布线形式
CTCS-2系统构成及其速度控制模式
课程名称：远程控制 设计题目：CTCS-2系统构成及其控制模式院系：计算机与通信工程系 专业：铁道信号 年级：2006级 姓名：王仕忠 指导教师：黄高勇 西南交通大学峨眉校区 年月日
课程设计任务书 专业铁道信号姓名王仕忠学号20067034 开题日期：2009 年4 月7日完成日期：2009年 6 月5日题目CTCS-2系统构成及其控制模式 一、设计的目的 为了满足国内日益增长的快速铁路客运需要，时速达200k m/h的动车组已经投入城际和客运专线营运。为了保证动车组200k m/h的运行安全，铁道部组织有关单位，在借鉴欧洲和日本列控系统的基础上，引进、消化、研发了中国铁路既有线200km/h动车组列控系统（CTCS-2）。本文着重对CTCS-2级列车控制系统进行了分析与研究，对CTCS-2级列控系统中地面设备和车载设备各组成部分的功能和技术特点进行了详细描述，并对C TCS2级列控系统的控制模式进行了简要说明。 CTCS-2 级列控系统主要是针对既有线的运营现状和技术装备水平、尽量减少对既有装备的改造的需求进行开发的，随着客运专线技术装备标准的提高、运输需求的改变，既有线CTCS-2 级列控系统能否适应客运专线新的要求，有必要进行研究、了解。 二、设计的内容及要求 （1）相关资料的收集和学习（课外2学时） （2）具体实现方案（课内2学时，课外4学时） （3）完成课程设计报告（课内2学时，课外2学时） 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日
CTCS-2系统构成及其速度控制模式 引言 近年来，我国铁路建设飞速发展，为了进一步适应铁路跨越式发展战略，铁道部已经制定了《中国列车控制系统(CTCS)技术规范总则(暂行)》和相应C T C S技术条件，以保证我国铁路运输安全，满足长交路运营的需求，适应提速战略的实施。CTCS是参照欧洲列车控制系统(ETCS)制定的我国现代铁路列车控制系统。 CTCS-2级为一体化的列车运行控制系统。CTCS-2级面向提速干线和高速线，是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。是一种点-连式列车运行控制系统，功能比较齐全并适合国情。司机凭车载信号行车。轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息；点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。CTCS-2级采取目标距离控制模式，采用一次制动方式。 1.CTCS-2级列控系统结构 CTCS-2本身是一个列车运行控制系统标准，并不指定具体设备和细节，但铁道部通过对CTCS-2级技术规范的多次深入研究和论证，确定了符合CTCS-2级标准的列控系统构成、车载设备、地面设备配置、运用技术原则、系统实施方案等一系列细节，形成了具有中国特色兼容既有线和客运专线的列控系统，称这个系统为CTCS-2列控系统。 CTCS-2级列控系统是基于轨道电路加应答器传输列车运行信息，并采用目标距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。CTCS-2级列控系统包括列控车载设备和列控地面设备两大部分，列控系统分车载设备和地面设备两部分，地面设备又分轨旁和室内设备两部分其总体结构如下图所示。 图一系统构成
于国内纸基摩擦材料的发展现状分析
