Abstract
越来越多的电化学技术依赖于流体流动,并经常流体是不透明的。测量的不透明流体的流动本身就比测量的透明流体的流动较困难,因为光学方法是不适用的。超声可用于测量不透明流体,不仅在孤立点的速度,但在沿行排列,具有良好的时间分辨率几百点或数千。当施加到液态金属电极,超声波测速涉及额外的挑战:高温,化学活性,和导电性。在这里,我们描述实验装置和克服这些挑战,并允许流动的测量在液体金属电极,因为它传导电流,在操作温度的方法。温度是用一个比例 - 积分 - 微分(PID)控制器,功率的定制炉在±2℃调节。化学活性的男人老化通过仔细选择容器材料和包封的实验配置在充满氩气的手套箱中。最后,非预期的电路径被小心防止。自动化系统记录控制设置和实验测量,使用硬件触发信号同步设备。此装置和这些方法可产生测量是不可能与其它技术,并允许优化和电化学技术,如液态金属电池的控制。
Introduction
液态金属电池是一种很有前途的技术,为全球范围内对电网1提供大规模储能。这些电池提供高能量密度,功率密度高,循环寿命长,成本低,可理想用于电网规模储能3。引入液态金属电池能源网将使调峰,提高电网的稳定性,并使更广泛地使用间歇性可再生能源如太阳能,风能,和潮汐发电。液态金属电池组成的熔盐电解质隔开两液体金属电极,如在现有工作1中更详细地描述。虽然金属和电解质许多不同的组合会导致工作液体金属电池,工作原理保持相同。所述金属被选择成使得它是能量上有利的为他们形成合金;因此,合金化放电的电池,和去合金收费吧。该SA选择所述层,使得它允许金属离子在两个电极之间通过,但中性物种的块传输,从而提供了系统的电化学控制。
这项工作将通过量化和控制大众交通的影响推动液态金属电池技术。这里介绍的方法是由液态金属电池由Sadoway 等人开发的电化学方法知情1-4以及在阿贡国家实验室的前面5,6液态金属电池的工作,以及更广泛的社会电化学的工作(巴德和福克纳7提供了许多相关的参考资料)。这里介绍的方法也建立在以前的流体动力学研究。超声测速技术的开发和第一次在水中使用8,9和已经被应用到液态金属镓,包括10,11,12,13钠,14汞,铅,铋15,铜锡15 </ SUP>,和铅锂16,等等。埃克特等,提供测速的有用审查液态金属17。
类似于在这里18中的那些最近使用的工作方法表明,电池的电流可以增强集体运输液态金属电极。因为质量传递中的正电极是负责液态金属电池和放电的限速步骤,混合因此允许更快的充电和放电比其他可能的。此外混合防止了电极,可形成固体的限制电池的循环寿命局部不均匀性。在正在进行的工作,我们继续研究在液态金属电池,它产生由于热和电磁力的正极流体流动的作用。热梯度开车经过浮力对流和电池电流通过诱导面糊的磁场相互作用带动流量Ÿ电流自己。在使用以下描述的方法的实验中,我们观察到流动雷诺数50 <重新<200,从电极深度和根均方速度计算出。一个彻底的实验表征正在进行和将使用产生的数据集建立预测型号的电池。此论文的重点是对实验设计和所需的,以产生这样的数据的程序。超声测速提供大量的测量,和实验条件,必须以在液态金属成功使用超声波来仔细控制。高温,化学活性,和电导率都必须小心管理。
首先,液态金属电池在高温下工作不一定,因为金属和分隔它们必须是熔融盐。一个有前途的材料的选择,它使用锂作为负极,铅锑作为正电子角处接上和锂盐作为电解质的共晶混合物,需要大约550℃的温度。在如此高的温度下测量的不透明流体的流动是相当困难的。高温超声换能器,该分离的微妙电声部件从测试流体的声波导,已经证明15和商业化。然而,因为换能器具有插入损耗邻近40分贝的,并且因为在这种温度下工作的一般困难,替代系统已被选定为初始研究:一个液态金属电池也可以使用钠作为负极,共晶制成44%铅56%铋(以下ePbBi)作为正电极,和钠盐(10%的碘化钠和38%的氢氧化钠,52%钠酰胺)作为电解液的三共晶混合物。这种电池是完全熔化高于127°C,使得它更适合于实验室研究。因为它是由三个液体层是通过密度分离,它受相同的物理和其他液态金属电池。而且它是与现成超声换能器,这是在额定至230℃兼容,涉及无波导损失,成本比高温传感器少得多。这些实验通常发生在150℃。在该温度下,ePbBi的粘度ν= 2.79×10 -7平方米 /秒,热扩散率κ= 6.15×10 -6米2 /秒,和磁扩散η=0.8591米2 /秒,使得其普朗特数是PR =ν/κ= 4.53×10 -2及其磁普朗特数为PM =ν/η= 3.24×10 -7。
