40kA隔膜钠电解槽电场的三维模拟

借助已有的无隔膜钠电解槽的研究成果,采用数值模拟的方法对有隔膜钠电解槽的隔膜置于不同位置时候的电场分布情况进行了三维仿真模拟,同时根据工业电解槽中电解质电压的计算方法给出了阴阳极之间熔体的具体分布是影响熔盐电解质电压变化的决定性因素,隔膜位置的改变会使得熔体电压发生较大变化,但对自身的影响很小,内外表面的电势差维持在0.2V左右,最终得出隔膜向阴极靠近时对40 kA隔膜钠电解槽的实际电解生产有利.     

粉质黏土导热系数变化规律及模型预测

为了研究与电缆载流量相关的土体导热系数,以上海奉贤区某施工现场粉质黏土研究对象,使用KD2 Pro型热特性分析仪,采用热线法测定较广温度范围(5～90℃)和含水率范围内(干燥～饱和状态)重塑土样的导热系数变化,并运用修正的颗粒间接触传热(IPCHT)导热系数模型对试验结果进行了预测分析.结果表明:非饱和上海黏土在较低温度下(≤60℃)的导热系数随其含水率增加的变化幅度相对较小;较高温度下(60℃)土样含水率对导热系数的影响较为显著.而对于饱和土样,其导热系数对温度的变化不太敏感.低于90℃时IPCHT模型预测非饱和黏土土样的导热系数效果比较理想,90℃时该模型的预测值和实际值有偏差,经传质增强因子修正后符合工程要求,但对饱和上海黏土导热系数的预测结果偏差较大.研究结果有助于进一步建立饱和上海黏土导热系数模型与电缆载流量的有限元模型.     

低温对油纸绝缘介电特征及换流变压器内电场分布的影响

低温条件下换流变压器油纸绝缘介电特性研究及电场分析亟待深入.建立了低温条件下油纸绝缘介电特征研究平台,采用试验研究方法,并结合仿真计算及理论推导等手段,探索了低温条件下油纸绝缘介电特征基本参量的变化规律及机制,深入分析了寒冷条件下换流变压器的绝缘裕度.试验结果表明:-50~50℃温度范围内,随温度的下降,变压器油介电常数上升而油浸纸板介电常数下降;温度对变压器油电导率的影响大于对油浸纸板电导率的影响,油浸纸板电导率与温度之间的相互关系符合非离子晶体电介质热离子电导方程;此外,根据该试验结果仿真分析了低温对换流变压器绝缘裕度的影响规律,仿真结果表明,随温度的下降,校核路径上的工频电场绝缘裕度增大,而直流电场绝缘裕度下降.研究结果有助于进一步理解低温下换流变压器油纸绝缘的介电现象及其裕度变化规律.     

新型质子导电聚合物电解质的研制及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基质,掺杂P2O5保水剂,研制了一种新型质子P2O5/PVDF聚合物复合薄膜电解质.应用交流阻抗技术研究了P2O5/PVDF聚合物复合薄膜电解质的导电性.讨论了该聚合物复合薄膜电解质电导率随相对湿度、测量温度变化规律.应用红外光谱法研究了掺杂P2O5后电解质的结构变化.应用热分析仪研究了P2O5/PVDF聚合物复合薄膜电解质的热稳定性.结果表明,电解质膜在低于100 ℃具有稳定性,是一种在室温电导率较高的质子导电的室温聚合物电解质.     

