Mixed ionic and electronic conducto

Mixed ionic and electronic conductors have potential applications as oxygen transport membranes. Realization of the technology is challenged by mechanical reliability of the components which are subjected to stresses arising from oxygen stoichiometry gradients and external overpressure during operation. This paper investigates numerically the failure risk of tubular oxygen transport membranes under industrial operating conditions using finite element modeling and Weibull strength analysis. The effects of component manufacturing defects on fracture probability are elucidated by explicit modeling of imperfections in the tubular membrane geometry. A supported membrane made of dense and porous Zr-doped-BSCF is studied as an illustrative example. It is shown that stresses induced by oxygen stoichiometry gradients relax over time due to creep and external pressure is the dominating source of stress in the long term. Therefore, creep has no adverse effect for geometrically perfect membranes. For geometrically imperfect membranes, curl and eccentricity are found to have insignificant influence on fracture risk while ovality is identified as the most critical geometric imperfection. Under the influence of external pressure, ovality may lead to dramatic stress increase and flattening of oval cross sections. Oval membranes can fail in the long term even though the instantaneous fracture risk is tolerable. Based on industrial relevant conditions, the requirements to the material creep rate and component quality (in terms of specification of tolerable deviation from perfect tubular shape) that allows fail-safe operation are deduced.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เป็นตัวนำ ionic และอิเล็กทรอนิกส์ที่ผสมมีโปรแกรมประยุกต์อาจเกิดขึ้นเพื่อช่วยขนส่งออกซิเจน รับรู้เทคโนโลยีถูกท้าทาย โดยความน่าเชื่อถือเชิงกลของคอมโพเนนต์ที่ต้องการความเครียดที่เกิดจากออกซิเจน stoichiometry ไล่ระดับสีและ overpressure ภายนอกในระหว่างการดำเนินการ กระดาษนี้ตรวจสอบเรียงตามตัวเลขความเสี่ยงล้มเหลวเพื่อช่วยขนส่งออกซิเจนท่อภายใต้อุตสาหกรรมที่ปฏิบัติเงื่อนไขที่ใช้โมเดลไนต์และวิเคราะห์ความแข็งแรงแบบเวย์บูล ผลของข้อบกพร่องผลิตส่วนประกอบในกระดูกหักความน่าเป็นที่ elucidated โดยสร้างโมเดลที่ชัดเจนของข้อบกพร่องในทางเรขาคณิตท่อเมมเบรน ทำหนา และ porous Zr-doped-BSCF เมมเบรนที่สนับสนุนการศึกษาเป็นตัวอย่างแสดง เป็นแสดงว่าความเครียดที่เกิดจากออกซิเจน stoichiometry ไล่ระดับสีที่ผ่อนคลายตลอดเวลาเนื่องจากการคืบและความดันภายนอกพลังอำนาจเหนือแหล่งที่มาของความเครียดในระยะยาว ดังนั้น คืบได้ไม่มีผลร้ายสำหรับสารโก geometrically สำหรับสารที่ไม่สมบูรณ์ geometrically ม้วนและความผิดปกติที่พบมีอิทธิพลสำคัญในความเสี่ยงของกระดูกหักในขณะที่มีระบุ ovality เป็น imperfection เรขาคณิตสำคัญที่สุด ภายใต้อิทธิพลของความดันภายนอก ovality อาจนำไปสู่การเพิ่มความเครียดอย่างมากและแบนส่วนข้ามรูปวงรี เข้ารูปไข่สามารถล้มเหลวในระยะยาวแม้ว่าความเสี่ยงของกระดูกหักกำลังเป็น tolerable ตามเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องอุตสาหกรรม อัตราคืบความต้องการวัสดุ และคุณภาพส่วนประกอบ (ในข้อมูลจำเพาะของ tolerable เบี่ยงเบนจากร่างสมบูรณ์ท่อ) ที่ช่วยให้การดำเนินงาน fail-safe มี deduced