虽然这种低温液态金属电池化学物质,使流动的研究更容易比他们将在炎热的电池,温度仍然必须谨慎管理。作为精致的电声器件,超声换能器是susceptiblE按热冲击损坏,因此必须逐渐加热。高品质的超声测量也需要仔细调节温度。超声测速的工作方式类似声纳, 如图1:换能器发出蜂鸣声(在此,频率为8兆赫),然后监听回波。通过测量的回波的飞行时间,以呼应体的距离可以被计算,并且通过测量的回波的多普勒频移,身体的速度的一个部件也可以计算出来。在水,示踪粒子必须被添加到产生的回声,但没有示踪粒子需要在液态金属,即不理解详细但通常归因于小的金属氧化物粒子的存在的事实。每次测量的平均值在询问卷中的所有示踪粒子;在这项工作中,其最小直径为2毫米,在距离30mm处的探针。虽然氧化可能最终限制的实验的持续时间,使用第下面描述ë方法,我们不断进行的测量,只要8小时。
计算任一距离或速度需要知道声音的测试流体的速度,且将该速度随温度而变化。此处所描述的工作着重于流在ePbBi负极,其中,声音的速度是1766米/秒,在150℃,1765米/秒,在160℃,1767米/秒,在140℃下19。因此温度控制不当会在超声测量引入系统误差。的装置被构造成测量声音在ePbBi速度,查找与发表和接受核能机构19(见下文)相一致的值。最后,由于热对流是流动在液体金属电池的主要推动力,两者的平均温度和ePbBi电极的顶部和底部之间的温度差直接影响观测。对于一致的结果,精确热控制是必不可少的。
因此,温度是至少有三个K型热电偶连续测量,记录他们的测量电子与基于计算机的捕获装置和一个自定义编写的LabView程序。该方案还控制提供电池电流,通过USB连接电源;记录该电池的电流和电压;并发送触发脉冲的超声仪器,使得它的数据可以与其他测量来同步。一种系统,图中示出在图2中,加热是由一个定制炉(也示于图2),它包含两个500W的工业加热元件供电切换由比例-积分-微分中继(PID),提供控制器。支持电池单元的基板是由固体铝;因为它的热导率是一个数量级高于不锈钢届的热导率鳗鱼电池容器,它包含19 ePbBi,炉底的温度大致均匀。此外铝基兼作电电流通过电极的路径。其电导率也幅度比不锈钢或ePbBi高出一个数量级,所以在炉底板的电压也大致均匀。绝缘腿从替补分开底座顶部下方,防止烫伤和短裤。电池容器的侧面被绝缘的二氧化硅陶瓷隔热,切向紧密贴合在容器但留有余地接入小区的超声端口。最后,一个聚四氟乙烯(PTFE)盖绝缘细胞从上方并保持该负集电体和热电偶到位。虽然市售加热板能够达到所需的这些实验的温度下,我们的定制炉保持温度与幅值较小的变化,一个的顺序ND也可以让我们直接测量热功率。
除了与温度相关的挑战,存在与化学活性相关的挑战。在150℃,一个ePbBi正极与许多常见的材料化学相容。钠负电极,然而,侵蚀许多材料,容易氧化,并且具有防潮剧烈的化学反应。锂负极也是积极的,尤其是因为锂基液态金属电池通常在运行温度高得多。虽然这些较高温度系统是这项工作的范围之外,许多用于管理化学活性同样的措施在这里用作这些系统。此处描述的所有实验发生在含有氧气或湿气的仅微量充满氩气的手套箱中。电池容器由合金制成的304不锈钢,其腐蚀最小甚至与锂在550℃。热电偶和负电流集电极也由不锈钢制成。该容器的几何形状被选择以匹配用于液态金属电池电化学测试容器,以尽可能接近建模为可能正在商业化的系统。容器中, 如图2所示,是圆柱形的,具有一个88.9毫米内径和67毫米深度。所有的血管壁6.4毫米厚。该容器不同于那些用于早期的实验,但是,在于它具有一个超声端口。端口穿过侧壁沿着所述圆柱体的水平直径,并且该端口的中心为6.6毫米以上的容器地板。端口是8毫米直径以容纳8mm的超声换能器,和密封件围绕与型模的换能器。在这些实验中,液体金属电极仅仅是足够深,以覆盖超声波换能器,通常13毫米。
