水蒸气保护焊短路过渡动态过程研究

在测定了水蒸气作为保护气体时的电弧物理特性参数的基础上,对水蒸气保护焊下短路过渡的动态过程进行了模拟,模拟结果与实验结果相吻合,随着电源电压与电感值的升高,短路过渡形式由燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧,向燃弧－－短路－－燃弧过渡,研究了电源电压、电感和送丝速度等焊接参数对短路过渡动态过程的影响,把电弧过程呈燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧交替进行,并且熄弧时间最短,短路频率最高作为研究目标,找出此条件下具体的电源电压与电感值及其关系,为制定焊接规范提供依据。     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形,研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点,发现其电弧过程行为有“燃弧－熄弧－短路”两种形式,在焊丝直径和送丝速度一定的情况下,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压,可以改变电弧的过程行为形式。若电弧过程呈“燃弧－熄弧－短路”交替进行,并且熄弧时间最短时,短路过渡频率最高,在这种情况下,飞溅小,焊道成型好,焊接过程稳定。     

隔离开关电弧模型及参数对特快速暂态过电压仿真结果的影响分析

为了研究隔离开关电弧模型及其参数选取对特快速暂态过电压(VFTO)仿真结果的影响,以特高压单机、单变、单回线供电方式的气体绝缘组合电器(GIS)仿真试验回路为例,对隔离开关电弧模型及参数选取情况进行了分析,并采用不同参数的电弧模型对VFTO进行仿真计算,得到了相关模型及其参数对VF-TO仿真结果的影响规律。仿真结果表明,击穿过程对VFTO的陡度影响最大,击穿延时越短,VFTO的陡度越大;稳态燃弧电阻对VFTO的幅值影响最大,燃弧电阻越大,VFTO的幅值越小;熄弧过程会影响VFTO的衰减速度,熄弧时间越长,VFTO衰减的也越慢;为VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型及参数的选取提供了参考,对选取合理的模型及参数进而评估VFTO水平具有重要的意义。     

直流电路触点分离初速度对分断的影响

分断电弧的燃弧时间和能量是触点分断过程研究的重要参数,应用自行设计的实验模型,在室温条件下,并在电阻性电路和电感性电路中,测量了金触点的电弧电压和电弧电流波形;运用非线性回归分析的方法,分析了触点分离初速度对触点分断的两具重要参数（液态金属桥存在时间和电弧燃弧时间）的影响;论证了天一定条件下提高触点分离初速度有利于电弧燃弧时间和能量的减少问题,这种影响在电阻性电路中更显著,该结果对于改善触点机构设计,提高触点分断性能具有参才价值。     

填砂密度对熔断器分断能力和电弧模型的影响

熔断器用石英砂的装填密度关系到熔断器能否成功开断故障电路,但对于装填密度如何影响熔断器电弧电压以及熔断残体的形状,还缺乏定量的研究.文中研究了石英砂填充密度对电弧电压、电弧通道的轴向燃烧速率和径向扩展速率的影响,得到了保证安全分断的熔断器填充密度范围.设计了单狭颈银熔体的可控燃弧时间短路分断试验,保证燃弧过程的近似电流恒定;制作了可精确测量填充密度的可拆卸灭弧室,以精细观测熔断残体.通过对比试验,分析了经典石英砂燃弧模型在本研究中的应用效果.试验结果表明,石英砂装填密度应高于1.65 g/cm3,经典模型在不同的装填密度下不能统一地描述燃弧特性,适用性受到限制.     

高压SF6断路器三维动态电弧仿真

为了研究高压SF ₆断路器在短路开断过程中电弧的变化情况,建立了三维能量源动态电弧模型和三维气流场模型.考虑到电流变化对整个气流场中压力、温度以及电弧形态的影响,将电弧模型、旋气式断路器气流场模型以及触头的机械运动通过计算机耦合并行求解,对电弧与气流场的共同作用进行分析.仿真结果表明,该电弧模型可以反映出电弧从燃烧到熄灭过程的形态变化和能量逸散过程,得出了电弧和熄弧期间喷口压力的变化规律.     

焊接电参数的一种新型测试方法

为保证焊接过程的稳定性和焊接质量的可靠性,在焊接过程中对焊接电参数的监测十分必要.采用德国汉诺威大学"材料连接焊接工艺研究中心"开发的汉诺威焊接质量分析系统,对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流概率密度分布曲线、电弧电压和焊接电流的波形图以及熔滴短路时间t1、电弧的燃弧时间t2、短路周期tC频数分布图,并且精确地得出相关数据.试验结果表明,汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估和优化,为科学评价焊接材料工艺性,提供了新的手段.     