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผสมตัวนำไอออนิกและอิเล็กทรอนิกส์มีการใช้งานที่มีศักยภาพเป็นเยื่อขนส่งออกซิเจน สำนึกของเทคโนโลยีที่มีการท้าทายจากความน่าเชื่อถือทางกลของชิ้นส่วนที่มีการต้องพบกับความเครียดที่เกิดขึ้นจากการไล่ระดับสีปริมาณสารสัมพันธ์ออกซิเจนและแรงดันเกินภายนอกระหว่างการดำเนินการ กระดาษนี้จะสำรวจตัวเลขความเสี่ยงความล้มเหลวของเยื่อขนส่งออกซิเจนท่อภายใต้สภาวะอุตสาหกรรมโดยใช้การสร้างแบบจำลององค์ประกอบ จำกัด และการวิเคราะห์ความแข็งแรง Weibull ผลขององค์ประกอบข้อบกพร่องการผลิตที่น่าจะมีการแตกหักโฮล์มโดยการสร้างแบบจำลองที่ชัดเจนของความไม่สมบูรณ์ในรูปทรงเรขาคณิตที่เยื่อหุ้มท่อ เมมเบรนได้รับการสนับสนุนที่ทำจากหนาแน่นและมีรูพรุน Zr เจือ-BSCF มีการศึกษาเป็นตัวอย่างตัวอย่าง มันแสดงให้เห็นว่าความเครียดที่เกิดจากการไล่ระดับสีปริมาณสารสัมพันธ์ออกซิเจนผ่อนคลายในช่วงเวลาเนื่องจากการคืบและความดันภายนอกเป็นแหล่งอำนาจเหนือของความเครียดในระยะยาว ดังนั้นการคืบไม่มีผลกระทบสำหรับเยื่อที่สมบูรณ์แบบเรขาคณิต สำหรับเยื่อที่ไม่สมบูรณ์เรขาคณิตขดและความผิดปกติท​​ี่พบจะมีอิทธิพลที่ไม่มีนัยสำคัญเกี่ยวกับความเสี่ยงในขณะที่การแตกหัก ovality ถูกระบุว่าเป็นความไม่สมบูรณ์ทางเรขาคณิตที่สำคัญที่สุด ภายใต้อิทธิพลของความดันภายนอก ovality อาจนำไปสู่​​การเพิ่มขึ้นอย่างมากและความเครียดแบนราบของส่วนข้ามรูปไข่ เยื่อรีสามารถล้มเหลวในระยะยาวแม้ว่าความเสี่ยงแตกหักทันทีเป็นที่ยอมรับ ตามเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมความต้องการที่จะมีอัตราการคืบวัสดุที่มีคุณภาพและส่วนประกอบ (ในแง่ของคุณสมบัติของส่วนเบี่ยงเบนที่ยอมรับจากรูปร่างที่สมบูรณ์แบบท่อ) ที่ช่วยให้การดำเนินงานที่ไม่ปลอดภัยจะสรุปได้ว่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผสมไอออนและอิเล็กทรอนิกส์ไฟฟ้ามีศักยภาพเป็นเยื่อการขนส่งออกซิเจน การรับรู้ของเทคโนโลยีจะถูกท้าทายโดยความน่าเชื่อถือเชิงกลของชิ้นส่วนที่มีการภายใต้ความเครียดที่เกิดจากออกซิเจนและสารไล่ overpressure ภายนอกในระหว่างการผ่าตัดบทความนี้ศึกษาเลขเสี่ยงที่จะล้มเหลวของ membranes การขนส่งออกซิเจนท่อภายใต้สภาวะอุตสาหกรรมโดยใช้การจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ในการวิเคราะห์ความแข็งแรงและไวบูลล์ ผลกระทบของข้อบกพร่องการผลิตชิ้นส่วนแตกหักจะอธิบายโดยแบบจำลองความน่าจะเป็นของความชัดเจนในเรขาคณิตแบบท่อสนับสนุนให้หนาแน่นและรูพรุนของเยื่อ ZR เจือ BSCF ) เป็นตัวอย่าง . มันแสดงให้เห็นว่า ความเครียด ที่เกิดจากออกซิเจนสารไล่ผ่อนคลายตลอดเวลาเนื่องจากการคืบและความดันภายนอก คือ ควบคุมแหล่งที่มาของความเครียดในระยะยาว ดังนั้น คลานได้ไม่มีผลต่อวิธีที่สมบูรณ์แบบสำหรับเยื่อ สำหรับวิธีที่ไม่สมบูรณ์ขนาดม้วนและความผิดปกติจะพบว่ามีอิทธิพลสำคัญในความเสี่ยงการแตกหักขณะรีจะระบุว่า ความไม่สมบูรณ์ทางเรขาคณิตที่สำคัญที่สุด ภายใต้อิทธิพลของความดันภายนอก รีอาจนำไปสู่การเพิ่มความเครียดอย่างมากและรื้อส่วนรูปไข่ข้าม เยื่อหุ้มไข่จะล้มเหลวในระยะยาว แม้ว่าความเสี่ยงการแตกหักทันที คือ พอประมาณตามภาวะอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง ความต้องการวัสดุและส่วนประกอบ ( คืบคะแนนคุณภาพในแง่ของรายละเอียดได้เบี่ยงเบนจากที่สมบูรณ์แบบ ( รูปร่าง ) ที่ช่วยให้ล้มเหลวการผ่าตัดปลอดภัยจะได้ .