为了实现强大的超声波信号,一个需要良好的声学传输之间的超声换能器和流体其探针(ePbBi)。发送最大声功率时换能器的材料的声阻抗和测试流体是相同的;当阻抗不同,信号受到影响。放置在与清洁ePbBi直接接触的超声换能器(如成为可能由上述的端口)提供了充足的信号,通常在一个小时的时间。金属氧化物,然而,有非常不同的阻抗,并且还可以通过改变表面张力干扰润湿。如果ePbBi实质上氧化,超声信号降解并很快消失。再次,在惰性气氛是至关重要的。如果氧气痕量引起一些氧化尽管如此,金属氧化物的表面转印ePbBi到电池容器之前被脱脂。
最后,由于电流的情况下的这些实验提出了挑战。虽然电流是我们的中央科学和技术间美国东部时间,他们有足够的(30 A)大造成损害,如果不正确地路由。接地热电偶确保有害的电流不通过数据获取设备或支持它的计算机,因为接地热电偶具有从保护护套要么信号线没有内部电连接。同样有必要使用不接地超声换能器(信号处理中的SA,TR0805LTH),以防止杂散电流而损坏有价值超声仪(信号处理中的SA,DOP 3010)。如前所述,在炉的底座用来传导电流,并且还必须从它的周围环境电隔离。
在ePbBi电极,电流引起的欧姆加热,有可能破坏的温度。因此,自动热控制系统必须能适应变化的热输入。 图3显示了如何ePbBi电极的温度变化作为CUR租金流经它,以及如何将PID控制器调节来补偿。保持稳定的温度有大的电流(50 A = 800毫安/平方厘米)将需要额外的冷却,但在较低的电流更现实的工业应用中的液体金属电池(典型地17 A =275毫安/厘米1),该控制器能够以补偿的欧姆加热并保持温度变化至2℃。
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Protocol
1.系统设置和大会
- 清洁的超声换能器,用异丙醇。
- 装入手套箱。
- 负载所需的设备和材料(包括超声换能器,ePbBi,搅拌棒,和热电偶)插入手套箱,以下手套箱制造商的说明书,以减少的氧和湿气的侵入。
- 在手套箱前厅保持多孔材料在真空条件下12小时进入手套箱之前。
- 调整PID控制器(仅第一次)。
- 放置固体ePbBi相同数量的插入到将在实验(840克)所使用的电池容器中。
- 周围放置了电池容器内的炉中保温,如果它已不存在,然后将盖顶上的电池容器中,沿着与负极集电体和热电偶。
- 使热电偶和炉功率的所有电连接, 如图 2B。
- 发起PID控制器的自动调谐,使用150℃作为设置点。注意:该步骤的细节将有所不同,这取决于PID控制器制造商和型号。这里使用的自动调谐通过控制四个全热循环,从RT到工作温度,在一个小时的过程控制器。
- 使用箭头键来调节设定值(调整后的控制器默认显示),以150℃。
- 按住循环按钮3秒,进入隐藏的循环。然后反复按循环按钮,直到控制器屏幕显示“TUNE”。使用箭头键将其更改为YES。
- 插入一个热电偶,并使用工作站来监视和记录温度。
- 一旦自动调谐完成时,记录该PID控制器已自动通过控制器接口选择的比例,积分和微分参数,按吨Ø制造商的说明。
2.声速测量
- 使用炉熔化足够ePbBi用于实验,至少400克注意:需要的量将随不同的设备,并ePbBi熔点为125℃。
- 如果有必要,用搅拌棒从ePbBi的顶面掠过它去除多余的氧化物。
- 插入一个超声换能器成音速测定装置,并拧紧挤压连接,以防止泄漏,然后插入一个热电偶,并使用工作站来监视和记录温度。
- 熔融金属转移到声速测量装置。
- 放置声速测量装置在炉基和离开那里进行2分钟,以逐渐增加的温度,并避免热冲击。
- 准备一个安全转移通过从区域移除热量敏感的设备或材料。
- 添加小点熔融金属在一个时间ounts,因为热冲击会损坏超声换能器。添加ePbBi直到探头表面和微米头都完全淹没。
- 等到至少5分钟温度保持稳定在1℃以内开始测量之前,由于声音的速度依赖于温度。
- 测量的超声回波在两个位置。
- 测微头设定为任意的,但已知的位置。记录超声回波测量,下面由仪器制造商提供的说明。
- 使用千分表,通过公知的距离移动微米小费。记录超声回波测量。
- 从声音速度测量装置中取出的熔融金属并将其存储在一个热耐受容器。
- 要确定的声音的速度,情节回波振幅的回波时间为每两次测量的功能。通过拟合高斯曲线找到回声到每一回波峰值,如在图 茜 4。通过将位移距离由回波峰值时间差计算声速。