关于国内纸基摩擦材料的发展现状分析 纸基摩擦材料具有静、动摩擦系数比值小，运转平稳柔和、低噪音、无震动、吸收能量强和环保低成本等特点。克服了传统粉末冶金铜基摩擦材料动摩擦系数低，静、动摩擦系数比值大，运转震动大等缺点。由于纸基摩擦材料的居多优点，从70年代开始摩擦材料生产厂家大多数都先后纷纷研制或挖人才效仿制造。经历三十多年的漫长过程，虽然已经形成一定规模的生产量，逐渐被用户接受，已经广泛应用于摩托车、自行车、汽车、叉车、拖拉机、工程机械、船舶、起重机械、民用家电等的湿式离合器或制动器中。但是大多数产品还处于小批量生产阶段，生产设备简陋，以手工操作为主或借用传统的粉末冶金摩擦片的加工方法，产品的机械性能和摩擦磨损性能稳定性、统一性较差，如尺寸公差、外观、色差、空隙率、均匀度等方面与国外先进产品相比还存在着一定差距。本人多年关注纸基摩擦材料的发展，并且参与纸基摩擦材料的生产设备和生产工艺的研究，对近几年来我国纸基摩擦材料的发展状况有比较浅草了解，提出个人看法仅供参考。 一．纸基摩擦材料的成本优势 粉末冶金铜基摩擦材料由于生产厂家不断发展和扩大，竞争日趋激烈，加之有色金属是不可再生资源，价格不断上涨，以铜粉为例2000年后平均每年涨幅在15%以上，而成品价格由于各生产厂家的竞争因素基本不变，随着社会发展近年来工厂某些运作成本不断提高，所以粉末冶金摩擦材料的生产成本不断提高。利润空间越来越小，目前铜基摩擦材料大多数产品基本上不存在技术知识产权价格因素和品牌价格因素。近年来生产摩擦材料的民营个私企业不断涌现，而且迅速形成规模生产，这类企业相对运作成本较低对市场的冲击较大。所以对规模型生产摩擦材料的老企业经受着越来越严谨的考验，必须重视企业的内功修炼，一方面保持和提高产品质量占居行业的品牌地位，进行设备
智能材料
智能材料及其在医学领域的应用 目录 1、智能材料的概述 1.1智能材料的定义和基本特征........................................................ 1.2智能材料的构成............................................................................ 1.3智能材料的分类............................................................................ 1.4智能材料的制备............................................................................ 2、智能材料的应用领域 2.1智能材料的研究方向................................................................... 2.2智能材料在医学上的应用............................................................ 2.3智能材料在医疗方法中的应用....................................................
2.4智能材料在医学器械方面的应用................................................. 3、结束语.................................................................... 4、参考文献................................................................ 摘要本文综合评述了智能材料的研究、应用和进展。对智能材料与结构的概念进行了描述，全面总结了智能材料智能材料生物医药方面的应用, 探讨了智能材料光明的应用前景和发展趋势。 关键词智能材料；医学应用；发展 1智能材料的概述 1.1定义：智能材料（Intelligent material），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。 基本特征：因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征： （1）传感功能（Sensor）
溶液除湿再生性能实验的研究发展
