铜蒸气浓度对SF_6-Cu高温电弧物性参数的影响

开关设备(例如高压SF_6断路器)触头表面产生的铜金属蒸气会改变电弧等离子体的物理化学特性。因此在建立考虑金属烧蚀的流体仿真模型之前,需要确定含有金属蒸气的电弧等离子体的性质。文中基于吉布斯自由能最小化原理和Chapman-Enskog理论,计算了SF_6-Cu混合气体电弧在0.6 MPa压强下、温度区间为300~30 000 K时的物性参数,包括平衡态粒子组分、统计热力学参数、输运系数和混合扩散系数,着重分析了铜蒸气浓度(最大90%)对上述物性参数的影响。结果表明少量的铜对物性参数无明显影响,但当铜蒸气浓度达到30%时则会显著改变上述参数。     

温度和CO2浓度对钙基分离CO2的影响

在自制煅烧/碳酸化实验台上研究煅烧气氛、温度和碳酸化温度对分析纯碳酸钙和某电厂脱硫用石灰石吸收CO2过程中碳酸化率的影响,并用CO2的吸收量比较其吸收CO2能力的大小.结果表明:随着煅烧气氛中CO2浓度和煅烧温度的增加,分析纯碳酸化率在逐渐降低;煅烧温度为l 233 K时,分析纯CO2吸收量比脱硫用石灰石的低.同条件下...     

PTFE载量对气体扩散层性能的影响

在质子交换膜燃料电池的气体扩散层中,处理好水、气、电子的通道是十分重要的.对碳纸用不同浓度的PTFE乳液(12%,15%,18%)进行疏水处理,通过组装电池测试表明:用15%的PTFE乳液浓度处理的碳纸表现出了好的电性能.     

铜蒸气对CO_2电弧等离子体物性参数的影响

CO_2气体因其全球变暖潜能值低和低温导热性好等优点而逐渐作为一种SF6替代气体应用于断路器中以充当灭弧介质,触头烧蚀产生的铜蒸气会改变电弧基本特性,影响断路器开断性能。为此,利用最小Gibbs自由能法和Chapman-Enskog理论计算了气压为0.5 MPa、热力学温度区间为2 000~30 000 K时的CO_2-Cu混合气体电弧等离子体的物性参数,分析了铜蒸气质量分数对电弧等离子体粒子组分、热力学参数以及输运系数的作用规律。研究结果表明:触头烧蚀引入的铜蒸气会比电弧中的其他非金属粒子更早电离,即使是少量的铜蒸气(质量分数为5%)也会使低温时电弧等离子体的电子数密度增大,进而显著提高电弧等离子体在低温区(热力学温度低于8 000 K)的电导率,最大约提升1个数量级;增大铜蒸气质量分数会在整个热力学温度区间增大电弧等离子体质量密度并减小比定压热容、黏滞系数以及热导率,但对于比焓则在低温区和高温区呈现出相反的作用规律;少量的铜蒸气(质量分数为5%)对热力学参数和除电导率之外的输运系数的改变极其微小,但是大量铜蒸气(质量分数高于25%)会明显改变各个物性参数。这些电弧等离子体物性参数的计算结果对于探究铜蒸气对电弧基本物理性质的影响具有参考价值,并可以为建立考虑触头烧蚀下的电弧磁流体(MHD)模型提供输入参数。     

高温氮气电弧等离子体物性参数的计算分析

等离子体的宏观特性与其内部的微观过程紧密联系在一起。研究电弧等离子体不同粒子组分构成以及对组分有强烈依赖关系的热力学参数、输运参数,将为深入了解电弧等离子体的形成机理奠定微观理论基础,并为利用磁流体动力学(MHD)仿真研究电弧特性提供前提条件。假定氮气电弧等离子体处于局部热力学平衡态(LTE),介绍了求解电弧等离子体物性参数的基本原理,采用最新的配分函数计算方法和碰撞积分参数,给出了不同气压条件下(0.01、0.1、0.3、0.5和1 MPa)、不同温度范围内(300~40 000 K)氮气电弧等离子体热力学参数与输运参数的最新计算结果,并与以往文献中的部分结果进行了对比与分析。结果表明,氮气电弧等离子体热力学参数与输运参数的计算结果与文献中较近的计算结果十分接近;微小差别的产生,主要来源于配分函数和碰撞积分的差异。     

温室气体CO2综合利用的现状

温室气体ＣＯ２对环境有着很大的影响,它可以引起各种自然灾害,其中最主要的灾害是南极冰雪受热融化,以及海水受热膨胀造成海平面的升高。与之相反,纯ＣＯ２在化工工业上又具有广泛的用途。利用ＣＯ２可以通过还原法生产各种产品,的的方法主要有：利用过渡金属与ＣＯ２分子形成配位络合物;还原活化,辐射活化;生物活化,还原过程中催化剂起着重要的作用。     