3.超声速度测量
- 熔体足够ePbBi做实验(840克),如果有必要去除多余的氧化物。注:为获得最佳效果,请使用ePbBi被用来调整的PID控制器相同的数量。
- 插入一个超声换能器到电池容器中,并拧紧挤压连接,以防止泄漏,确保该炉基是水平的。
- 熔融金属转移到电池容器。
- 将电池壳上炉底座,让它有5分钟逐渐增加温度,避免热冲击。准备一个安全转移通过从区域移除热量敏感的设备或材料。
- 添加少量的熔融金属的时间,因为热冲击会损坏微升trasound传感器。
- 等到温度达到150℃开始测量前,因为声速取决于温度。
- 完成组装该装置。
- 周围放置了电池容器内的炉中保温,如果它已不存在。放置在盖顶上的电池容器中,沿着与负极集电体和热电偶。要确保所有的精确和可重复定位;轴环非常适用于此。
- 使这两个功率和信号的所有电连接, 如图 茜 2B。用欧姆表确认没有意外的电路路径存在, 即检查负电流收集器和所有信号引线之间的电阻至少为1MΩ。
- 开始进行测量。
- 开始记录和监控温度,加热功率,电池电压和电池电流。注:在这里,工作站运行定制的LabVIEW代码是用来记录所有测量,与相应的时间戳。
- 调整超声仪器设置是必要的。
- 一定要设置声音的速度,使用适当的温度,根据公认的模型19。为ePbBi在如下使用150℃,速度设置为1760米/秒。
- 调整脉冲重复频率,使得回声深度紧密间隔(通常为0.25毫米)。
- 调整使得从远处血管壁的强回声出现在最后几门的门数;它提供了一个有用的完整性检查进行故障排除信号强度问题。
- 使用由制造商提供的说明,将仪器设置为硬件触发。
- 通过启动从工作站触发开始与超声仪器记录和监视速度。每秒记录四幅速度剖面30分钟。
- 设置为5 A的电池电流,等待5分钟的流量稳定下来,然后30分钟录制每秒4的速度分布。
- 10 A,15 A,20 A,25 A,30 A.重复步骤3.5
注意:许多其它实验方案也是可能的,包括温度变化和在当前平滑变化。气氛在低氧气和水分可以用几个小时以上良好的信号质量的实验。 - 一旦试验完成后,停止记录数据并关闭炉。断开电气连接和取下炉盖。从电池容器中取出熔融金属,利用该填充的容器时被用于安全传输的相同步骤。存储熔融ePbBi在热耐受容器。添加额外的氩气的手套箱;其压力将下降,因为它的大气冷却。
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Representative Results
用于测量的声音的速度(在上面详细描述的)的方法改编自用于信号处理的SA的方法。原则上,声音的速度可以很容易地通过测量的回波的飞行时间从一个壁在已知范围内获得。但精确测量探头表面的有效位置是困难的,所以不是一个可以测量的飞行时间的两倍,用千分尺由测量之间的已知距离来置换壁。该位移距离,并在飞行测量的时间差,以及产生的声音的速度。用于测量在这些实验中的声音速度的装置示于图4A中 。在ePbBi声速的测定示于图4B。每条曲线显示测量回波平均超过98型材跨越7.4秒。每个回波峰值是拟合高斯曲线(示出),这使得许多数据点使用,因此更精确定位的呼应壁比找到一个单一的最大值。了解回声倍,明知呼应墙流离失所测量之间2.54毫米,计算出的声速是1793米/秒,在138℃,与由核能机构19,这是1768米接受价值合理的协议/秒。在下面的测量,NEA声速使用。
一个超声速度跟踪,记录无电流在电极中, 如图5A所示。这里的空间坐标系统的原点在所述电池容器的中心,并在原点,使得正的速度意味着流走从换能器,并且负速度表示流向换能器的负侧的换能器。虽然超声测量沿一个直径不给我们的流量知识无处不在,测量与对流卷的集合一致,如在勾勒图5C。
ve_content“>通过代表的红色和负速度的蓝色,时间深浅色调阳性速度可以被绘制在垂直轴上,以腾出空间-时间曲线图6A中所示的那种,它传达的流程的时间变动。在这里,电流为零。如从红色和蓝色区域的各种形状明显,这种流动是紊乱和非周期性,与什么是从湍流对流预期一致,平均流量被绘制在图6B中 ,和一个标准偏差也示。最后, 图7示出了具有通过电极的电流运行超声速度的测量(在这种情况下125毫安/平方厘米)。如在其它地方更详细描述的18,对流细胞倾向于对准由电流产生的磁力线,组织的流动。当图7A是比较图增加组织明显如图6A所示,而事实上,流动是平稳可以通过标准偏差随时间的,这是比没有它的电流较小来定量。在磁场的存在下增加的组织是与先前观察结果在液态金属对流实验20-22和理论预测23一致。