溶液除湿再生性能实验的研究发展 溶液再生过程是溶液除湿系统重要的传热传质过程。本文对一些学者关于溶液除湿系统再生性能的实验研究进行了简单的介绍和总结。 标签：溶液除湿；溶液再生；再生性能 引言 传统空调通常采用冷却除湿的方式将空气的温度处理到露点温度以下，实现空气的除湿和降温。但这种方式不仅使压缩制冷系统由于蒸发温度的降低而导致性能系数降低，而且会在表冷器表面生成凝结水使霉菌滋生，从而影响空气品质[1]。然而，溶液除湿方法可将除湿与降温过程分开，解决了上述问题。 再生过程是溶液除湿系统重要的传热传质过程，再生性能的高低直接影响了除湿过程中除湿性能的强弱。为了充分利用低品位能源，可以使用太阳能、工业废热、冷凝热等作为除湿溶液的再生热源，这样既可以使运行成本降低，又可减少废热的排放，同时达到了节能和环保的双重目的[2]。 1 再生机理 除湿过程是浓溶液从被处理空气中吸收水分，并放出潜热的过程；而溶液的再生过程正好与其相反即除湿后的稀溶液从外界获取热量使水分从溶液蒸发到空气中的过程。溶液表面的蒸气压和空气的蒸气压的差值是水分传递的驱动势，但是这个差值大于零时溶液的再生过程才能够发生。影响除湿溶液表面蒸气压的两个重要因素是浓度和温度。在除湿器中浓溶液由于吸收水分而浓度降低，此时它的蒸气压逐渐变大，当它的蒸气压高于被处理空气蒸气压时，除湿过程停止，而将吸湿后的稀溶液通过低品位热源的加热升温到一定值后，通入再生器与空气接触，只要保持它的蒸气压与接触的空气的蒸气压的差值为正，再生过程就会发生。 2 国外某些再生过程的实验研究 Martin和Goswami实验测试了三甘醇溶液在聚丙烯Rauschert Hilflow环散装填料的逆流填料塔再生装置中的热质交换过程。Fumo和Goswami分析了以LiCl溶液为吸湿溶液在上述逆流填料塔中溶液与湿空气的再生热质交换过程[2]。Longo G A[3]等实验测试了分别采用LiBr溶液、LiCl溶液和KCOOH溶液，使用塑料环散装填料的逆流填料塔的除湿再生过程，对于3种溶液的再生性能也进行了比较。国内许多学者也对再生过程进行了不同程度的研究，文章意在主要对他们的研究进行介绍和总结。 3 国内有关再生过程的研究
步进电机运动规律及速度控制方法
步进电机运动规律及速度控制方法 姓名：吴良辰班级：10机设（2）学号：201010310206 学期我们专业开设了机电传动控制这么课，它是机电一体化人才所需要知识结构的躯体，由于电力传动控制装置和机械设备是一个不可分割的整体，所以我么能从中了解到机电传动控制的一般知识，要掌握电机、电器、晶闸管等工作原理、特性、应用和选用的方法。了解最新控制技术在机械设备中的应用。在现代工业中，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且还包括控制电动机的一整套控制，以满足生产过程自动化的要求。也就是说，现代机电传动是和各种控制元件组成的自动控制系统联系在一起。机电系统一般可分为图一所示的三个部分。 图1机电传动控制 在没上这门课之前，在我自己认为，电机就是那些就是高中学的那些直流电动机，就是通电线圈在磁场转动。那是直流电动机了，慢慢的我接触了交流电动机，刚开始知道220V市电。记得大一下学期，我们金工实习了，看到工训下面那么多的车床，铣床，钻床……由于要提供大的功率，所以主电机都是选用380V。上完这门让我更详细了解他们内部的结构和工作原理。还说明知识是慢慢积累的过程。见的多学的多。我明白了很多以前的疑惑。看到电视机上那些智能机器人，他们的活动很自如，就像仿生肌肉一样。尤其是日本的机器人。它的机械臂很有可能是步进电机控制的，还有一种说法是液压与气压控制的。我觉的两者都有。 很有幸大一时候进入了第二课堂，在里面学到东西，也接触了步进电机，我是在学51单片机那时候也买了一个，就觉得很神奇。在加上前几天参加了江西省电子设计大赛，我就感觉到要是要选控制类的题目做，步进电机是不能少的。所以步进电机是个好东西。我在网上查了一下资料，上个世纪就出现了步进电机，它是一种可以自由回转的电磁铁，动作原理和今天的反应式步进电机没有什么区别，也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。很遗憾的是它是国外人发明的。 开始写正题了，上完这门课，那个步进电机是让我很痴迷的。步进电机在位置控制，速度，控制方面有着卓越的作用，是其他电机无法比拟的。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