TiO2掺杂石墨烯对SO2气体的气敏特性研究

气体绝缘开关设备(GIS)放电过程中产生的SO2组分,与放电故障类型和严重程度具有密切关系.探究具有优异气敏检测能力的SO2气敏传感器,可为在线监测GIS放电故障提供检测基础.基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,首先,优化了不同数量TiO2在石墨烯表面的掺杂结构,获得最优化掺杂结构;其次,让SO2气体分子以不同方式靠近本征石墨烯,计算分析SO2气体分子在TiO2-graphene表面的吸附结构、吸附能和电荷转移;最后,对比分析气体吸附前后体系的总态密度(DOS)和分波态密度(PDOS),探究SO2与TiO2掺杂石墨烯结构之间相互作用机理.研究发现,两个TiO2掺杂具有最优掺杂结构,对单个和双SO2气体分子均具有良好的吸附性能且都为化学吸附.因此,基于TiO2掺杂石墨烯材料的气敏传感器在GIS放电分解组分检测与故障诊断领域具有良好的应用前景.     

PTFE蒸气对热态SF_6气体电击穿特性的影响

PTFE蒸气对SF_6断路器的开断特性有重要影响。为此研究了压力范围0.01~1.6 MPa、温度范围300~3 500K内PTFE蒸气对热态SF_6气体电击穿特性的影响。基于Gibbs自由能最小化的方法计算了不同混合比例和压力下SF_6与PTFE蒸气混合气体的平衡态化学组成随温度的变化;接着利用Boltzmann解析法计算分析了混合气体中电离与吸附反应系数随混合比例、温度、压力等因素的变化规律;然后通过混合气体在折合电场作用下自由电子产生与消失达到平衡的条件,确定了SF_6-PTFE混合气体的临界折合击穿场强随温度、压力、混合比例的定量关系。结果表明:在较低温度范围内,纯SF_6气体的电击穿特性明显优于SF_6-PTFE混合气体,然而在较高温度范围内,SF_6-PTFE混合气体的临界折合击穿场强高于纯SF_6气体。此外,提高压力能够将临界折合击穿场强随温度的变化推移至更高的温度范围。     

京都议定书与CO2气体的排放

2005年2月16日，旨在限制并减少全球温室气体排放的《京都议定书》正式生效。     

纳米石墨烯掺杂浓度对XLPE击穿性能的影响

制备了分散性良好的6种不同配比XLPE/纳米石墨烯聚合物,运用差式扫描量热法排除了结晶度对击穿性能的影响;对试样进行了工频击穿强度测量并通过拉伸强度测试评估了机械性能。实验表明,掺杂纳米石墨烯能使聚合物的工频击穿强度最大提高27. 66%,拉伸强度最大提高10. 64%,在工业实现上有积极意义。通过等温去极化电流计算聚合物陷阱密度及能级,并结合动态热机械分析从界面分子结合力探究不同含量石墨烯影响击穿性能的机理。研究表明掺杂少于0. 01 wt%的纳米石墨烯能增大陷阱能级,同时增大聚乙烯基体分子间作用力,进而提升聚合物击穿性能。     

气体开关参数对调制器电压前沿的影响

脉冲调制器输出电压脉冲前沿时间大小是影响其运行特性的重要指标,为此用单同轴结构脉冲调制器在不同气体开关参数条件下实验研究了脉冲调制器输出电压的前沿特性。实验比较了在开关内气压相同,开关间距不同时,二极管电压的前沿;并在同样开关间距,开关内不同气压条件下(0.5、1、1.5、2MPa),比较了二极管电压的前沿特性;最后研究了不同种类气体开关(氢气、氮气、六氟化硫)的电压上升前沿特性。结果表明二极管电压的上升前沿随压强的增加、开关间距的减小而减小;采用氢气开关具有较快的前沿,其次是氮气、六氟化硫;理论分析与实验结果基本相符。     

掺杂硫化钼对油中特征气体C_2H_2的吸附性能

乙炔(C_2H_2)是油浸式变压器故障的重要故障特征气体,其组分浓度和产气速率可有效反映电力变压器油纸绝缘性能。为实现油中C_2H_2特征气体的快速、准确、有效检测,提出一种基于金属掺杂硫化钼(MoS_2)基半导体气体传感器的油中C_2H_2特征气体检测方法。基于第一性原理计算了本征及贵金属(Au和Ag)掺杂MoS_2材料对油中特征气体C_2H_2的吸附特性。计算并比较了吸附能、电荷转移量、电子态密度等吸附特性,结果表明掺杂MoS_2对C_2H_2的吸附为化学吸附,而本征MoS_2则显示出物理吸附特性,强度为Au掺杂MoS_2Ag掺杂MoS_2本征MoS_2。理论计算所得吸附特性结果,有利于完善MoS_2材料的气敏机理,为基于MoS_2传感器的油中故障特征气体检测奠定了基础。     