图1。超声测速概述(一 )超声换能器产生蜂鸣声和监听回声。如果一个运动粒子(红色)使一个回声,飞行dt的回波时间揭示的粒子的位置,以及多普勒频移自由度揭示了其速度的一个组成部分。 (B)中 ,当许多粒子存在,一个换能器可以在沿着线许多位置测量速度的一个组成部分。 (未按比例)。TPS://www.jove.com/files/ftp_upload/52622/52622fig1highres.jpg“目标=”_空白“>点击此处查看该图的放大版本。
图2。实验装置。(A)的炉子组件。铝板支撑不锈钢电池容器,并保持均匀的温度(铝是一种比不锈钢好得多导体)。电池容器由石英陶瓷绝缘的热稳定性所包围;另外石英陶瓷绝缘包住整个炉子组件。该容器顶部覆盖有聚四氟乙烯盖支承的热电偶,以及负极集电体(未示出),而不进行到容器,这也是正极集电连接。对于这里描述的实验中,将炉子供电用两个电阻加热器,每个500瓦的设计允许两个附加加热器如果需要,可以包括在内。 (B)的容器的横截面。该容器包含一个薄层熔化ePbBi,其接触所述负集电体。热电偶也使与ePbBi接触。 PID控制器维持系统温度,以及一个工作站控制电池电流,超声波测量,和数据采集。 ( 三)建立手套箱。实验发生在充满氩气的手套箱中。组装炉是可见恰到好处中心的,随着基于计算机的采集装置和加热器控制器。超声仪器在于上面的架子上。 (这里没有传感器连接。) 点击此处查看该图的放大版本。
52622 / 52622fig3.jpg“/>
图3,温度调节。(A)的温度在实验过程中的顶部和ePbBi电极的底部。温度调节是展示通过加热电极,然后施加一系列电流脉冲(B)的。该炉控制器回应调制热功率(C)。在电流密度典型的电池操作(高达400毫安/平方厘米2),温度在3℃左右稳定。 请点击此处查看该图的放大版本。
图4。声速测量。(A)中 ,用于测量的声音速度将容器内置用超声波端口(右)的面对一个测微计头(左边),这将导致高振幅回波,并且可以高精度地定位。 (B)的两个测量回波图,每一个最小二乘最佳拟合高斯曲线。采用高斯的中心适合作为旅行时间,知道墙被移动测量之间2.54厘米,发现声音的速度1793米/秒,在138℃。 请点击此处查看大图这个数字。
图5。所述的超声波速度轨迹和其解释。(A)在一个单一的痕迹,在许多地点的超声仪器测量速度(在此情况下,440)沿着视线的换能器的线。这里的位置r是米从杯的中心easured,换能器位于左侧和速度u <0表示流向换能器,而U> 0表示流远离换能器。 (B)的流动朝向和远离所述换能器的区域的草图。 (C)的草图与这些测量结果一致的一个流动格局。该传感器位于底部电极的一半。 请点击此处查看该图的放大版本。
通过热对流驱动的液体金属电极,没有电流的图6中 。 超声速度的测量。(A)的径向高速U在空间和时间而变化,以速度在彩色显示。这里r是拉迪人协调,t是时间。 (B)的平均流量(绘制在黑色)和它周围的(灰色)的一个标准偏差表示类似的特征图5。
通过热对流,并且电流密度125毫安/厘米。(A)的径向高速U在空间和时间变化驱动的液体金属电极 ,以速度在彩色显示的图7。超声速度测量 。这里r是径向坐标,t是时间。 (B)的平均流量(绘制黑色)和一个标准差周围(灰色)显示了更快的少流动的变化在时间上比在没有电流( 图6)。 请点击此处查看本一个更大的版本figu回覆。
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Discussion