摩擦材料行业分析
综述: 经过“十一五”期间的努力，摩擦密封材料行业取得了长足的进步。国际化步伐进一步加快，新技术研究、新产品开发、新材料应用、新设备换代、新工艺创造成绩斐然。行业总体规模和经济效益有了显著增长，2010年摩擦密封材料行业总产值由“十一五”初期的56.7亿元增加到101.51亿元，产品出口交货值由16.2亿元增加到37.14亿元，分别增长了79.03%和129.26%。 1.国外概况 1.1行业结构合理，产能集中度较高，跨国和跨地区经营进一步发展，产品生产逐步转移到劳动力便宜的发展中国家和地区进行，尤其注重向中国市场的转移。大部分主机配套集中在为数不多的零部件集团，如：辉门、霍尼韦尔、泰明顿、阿基波罗等。 1.2无石棉、少金属的环保型摩擦材料（又称NAO型摩擦材料）已经开始向市场推广； 消费者对制动噪音越来越重视，制动噪音已经成为区分车辆制动性能的关键因素之一，各大摩擦材料厂和制动系统生产厂家开始联合研究和开发低噪音制动系统，并取得了很多工程技术上的突破；通过控制产品压缩量来降低噪音已经成为各大摩擦材料厂质量控制的重要手段。 1.3欧美一些国家已经就限制摩擦材料中有害重金属组分及铜的含量进行立法。在可以预见的将来，摩擦材料中重金属组分的含量将会成为摩擦材料出口欧美的一项贸易限制。 1.4生产设备自动化控制和精密度较高，部分工序实现了连续化生产；因而生产效率比较高；原材料生产企业普遍具有相当规模且质量稳定，并能够根据用户需要对所供产品进行精加工和新的开发。 1.5大型摩擦材料企业拥有雄厚的科研力量和先进的研究测试设备，科研开发的资金投入普遍占到销售额的3～5%，有的甚至更高一些。他们不仅深入研究摩擦材料的表观和微观结构及性能，同时非常重视摩擦材料和对偶件及制动系统的整体匹配性研究。 1.6 把产品质量标准和测试方法标准作为一种日常工作，不断进行研究。国际同行对欧洲和北美地区采用的不同测试方法进行了有效的协调统一，标准全球化日趋成熟。 2 .国内概况 2．1 基本情况 随着我国国民经济的快速发展，汽车、摩托车、机械、铁路、石油、化工、船舶、航空、矿山、冶金等诸多领域对摩擦密封材料行业提出了更高的要求。铁路运输不断提速；城市轨道交通大量发展；汽
两种除湿方式
两种除湿方式：空调和除湿机的不同点每年的5、6月份是雨水开始多大季节，空气的湿度非常大，这对于家中的家电不但潜伏了每年的5、6月份是雨水开始多大季节，空气的湿度非常大，这对于家中的家电不但潜伏了危险，对家人的健康也会带来威胁。长期处于高湿度的环境老人与小孩更容易发病或者受伤。因此不少家庭都会采取防潮除湿的措施。最常见的就是开空调抽湿以及直接购买除湿机除湿。那么，空调的抽湿原理与除湿机的除湿原理有什么不同呢？ 一、空调除湿的工作原理： 空调常见的除湿方式有2种。第一种就是制冷除湿;另外一种就是独立的除湿功能。下面分别说说空调除湿是如何工作的。 A.空调制冷除湿，在制冷的过程中，潮湿的空气通过空调器蒸发器后温度会大幅度下降，空气湿度处于一种过饱和状态，多余水汽以冷凝水的形式析出，凝结于蒸发器的翅片上，也就是“凝露”，等到制冷模式达到一定的平衡状态，空气湿度也就降到了一定的水平。因此，当空调制冷的过程中，不但空气温度降低了，连同空气的湿度也会跟着降低。这就是空调制冷模式下的除湿工作原理，实际上是制冷过程伴随的“副作用”，降低湿度。 B.空调在非制冷模式下的独立除湿功能工作原理又是如何呢？现在不少空调都有独立的除湿功能，其实其工作原理是将通过蒸发器被冷却了的空气再加热到原来的温度，然后再送入室内。就是说室内风扇一直以低速运行，压缩机开开停停，制冷系统作间断性制冷循环，产生的制冷量大部分用于平衡室内空气的潜热，即水蒸气变成冷凝水。小部分用于平衡显热，即降低一些室内温度。如此不断地循环，使室温保持在设定值附近，同时又大量地除去空气中的湿气。，这样室内环境在湿度下降的情况下保持了相对恒定。