气体开关电弧物性参数计算及特性仿真研究与应用

电弧物理与特性控制是电力开关设备领域的基础和关键科学技术问题,几十年来国内外学术界和工业界开展了大量的研究工作,有力地支撑了高性能电力开关设备的研发和行业的技术进步。本文面向高、低压气体开关,针对空气、SF_6及其替代气体,从电弧物性参数(包括热动属性、输运系数、碰撞截面、热态临界击穿场强等)、电弧磁流体动力学建模仿真及其应用、不同因素对电弧特性的影响及其控制规律等几个方面,系统综述了国内外的相关研究现状及进展情况,并提出了需进一步深入研究的若干问题,包括:电弧物性参数的实验测量方法、考虑弧后非平衡击穿过程的三维气体开关电弧数学模型、直流故障电弧的物理特性及高效检测技术、新型SF_6替代气体灭弧技术等,从而为我国气体开关电弧理论、高效灭弧技术、新型电力开关设备的研究提供一定的参考与借鉴。     

跨临界CO2制冷系统气体冷却器实验研究

对跨临界CO2制冷系统气体冷却器进行了实验研究.研究表明:随着高压压力的变化,尽管气体冷却器进口的CO2温度与冷却水的换热温差变化范围较大,但气体冷却器出口CO2温度几乎不变;系统的高压压力为9MPa时,气体冷却器中CO2的压降只有高压压力的1%左右,相对较小;随着气体冷却器出口C02温度的升高,系统制冷量先呈线性减小...     

O2对C6F12O/CO2混合气体绝缘性能和分解特性的影响

由于C6F12O具有优良的绝缘性能和环保特性,受到国内外SF6替代气体领域内学者们的广泛关注.为探索C6F12O混合气体应用的最优方案,研究O2对C6F12O/CO2混合气体绝缘性能和分解特性的影响.搭建气体工频击穿试验平台对不同O2混合比、不同气压的C6F12O/CO2混合气体进行工频击穿试验研究,使用气相色谱质谱联...     

SF_6替代气体热开断能力与物性参数关系研究

文中讨论了在探索选择六氟化硫(SF_6)替代气体的过程中关于气体开断能力研究的重要性,并对气体开断能力的评估进行了阐述。简要总结了目前工业界对SF_6替代气体开断试验的结果。以N_2和CO_2为例,从理论上分析了其开断性能劣于SF_6的原因,初步建立了喷口电弧中气体开断能力与物性参数间的关系,为理解SF_6替代气体开断机理及选择判据的建立提供理论依据。     

燃尽风对NOx和CO浓度场分布影响的研究

根据燃煤锅炉氮氧化物(NOx)的生成机理,阐述了锅炉对NOx的控制方法主要是分级燃烧,并以实际工程作为依托,综合比较了燃尽风不同的布置方式,高度位置和过量空气系数对锅炉出口NOx和CO浓度场分布造成的不同影响。最终根据CFD模拟,得出过量空气系数对锅炉出口NOx和CO浓度场分布影响较小,而燃尽风采用墙式布置,同时布置在所有扰流之上时,可以保证此时的NOx和CO的浓度分布最低且较为均匀,从而降低锅炉出口NOx的排放,有效提高后续脱硝设备的脱硝效率。     

基于TDLAS技术的CO2浓度检测方法研究

全球变暖日益严重,二氧化碳作为温室气体的主要成分,需要精准把控。 可调谐半导体激光吸收光谱技术因其具有高 灵敏度、高分辨率的特点,被广泛应用于气体检测等领域。 为了进一步提高 TDLAS 系统的测量精度,在小波去噪的基础上,对 去噪后的 TDLAS 二次谐波信号进行了频域分析处理,利用离散小波变换提取与 CO2 浓度变化相关的频域特征信号,建立回归 模型反演气体浓度。 时域回归模型校正集与预测集的相关系数分别为 0. 998 5 和 0. 997 3,RMSE 值分别为 0. 045 9% 和 0. 017 9%,预测集的最大相对误差为 4. 62%;频域回归模型校正集与预测集的相关系数分别为 0. 999 3 和 0. 999 7,RMSE 值分 别为 0. 032 0%和 0. 006 9%,预测集的最大相对误差为 1. 54%。 实验结果表明 TDLAS 系统的预测能力和测量精度均有效提高, 验证了该方法的可行性。