超声技术可以在数百或数千的位置在一个透明的或不透明的液体,每秒钟多次产生的速度测量。施加到液态金属电极,超声技术遇到高温,化学活性,和导电性的挑战。该方法克服这些挑战,并测量流中活性液体金属电极已被描述。首先,将电极材料受到相同的物理的高温液态金属电池的电极(550℃),但操作在低得多的温度(150℃),简化了与温度有关的挑战。一个定制的炉和调整控制系统用来装电极温度在2℃以内稳定。为了减轻不希望的化学活性,所有实验发生在充满氩气的手套箱并选择为系统组件(通常是不锈钢)化学惰性材料。为了获得最佳的响应超声,TRANSDucers被放置在与液体金属测试流体直接接触。和电电流仔细路由,以避免接地回路可能损坏贵重仪器。
超声测速具有液态金属的限制。标准探针不额定温度250℃以上,排除了它们在许多金属熔体。超声测速不会产生数据集富比那些使用可用的光学技术样颗粒跟踪24,25,和排序的这里描述的单换能器超声波技术测量一个组成部分的速度,而只能沿着一条线。功能比超声波波长(在ePbBi 209微米,在150℃,8 MHz的排放量)较小不能得到解决。对于大型系统超声测量,信号衰减是一个挑战;在ePbBi 8 MHz的排放,困难预计距离大于300毫米。降低频率降低衰减,但在的相应减少分辨率的成本。大的系统还需要较低的采样速率,由于飞行整个系统的时间也较多。和这里所描述的装置是无法维持150℃,40或更大的电流。
本发明的方法可基本上在将来进行扩展。掺入附加的超声换能器到所述电池组电池将允许测量速度在多个位置和/或测量的速度的一个以上的组件。附加热电偶可以提供关于温度的空间变化更详细的信息。虽然超声换能器和测试流体产量强信号之间的直接接触,仔细的声学设计可能允许使超声波穿透血管壁,减少了机会到换能器的热或化学损伤。换能器和测试流体之间的壁也可能被处理或条件,以减少的不利影响氧化物中的测试流体。本发明的方法也可以被广泛地应用于象铸造和工业金属加工应用。最后,我们打算扩大我们的工作为主动三层液态金属电池的速度测量,因为他们充放电。
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Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
K Type Thermocouple Probe | McMaster-Carr | 3856K83 | http://www.mcmaster.com/ |
Red Lion PID Controller | Red Lion | P1610000 | http://store.redlion.net/store/p16.html |
Measurement Computing Data Acquisition Device | Measurement Computing Corporation | USB-2408 | http://www.mccdaq.com/index.aspx |
Power Supply | TDK-Lambda | GEN 8-90-USB-U | http://us.tdk-lambda.com/hp/ |
Ultrasound Instrument | Signal Processing SA | DOP3010 | http://www.signal-processing.com/index.html |
Ultrasound Transducer | Signal Processing SA | TR0805LTH | http://www.signal-processing.com/index.html |
Bismuth-Lead Eutectic | VWR | AA40949-P2 | https://us.vwr.com/ |
References
- Kim, H., et al. Liquid metal batteries: Past, present, and future. Chem. Rev. 113 (3), 2075-2099 (2013).
- Bradwell, D. J., Kim, H., Sirk, A. H. C., Sadoway, D. R. Magnesium-antimony liquid metal battery for stationary energy storage. J. Am. Chem. Soc. 134, 1895-1897 (2012).