空调的制冷只用于冷凝，对于温度的控制不大，因此这种除湿被称为恒温除湿。 看过空调的除湿方式后，我们来看看除湿机的除湿原理： 每年的5、6月份是雨水开始多大季节，空气的湿度非常大，这对于家中的家电不但潜伏了危险，对家人的健康也会带来威胁。长期处于高湿度的环境老人与小孩更容易发病或者受伤。因此不少家庭都会采取防潮除湿的措施。最常见的就是开空调抽湿以及直接购买除湿机除湿。那么，空调的抽湿原理与除湿机的除湿原理有什么不同呢？ 二、除湿器的工作原理 除湿器一般的工作原理，简单来说就是利用空气中的水分在进入除湿器蒸发器时冷凝结霜，然后积聚滴出，排入下水口，从而达到降低空间湿度的目的。其原理与空调器制冷模式时的除湿原理类似。将空气冷凝成水后排出，平衡室内的空气温度。三、空调的除湿原理与除湿机电工作原理区别。由以上可见，空调的除湿原理其实与一般除湿机的工作原理相似。但那为什么除湿还是需要选购除湿机呢？因为除湿机的方便移动、专业除湿，优质的除湿效果，与空调的“副作用”
各种PWM控制方法的原理及优缺点
引言 采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。 PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展。到目前为止，已出现了多种PWM控制技术，根据PWM控制技术的特点，到目前为止主要有以下8类方法。 1相电压控制PWM 1.1等脉宽PWM法[1] VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的，是PWM法中最为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。相对于PAM法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。 1.2随机PWM 在上世纪70年代开始至上世纪80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善，随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的)，尽管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此，即使在IGBT已被广泛应用的今天，对于载波频率必须限制在较低频率的场合，随机PWM仍然有其特殊的价值；另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率，随机PWM技术正是提供了一个分析、解决这种问题的全新思路。 1.3SPWM法
气动控制技术—速度控制回路教案首页课程气动控制技术班级
气动控制技术—速度控制回路 教案首页
课题：速度控制回路 课前准备： 1、气动实训一体化装置26台； 2、计算机26套，多媒体投影仪1台，云台摄像头系统1套； 3、常用电工工具、六角扳手各26套。 授课内容： 时间 教学内容和过程备注 2分钟 考勤、填写教学日志，调节课堂气氛，调动学生主动参与课堂， 创造和谐活泼课堂，做好接受新知识的准备工作。让学生把下课的心放到课堂上来，用故事、激励、表扬等方法实现。 5分钟 教师提问：1、我们前面所学的气动控制基本回路有哪几种？ 学生回答：方向控制回路、压力控制回路 教师提问：2、常见控制阀的图形符号有哪些？ 学生上黑板画或由教师画出符号，学生回答符号代表的意思和所 起的作用复习前面所学的控制回路，巩固所学的知识。 复习几种常见控制阀符号和作用，为新课做铺垫。 6分钟 让学生观看自动化生产线工件加工过程的视频，总结出工作台的动作过程。假如你们是工程技术人员，现在要你设计一台气动传动的机床，要求这台机床工作时自动刀架先带刀具快速接近工件，后以慢速工进，对工件进行加工，加工完快速退回原处。那么你启发学生，引导学生思考，让学生各抒己见，不一定要用课本的知识，只要有自己的见解或是创造性思维的就给予表扬，然后引入本课内容举例、演示、情境教学，让学生有主人翁的感觉。设疑，引起学生的兴趣。 一、组织教学 二、复习回顾 三、任务引入