带尾翼弹丸的膛口流场三维数值模拟

针对带稳定装置的弹丸发射时形成的膛口流场进行数值模拟计算。采用三维Navier-Stokes方程及S-A模型建立流场的计算模型,应用动网格技术计算划分网格,通过数值仿真计算得到气流在流场中压力、速度的参数值和分布图,根据仿真结果分析气流速度、压力的分布规律和对尾翼受力情况的影响。结果表明:弹底截面到达制退器起始截面后经0.4ms,由于制退器开孔的不对称性,使其内尾翼片两侧表面的压力不均衡,压力差达7MPa左右。计算结果为尾翼结构设计提供必要的参考。     

焊接电参数的一种新型测试方法

为保证焊接过程的稳定性和焊接质量的可靠性，在焊接过程中对焊接电参数的监测十分必要．采用德国汉诺威大学“材料连接焊接工艺研究中心”开发的汉诺威焊接质量分析系统，对焊接过程电参数进行精确的统计分析，自动生成电弧电压、焊接电流概率密度分布曲线、电弧电压和焊接电流的波形图以及熔滴短路时间t1、电弧的燃弧时间t2、短路周期tc频数分布图，并且精确地得出相关数据．试验结果表明，汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估和优化，为科学评价焊接材料工艺性，提供了新的手段．     

自能式SF6断路器灭弧室气压特性及对开断性能的研究

自能式SF6断路器的灭弧室体积的大小对开断过程中的影响很大,灭弧室体积较大,电弧加热气体气压较低,不足以熄灭电弧体积较小,短燃弧熄弧能力较强,但长燃弧熄弧能力较弱.以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立起灭弧室内气压特性的数学模型,对几种不同结构参数的自能式SF6断路器的开断能力进行了研究.所得结果,很好的体现了自能式SF6断路器的压力特性.     

弧隙间距对电弧故障电流波形的影响及检测方法研究

在串联电弧故障中,负载类型和弧隙间距是影响电弧电流波形特征的重要因素,然而当前大多研究集中在负载类型的影响上,对于弧隙间距的影响研究较少.本文基于电弧是一种气体放电现象,产生时伴有弧光这一依据,提出了一种利用弧光来标定电弧起熄时间的方法,方法在提高电弧故障试验数据可靠性的同时,还可以根据弧光信号的周期性脉冲计算电弧过程中电极距离的改变,进而分析弧隙间距对电弧电流波形及检测方法的影响.在此基础上,对几种典型负载进行了串联电弧故障试验,并用示波器同步采集了电弧电流和弧光数据,基于此数据分析了典型负载下弧隙间距对电弧电流波形特征以及不同检测方法的影响.分析结果对提高电弧故障检测方法的可靠性具有一定参考价值.     

SF6断路器磁流体二维电弧模型化与仿真

为反映SF₆断路器在短路开断过程中电弧与气流的作用,以磁流体力学理论为基础建立了SF₆电弧二维物理数学模型,考虑了电场、磁场、湍动气流场及辐射场间的耦合作用及SF₆气体物性参数随吹弧气流温度与压力变化对电弧等离子体的影响.采用有限体积法对SF₆断路器短路大电流开断时的稳态电弧进行数值仿真,定量分析了SF₆电弧与电磁及可压缩、有粘、有源、湍动气流间的相互作用.研究发现,电弧提高了灭弧室喷口上下游气流的压力差,并且电弧半径也因自身电磁力的作用而不断变化,在喷口喉部较大,而在电极附近较小.     

CANDU慢化剂排管容器贴体网格生成技术

为了对CANDU核反应堆慢化剂排管容器的计算流体力学进行分析,在比较Laplace方程、Poisson方程和Helgenstock网格法的基础上,分析了慢化剂排管容器生成二维计算网格的结构贴体网格生成技术.采用系数法和Helgenstock方法调节网格位置和正交性,编制相关的计算程序,采用该方法和计算程序生成了描述慢化剂排管容器的结构贴体网格.实验结果表明,该网格既能准确描述圆形边界,又适合对中心正方形棒束区采用多孔介质法开展数值计算.     