压电驱动器陶瓷材料温度特性研究及模型修正

在压电陶瓷热-电-力多场耦合加载试验台上,对压电驱动器的陶瓷材料在强电场(2 kV/mm)和变温度(30～150℃)下的性能进行了测试,分析了电滞回线、应变回线以及自由电容与介电损耗角正切值随着温度的变化关系,同时建立了考虑温度影响的陶瓷材料的位移特性数学模型,并验证了模型的准确性。结果表明:随着温度的升高,双极强电场下的电滞回线逐渐变得细长,同时剩余极化、最大极化和矫顽场均下降,且温度对剩余极化和矫顽场的影响比对最大极化s的影响更为强烈,应变回线呈现典型的蝶形曲线,负应变随温度的升高而逐渐下降至0.12%;在单极工作电场下,随温度升高,剩余极化变化较小,最大极化升高明显,增加了40%左右;材料的压电常数基本呈线性增加的趋势,自由电容与介电损耗角正切值不断增大,温度越高,增幅越大。     

基于SAR单针反馈的2450 MHz微波消融温度场仿真研究

比吸收率(SAR)的精确表征对于恒功率微波消融的温度场仿真至关重要.提出了2 450 MHz微波消融中SAR的单针反馈方法以及基于SAR反馈形式的温度场仿真技术.在具体实施中,首先利用离体猪肝实验获得SAR的空间分布函数,然后通过单针实测结果获得SAR随温度变化的精确表征形式,最后基于此SAR形式进行温度场仿真以验证温度预测精度.实验对比结果表明,仿真结果与实测温度具有较高的一致性,验证点的最大温度差的平均值约为2. 805℃,平均温度差的平均值约为1. 551℃,标准偏差的平均值约为1. 121℃.因此基于SAR反馈形式的温度场仿真能有效地预测微波热消融中的温度分布,从而为临床热消融手术提供可靠的科学依据.     

弹头引信飞行气动热数值模拟及传热规律研究

炮弹、火箭弹增程后射击精确度明显下降,并且出现瞎火甚至早炸问题,而飞行气动热是火箭弹弹头引信热特性的主要影响因素.以某型号火箭弹为研究对象,通过Fluent软件仿真,获得了火箭弹引信在弹道飞行过程中,各个时刻的驻点温度和锥面空气附面层温度分布.通过对内部传热模型的建立和瞬态解算,揭示了弹头引信内部各关键点的热变化规律.仿真结果显示:温度变化对速度变化具有很好的跟随性,并能为引信电源热利用提供依据.     

回收余热的空气源热泵热水器的性能模拟及试验研究

空气源热泵机组在较低的环境温度时,会出现结霜、制热量下降等问题.而余热空气源热泵系统以40℃低温余热作为低温热源,不仅避免了结霜、制热量下降等问题,而且回收了低温余热资源.通过构建空气源热泵系统的数学模型,揭示余热流量、温度及冷水温度对系统性能的影响规律,并搭建试验平台验证数学模型的结果.结果显示,在热风温度为45℃、风量为4500 m3/h时,系统的各项性能指标参数达到最佳值;随冷水温度的升高,系统性能系数(coefficient of performance,COP)的变化不明显;在冷水温度为10℃时,压比的偏差最大值为12.5％.回收余热的空气源热泵系统的性能模拟结果为低温余热的回收利用提供了一定的理论指导.     

电解质等离子抛光表面粗糙度随时间变化规律

表面粗糙度是衡量抛光效果的最主要标准.依据电解质等离子抛光机理建立表面粗糙度随时间变化的数学模型,实验得出一定条件下经过不同的抛光时间之后试件表面的实际粗糙度值,用这些实验数据和数学模型进行非线性拟合,并根据拟合结果对数学模型进行了修正.修正后的数学模型与实验数据的拟合程度很好,校正可决系数达到了0.97139.在不同的抛光液温度下,又进行了2组实验,验证了修正后的数模模型与实际抛光时的情况基本一致.     

石蜡驱动的热滞后现象及其影响因素

在水浴加热石蜡热膨胀性能试验装置的基础上,通过实验研究了不同冷却方式、弹簧压力和不同温度测量点下石蜡升温和降温过程中位移一温度关系曲线的"热滞后"的现象,分析了"热滞后"的实际原因.实验所表现出来的"热滞后"真正的原因是温度测量误差造成的.选择适当的测量点、改变冷却速度可减小这种滞后量.而由于驱动器整个位移传递系统造成的滞后量相对是比较小的.