们如何设计才能满足这种要求呢？ 12分 钟 一、快进回路 二、工进回路 三、快退回路用逐步演示动画的方式让学生清清楚楚地看到速度控制回路的工作过程，对其原理及工作过程进行详细的分析。答疑，前面在导入新课时所设的问题这里给了明确的答复。 四、任务分析
探究刹车片摩擦材料的研究现状与发展趋势
探究刹车片摩擦材料的研究现状与发展趋势 发表时间：2019-09-18T10:02:32.580Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：赵盟盟 [导读] 新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 山东金麒麟股份有限公司山东乐陵 253600 摘要：现阶段的工业制造逐渐向轻量化、高质量、高安全以及高寿命方向发展，进而对当前的制动系统提出更高的要求，以保证其整体性能。新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 关键词：刹车片摩擦材料；现状；发展 1 引言 作为车辆和机械离合器总成及制动器中的关键性安全部件，高性能刹车片摩擦材料的研究广泛受到各科研机构和主机厂的关注。刹车片摩擦材料作为制动装置中的核心要素，利用摩擦材料的摩擦性能将转动的动能转化为热能及其他形式的能量，从而实现运动装置制动，其性能的优良直接影响着整机装备运行的安全性、可靠性、舒适性等. 2 刹车片摩擦材料的主要性能 一般对刹车片的基本要求主要有耐磨损、摩擦系数大、优良的隔热性能。按无石棉有机物刹车材料主要是作为石棉的替代晶而研制的，用于制动鼓或制动蹄。摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片（刹车片）和离合器面片（离合器片）。刹车片用于制动，离合器片用于传动。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。 所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂（树脂与橡胶）、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 3 刹车片摩擦材料发展过程 通过上文的分析发现，阿基波罗工业株式会社和美国辉门公司在专利数量和时期上具有代表性，对其各个时期的代表性专利进行分析，发现刹车片摩擦材料的发展可分为去石棉时期、无石棉发展时期和新材料时期。 3.1 去石棉时期 早在19世纪30年代，菲罗多就有专利提到了含铅或铅合金的摩擦片，还有一篇专利提到了含石棉的刹车片，这就是早期的石棉刹车片。早期的刹车片往往含有石棉，因为石棉能为摩擦材料提供较高机械强度及良好的耐热性、耐磨性等关键性能，甚至至今石棉在摩擦材料中的影响还没有被单一增强纤维所取代。自19世纪50年代，石棉被发现可能具有致癌性。之后19世纪70年代，石棉的致癌形成了一种共识，1989年，美国出台了法案规定禁止石棉材料的使用。 随后，各公司开始寻求对石棉的替代，大体分为两个发展方向，一种为用金属纤维等进行替代，后来演变为用途十分广泛的半金属刹车片，如菲罗多专利中出现了含金属纤维的刹车片，金属开始替代石棉；1982年阿基波罗公司一种定义为半金属的刹车片出现了，中提到了铝和氧化铝同酚醛树脂、金属粉末、橡胶、石墨和钢纤和高含碳量的铁粉热压得到这种摩擦材料。其中钢纤维和金属粉末（如：还原铁粉、铸铁粉等）主要替代石棉用作增强材料。提出一种包含碎玻璃纤维的摩擦材料具有良好的抗磨损和抗衰退性能，具体包含树脂，碎玻璃纤维（浸渍有１％的酚醛树脂）、有机粉末、填料、金属粉末、润滑剂和一些其他的纤维，并且分散了噪音的集中产生。这种刹车片即为早期的NAO型刹车片。此阶段汽车工业对于汽车速度提出了更高的要求，因此摩擦材料不仅关注对石棉纤维的替代，对于粘结剂的改性以提高分解温度也被重视。 