油自吹灭弧室中燃弧时间的计算方法

油自吹灭弧室中具备了一切必要条件时,其中高压交流电弧在电流过零时将被熄灭。被切断的电流值不同,这些条件表现得也不同;因此,这种灭弧室中,燃弧时间和被切断的电流数值有关:在临界值(小电流)前它和被切电流一齐上升,过了临界值便迅速下降,接近额定短路电流时,下降速度显著减慢。这种现象和许多因素有关。其中决定性的有:正在分开的断路器触头间的距离S,电流过零值时弧间隙的温度T_d 和其中压力P。如果忽略电动力和压力对动触头的加速作用,可认为切断速度是常数,并通过燃     

低能量输入焊接法参数匹配对能量输入的影响

为了研究低能量输入焊接法参数匹配对能量输入的影响规律,通过对比传统短路过渡与推拉丝短路过渡的特点,分析了推拉丝短路过渡可以降低能量输入的原因．根据波形控制方案,采用自行研制的低能量输入焊接系统,通过试验找出了短路后期电流和燃弧脉冲峰值电流的匹配关系．试验结果表明,适当提高短路后期电流,降低燃弧脉冲峰值电流可以得到同样的焊接效果,能进一步降低焊接过程的能量输入．     

多级离心泵整机流场三维非稳态湍流压力脉动特性分析

为了探究离心泵内部非稳态流动引起的压力脉动现象及其特性,以某型多级离心泵为对象,建立了流场三维有限元网格.采用Fluent仿真技术,选用RNG k-ε湍流模型对离心泵流场进行非稳态数值计算,通过设置监测点,得到了不同位置处在每个时间步长下的压力值.运用FFT方法,对叶轮及蜗壳等主要流道监测点的压力脉动进行频谱分析,结果表明叶轮和蜗壳内的压力脉动主要集中在叶频及其倍频处,并且叶轮与蜗壳之间动静干涉对压力脉动有较大的影响.     

影响爆炸气流灭弧防雷间隙灭弧时间的参数计算

为了研究爆炸气流灭弧防雷间隙的灭弧时间特性,利用电弧链式模型,对故障电弧电流元进行受力分析,得到电弧的运动特性。根据故障电弧熄灭的弧长判据,利用MATLAB软件对不同参数下故障电弧的受力进行编程仿真计算,得出理论灭弧时间,并分析故障电流、喷口角度、气流速度对灭弧时间的影响。经过分析可知:在相同的故障电弧电流条件下,灭弧时间主要由灭弧间隙气流速度大小决定,气流速度越快灭弧时间越短;当气流速度相同时,电流值越大灭弧时间越长;喷口角度对灭弧时间的影响较小。通过对不同参数下的灭弧时间试验,记录灭弧时间和灭弧过程,并与计算值进行对比,证明了爆炸气流灭弧防雷间隙的科学性。     

金属蒸气电弧弧前形成过程及影响因素

为了探求金属蒸气电弧弧前形成机理及宏观参数对微观弧前过程的的影响,基于漂移扩散方程组与泊松方程,对触头分断后的金属蒸气电弧弧前过程进行了数学建模与求解.仿真分析了触头间距离为4 mm,触头间电压为750 V,金属蒸气压强为66.66 Pa,温度为293.15 K条件下金属蒸气电弧的弧前过程.通过仿真结果得到金属蒸气电弧的动态弧前过程形成机理及宏观影响因素,很好地解释了金属蒸气电弧弧前过程中空间电荷时变规律及鞘层的形成机理,并从微观角度解释了开距及二次电子发射系数变化对弧前过程的影响.     

封闭腔内高瑞利数层流自然对流数值模拟

采用两种时间推进数值方法，对封闭腔内层流自然对流换热进行了各种瑞利数(Ra)条件下的模拟研究，总结了流态转捩时所表现的数值模拟方面的某些现象规律．当瑞利数不大于10^6时，两种数值方法计算结果一致，计算精度高．当瑞利数大于10^6后，数值收敛及计算结果与网格数，网格疏密程度，时间步长，松弛因子等因素密切相关，而与所选择的两种数值方法无关．给出了封闭方腔自然对流流态转捩临界瑞利数．     

基于Matlab的短路过渡动态行为建模与仿真

为了探讨CO2气体保护焊短路过渡过程全数字控制的规律,从熔滴过渡行为角度出发,深入分析了燃弧期间熔滴体积的变化和短路期间的液桥行为,建立了熔滴和液桥行为的数学模型,并对短路过渡的动态电压负载和弧长的动态变化过程进行了数学建模．然后利用Matlab／Simulink建立了全数字控制CO2气体保护焊短路过渡整体系统的仿真模型．仿真波形与试验结果基本一致,证明所建的系统仿真模型是正确的．该仿真研究可以应用于全数字控制CO2气体保护焊短路过渡数字控制规律和动态行为的研究．