- Kim, H., et al. Thermodynamic properties of calcium–bismuth alloys determined by emf measurements. Electrochim. Acta. 60 (0), 154-162 (2012).
- Kim, H., Boysen, D. A., Ouchi, T., Sadoway, D. R. Calcium–bismuth electrodes for large-scale energy storage (liquid metal batteries). J. Power Sources. 241 (0), 239-248 (2013).
- Cairns, E. J., Crouthamel, C. E., Foster, A. K., Foster, M. S., Hesson, J. C. Galvanic cells with fused salts. Technical Report ANL-7316. , Argonne National Laboratory. (1967).
- Cairns, E. J., Shimotake, H. High-temperature batteries. Science. 164 (3886), 1347-1355 (1969).
- Bard, A., Faulkner, L. Electrochemical methods: Fundamentals and applications. , 2nd edition, Wiley. New York. 2nd edition (2001).
- Takeda, Y. Development of an ultrasound velocity profile monitor. Nucl. Eng. Des. 126 (2), 277-284 (1991).
- Takeda, Y. Velocity profile measurement by ultrasonic Doppler method. Exp. Therm. Fluid Sci. 10 (4), 444-453 (1995).
- Brito, D., Nataf, H. -C., Cardin, P., Aubert, J., Masson, J. -P. Ultrasonic Doppler velocimetry in liquid gallium. Exp. Fluids. 31, 653-663 (2001).
- Yanagisawa, T., Yamagishi, Y., Takeda, Y. Structure of large-scale flows and their oscillation in the thermal convection of liquid gallium. Phys. Rev. E. 82, 016320 (2010).
- Eckert, S., Gerbeth, G. Velocity measurements in liquid sodium by means of ultrasound Doppler velocimetry. Exp. Fluids. 32 (5), 542-546 (2002).
- Brawn, B. E., Joshi, K., Lathrop, D. P., Mujica, N., Sisan, D. R. Visualizing the invisible: Ultrasound velocimetry in liquid sodium. Chaos. 15, 041104 (2005).
- Takeda, Y., Kikura, H. Flow mapping of the mercury flow. Exp. Fluids. 32 (2), 161-169 (2002).
- Eckert, S., Gerbeth, G., Melnikov, V. I. Velocity measurements at high temperatures by ultrasound Doppler velocimetry using an acoustic wave guide. Exp. Fluids. 35, 381-388 (2003).
- Ueki, Y., et al. High-temperature ultrasonic Doppler velocimetry for lead-lithium flows. Zero-Carbon Energy Kyoto 2011, Green Energy and Technology. Yao, T. , Springer. Japan. 267-272 (2012).
- Eckert, S., Cramer, A., Gerbeth, G. Velocity measurement techniques for liquid metal flows. Magnetohydrodynamics. , Springer. Netherlands. 275-294 (2007).
- Kelley, D. H., Sadoway, D. R. Mixing in a liquid metal electrode. Phys. Fluids. 26 (5), (2005).
- NEA. Handbook on lead-bismuth eutectic alloy and lead properties, materials compatibility, thermal-hydraulics, and technologies. , Nuclear Energy Agency. (2007).
- Fauve, S., Laroche, C., Libchaber, A. Effect of a horizontal magnetic field on convective instabilities in mercury. J. Physique Lett. 42 (21), 455-457 (1981).
- Cioni, S., Ciliberto, S., Sommeria, J. Strongly turbulent Rayleigh-Bénard convection in mercury: Comparison with results at moderate Prandtl number. J. Fluid Mech. 335, 111-140 (1997).
- Burr, U., Müller, U. Rayleigh-Bénard convection in liquid metal layers under the influence of a horizontal magnetic field. J. Fluid Mech. 453, 345-369 (1997).
- Bojarevičs, V., Freibergs, Y., Shilova, E. I., Shcherbinin, E. V. Electrically induced vortical flows. , Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. (1989).
- Ouellette, N. T., Xu, H., Bodenschatz, E. A quantitative study of three-dimensional Lagrangian particle tracking algorithms. Am. Exp. Fluids. 40, 301-313 (2006).
- Kelley, D. H., & Ouellette, N. T. Using particle tracking to measure flow instabilities in an undergraduate laboratory experiment. Am. J. Phys. 79, 267-273 (2011).