3.2 无石棉发展时期 从20世纪80年代至2000年，刹车片摩擦材料的专利开始大量涌现，主要还是针对无石棉配方的改进。半金属配方刹车片具有较高的摩擦系数，优异的热传导性和耐磨性，但也有易生锈、易损伤刹车盘等缺点，另外在噪音和舒适性方面都不尽如人意，这也不满足汽车工业对汽车舒适性的要求。世界发达国家更加注重对噪音、振动、顿挫感（简称NVH）等舒适性能方面的研究。减少刹车片中金属含量，由半金属向低金属转变成为当时的主要研究方向。最显著的特点是发表了大量无石棉有机（简称NAO）刹车片，NAO主要特点为具有适宜的摩擦系数、低噪音、少落灰和较好的舒适性。 3.3 新材料时期 3.3.1 新型陶瓷基摩擦材料 21世纪初，面对世界范围内对于汽车环保和舒适性更高的要求，刹车片摩擦材料的发展对环保要求也越来越苛刻，日本、欧美地区的刹车片向着绿色，环保，经济的方向发展。此时由于芳纶与钛酸钾纤维具有良好的协同作用，在NAO型刹车片中已得到了十分广泛的应用。粉末状钛酸钾的工艺，并且和纤维状钛酸钾具有相似的摩擦性能和力学强度，可以对钛酸钾纤维进行替代。 3.3.2 新型陶瓷基摩擦材料 汽车制动器在进行制作过程中，其主要是利用当前的衬片功能进行发挥，其由当前的填料、增强纤维以及粘结剂组成，利用粘接剂自身的功能与优势，将相关的材料进行合理的融合，经过粘接、加热、固化等工序，促使其形成质量良好的摩擦材料，提升整体性能，满足当前的需求。例如，作者通过合理的实验，对当前的汽车刹车片新型陶瓷基材料的性能进行分析，通过不同的粘结剂的不同体积分数明确其最优效果，进而选择出摩擦材料的最高强度与韧性，提升其整体性能。以实际的案例为例，在某实验中，将当前的钛酸钾晶须作为增强纤维，充分发挥出其自身的摩擦性能，并利用不同的钛酸钾含量进行分析，不同的含量对其整体性能产生的影响。 填料也是当前重要的组成部分，其自身的性能优势在于对摩擦材料的磨损性能进行合理的调节，进而提升其实际的制动与传动要求，例如，当前较为常见的填料主要有碳酸钙、氧化铁、氧化铝等相关的材料，不同的材料其对于当前的性能影响也不同。氧化铝可以提升材
智能材料最新进展及展望
智能材料最新进展及展望 李洁能动管（硕）42班2140803011 摘要：本文综述了智能材料的概念、分类，重点介绍了智能材料的基础材料——压电材料、形状记忆材料的设计思路、特异性能和影响因素。智能材料的研究内容非常丰富，涉及了许多前沿学科和高新技术，应用领域十分广阔。智能材料结构系统的研究必将把人类社会文明推向一个新的高度。 关键词：智能材料；压电材料；形状记忆材料；前景 1.智能材料的基本概念及分类 1.1智能材料的基本概念 20世纪80年代中期，人们提出智能材料的概念。智能材料要求材料体系集感知、驱动和信息处理一体，形成类似生物材料那样的具有智能属性的材料，具有自感知、自诊断、自适应、自修复等功能。 对于智能的定义至今尚无统一的定论，我国科学家认为智能材料是模仿生命系统，能感知环境变化，并能实时地改变自身的一种或多种性能参数，做出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。 1.2智能材料的分类 智能材料按产生方式可分为天然智能材料和人工智能材料。前者主要指有机自然活体，比如肌肉、骨骼等，而后者是人为制造的具有智能功能的材料，因其中大部分受前者的启发而产生，故又称生物拟态材料。 智能材料按驱动方式可分为嵌入式智能材料（主动式智能材料）和本身具有一定智能的被动式智能材料。前者可以通过改变反馈系统，使其优化反应，能够随不同的条件做出不同的反应，还能够随时间发生变化，因而更加灵活机动，并为今后进一步发展成具有学习和预见能力的材料，促进智能材料向更高级阶段发展奠定了基础。【1】后者是某些材料结构本身具有随环境、时间改变的性能，例如变色太阳镜等。 2.智能材料的最新进展 2.1压电材料 压电材料是能够实现机械能与电能之间相互转换且具备压电效应的一类电
起重机工作速度的控制方案与原理
起重机工作速度的控制方案与原理 为了提高生产率以及适应各种工作的要求,起重机的工作速度应该是可控制的.尤其是起重机起升机构,当轻载和空钩下降时,在大起升高度升降重物时,为节省时间,需较高的工 作速度,当吊运危险物品、重载以及进行安装工作时,为了安全可靠和准确定位,则要求较低的工作速度甚至微速.因此,起重机一般设有速度调节装置,且要求其工作平稳可靠、结构简 单、操作方便、调速范围大等.根据起重机不同类型,不同传动方式,有不同的调速方法.以下列举几种起重机中常用或具发展前途的调速方法并进行分析比较. 1 机械变速 变速减速器在减速器高速轴上安装牙嵌式离合器(图1)或采用滑动齿轮进行速度转换.这种方式一般用于要求两个速度的起升机构上,且只能在无载情况下换速.当需要在有载情况下换速时,
必须装设闭锁装置或在中间轴安装制动装置,以避免在离合 器或滑动齿轮脱开时发生重物坠落事故. 双电动机—行星减速器图2为该变速方式的一种传动 简图.由电动机1和电动机2分别带动内齿圈b和太阳轮a, 再经差速器的系杆H,经一级开式齿轮减速带动卷筒旋转.若 以i表示传动比,以n表示轮速,由简图可得下式: ibHa=（nH-nb）／（na-nb） (1) 解出系杆转速nH=na／ibaH+nb／iabh (2) 式中na／ib aH=nbH—轮b固定,轮a带动系杆H的转速; Nb／iabH=naH—轮a固定,轮b带动系杆H的转速。 由公式(2)可得卷筒四种速度: nⅠ=n1／i1iabHi2 电动机1开动,电动机2停; nⅡ=n2／ibaHi2 电动机2开动,电动机1停; nⅢ=n1+nⅡ电动机1和2同时开动、转向相同; nⅣ=nⅠ-nⅡ电动机1和2同时开动、转向相反.
智能材料研究进展及应用
各专业全套优秀毕业设计图纸 目录 0 引言 (2) 1 智能材料结构的研究现状 (3) 1.1 智能传感技术 (3) 1.2智能驱动技术 (4) 1.3智能控制技术 (6) 1.4智能信息处理与传输 (6) 2 常用制备方法 (8) 2. 1 物理气相沉积法 (8) 2. 2 喷涂法 (8) 2. 3烧结法 (8) 2. 4 注射成型法 (8) 2.5创构智能材料的物理新技术 (8) 3智能材料的应用领域 (9) 3.1军事领域中的应用 (9) 3.2医学领域中的应用 (11) 3.3建筑领域的应用 (13) 3.4智能服装和纺织品领域的应用 (13) 3.5 未来热点应用 (14) 3 结束语 (15) 参考文献 (15)
智能材料研究进展及应用 侯博 材料与化工学院材料科学与工程 摘要：智能材料是广受瞩目的新兴材料科学门类,经过几十年的发展，已日趋成熟,必将逐渐深入到人类生活之中，且越来越多地影响乃至大范围地改变人们的生活方式。本文介绍了智能材料的基本构成和分类，对对智能材料结构的研究现状进行了阐述，并简单介绍了一些常用的制备方法，概述了其应用，探讨了其研究价值和广阔的发展应用前景。 关键词：智能材料智能传感技术智能驱动技术智能控制技术智能信息处理与传输 0 引言 材料是人类一切生产和生活水平提高的物质基础，是人类进步的里程碑。随着科技的发展，特别是20世纪80年代以来，现代航天、航空、电子、机械等高技术领域取得了飞速的发展，人们对所使用的材料提出了越来越高的要求，传统的结构材料或功能材料已不能满足这些技术的要求，材料科学的发展由传统单一的仅具有承载能力的结构材料或功能材料，向多功能化、智能化的结构材料发展。20世纪80年代末期，受到自然界生物具备的某些能力的启发，美国和日本科学家首先将智能概念引入材料和结构领域，提出了智能材料结构的新概念。 智能材料结构又称机敏结构(Smart/Intelligent Materials and Structures)，泛指将传感元件、驱动元件以及有关的信号处理和控制电路集成在材料结构中，通过机、热、光、化、电、磁等激励和控制，不仅具有承受载荷的能力，而且具有识别、分析、处理及控制等多种功能，能进行自诊断、自适应、自学习、自修复的材料结构。智能材料结构是一门交叉的前沿学科，所涉及的专业领域非常广泛，如:力学、材料科学、物理学、生物学、电子学、控制科学、计算机科学与技术等，目前各国都有一大批各学科的专家和学者正积极致力于发展这一学科[1]。当