基于导线径向温度和蠕变的导线弧垂计算方法

输电线路弧垂是线路安全运行的重要指标,针对输电导线温度非均匀分布和蠕变带来的弧垂计算偏差,本文开展了径向温度和蠕变对弧垂计算模型影响程度的研究。首先,基于导线的物理构成和结构特征建立了导线的有限元模型,对不同运行状态下的输电导线进行有限元仿真,分析了不同运行状态下的导线径向温度分布规律;其次,建立了考虑径向温差的导线应力、导线径向热膨胀和蠕变的弧垂计算模型,基于力平衡原理研究了考虑径向温差的导线径向热膨胀、导线应力与伸长量的关系,分析了蠕变与伸长量的关系,并通过伸长量与弧垂的关系函数得到导线弧垂;最后,为了验证该弧垂计算模型的准确性和实用性,本文基于陕西某110 kV实际输电线路进行了验证。结果表明：对于本现场实际运行的导线来说,蠕变对弧垂计算的准确性影响最大,其次是导线径向温差,最后是径向热膨胀;在忽略导线径向温差、径向热膨胀和蠕变时,弧垂计算的误差范围为-45.2%~-30%,最大误差高达45.2%,而本文的优化模型计算误差小于1.1%;当忽略导线径向温差和径向热膨胀时,导线弧垂计算存在误差,且随着径向温差的增大,忽略导线径向温差和径向热膨胀带来的弧垂计算误差也逐渐增大。     

考虑温度场的架空钢芯铝绞线线股应力研究

准确了解钢芯铝绞线在温度场中各层线股的应力分布,可为架空导线的安全设计和抗疲劳分析提供理论依据.根据钢芯铝绞线材料性能和协同变形特点,采用理论分析和有限元模拟研究导线线股应力和温度之间的关系,分析了导线平均温度和径向温差对最外层铝股应力的影响.结果表明,不考虑径向温差时,铝股应力随着温度的升高而减小,钢芯应力随着温度的升高而增大;考虑径向温差时,外层铝股的应力随着温差的增大而增大,内部铝股和钢芯的应力随着温差的增大而减小,温差达到20℃时,外层铝股应力增加49%左右.     

基于有限元法的架空线路温度计算与仿真分析

提出了一种有限元法求解输电线路温度分布的方法，建立了输电线路温度场数学模型和铜导线输电线路有限元模型。通过ANSYS有限元软件仿真得出不同载流量条件下，输电线路温度场的分布情况。仿真结果表明，导线通入电流越大，导线的径向温度温差增大，环境温度变化与导线外表面的温度变化规律近似为线性关系。该方法可以预测输电线路最大承受的载荷量，为实现输电线路动态增容提供了理论依据。     

35kV老旧导线电气性能研究

导线的电气性能之一表现为导线的温升情况,从理论出发计算35 kV老旧导线与新线的载流温升,并通过试验测试导线的实际温升情况,探究老旧导线的电气性能。理论结果表明：分析得出新线的辐射散热功率比老旧导线少46%左右。当载流量低于150 A时,温升由高到低的顺序为：带有防振锤的老旧导线、老旧导线、新线;当载流量大于150 A时,温升由高到低的顺序为：老旧导线、带有防振锤的老旧导线、新线。试验结果表明：对于LGJ70/10导线而言,在相同的电流值下,新线的温升比老旧导线的温升低11%左右。以理论和试验相结合分析得出：老旧导线的辐射散热功率快于新线是温度低的主要影响因素。     

基于微通道液冷板的动力电池热管理性能分析

为了保证锂离子动力电池的安全性能并延长电池的循环使用寿命,设计了一种基于微通道液冷板的电池热管理系统,对锂离子棱柱形电池进行冷却。建立了电池冷却系统的三维热模型,研究高放电倍率、冷却液温度和进口质量流量对电池放电过程中最高温度和最大温差的影响。结果表明：锂离子电池组在5C高倍率放电工况下,电池最高温度为301.942 K,温差为1.942 K,达到预期冷却效果;随着冷却液温度降低和进口质量流量增加,电池最高温度降低;随着进口质量流量增加,电池冷却性能改善,但趋势逐渐变小。当冷却液温度为296 K时,电池最高温度为297.662 K;当质量流量为15×10-7 kg/s时,温差为4.407 K。     

操作参数对质子交换膜燃料电池冷却效果分析

为了研究热管理系统操作参数对质子交换膜燃料电池冷却效果的影响,基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了燃料电池热管理系统的动态模型并对模型的正确性进行了验证,该系统模型包括电堆电压、温度模型和冷却回路模型;以建立的系统模型为研究基础,以冷却系统中旁路阀开度、冷却液流量、空气流量3个操作参数为独立变量,研究冷却液入口温度、出口温度和出入口温差随独立变量的变化规律和影响情况。研究结果表明,空气流量对冷却液入口温度和出口温度影响最大,当空气流量从最小值增加到最大值的过程中,冷却液入口温度和出口温度分别随之下降27.9～29.0℃、26.6～28.4℃;旁路阀开度和冷却液流量在一定范围内对冷却液入口温度和出口温度都有影响,前者的影响强于后者,旁路阀开度在小于0.7时影响作用更显著;冷却液流量对冷却液出、入口温度的影响最小,对冷却液出入口温差的影响最大,当冷却液流量从最小值增到最大值的过程中冷却液出入口温差下降约9℃。     

架空导线径向温度场的数值模拟

基于二维稳态热传导控制方程,考虑了输电导线主要的发热源和散热途径,形成了一套准确的导线径向温度场数值求解方法,并通过实例应用于JL/LB1A-300/50型钢芯铝绞线。结果验证了导线径向温度差的真实存在且不可简单忽略,并且径向温度分布受导线内不同金属材料的单位体积发热率、绞线间接触情况和外界对流等多方面因素的共同影响。     

股线扭角和温度对导线综合系数取值影响的有限元仿真及应用

根据力学理论分析了考虑股线扭角的钢芯铝绞导线综合系数理论计算公式,通过有限元仿真研究了导线运行温度变化对绞线综合系数的影响;同时以某实际工程为例,分析综合系数理论解与有限元仿真解对导线弧垂应力计算误差的影响。研究表明：钢芯铝绞导线的轴向综合热膨胀系数不随温度变化,而综合弹性模量随温度的升高而变大;小截面导线JL/G1A-400/35在小档距400 m和大截面导线AACR/EST-500/227在大档距2 000 m,温度每升高10℃,综合弹性模量约增加2～3 GPa;考虑温度效应下综合系数的不同取值,在最高设计运行温度时,小档距小截面输电线路弧垂应力存在大于5%的计算误差,大档距大截面输电线路弧垂应力计算误差小于1%。     

拟均相二维模型优化设计氯乙烯固定床反应器

利用拟均相二维模型对反应热效应较大的氯乙烯固定床反应器进行了模拟计算,考察了不同管径时其径向温差变化;不同稀释比时其轴向温度和径向温差随管长的变化;入口温度对热点温度的影响等。并在此基础上给出了氯乙烯固定床反应器的最优操作条件。     

加速寿命过程的湿式摩擦副滑摩温升特性

为更深层次地探究湿式摩擦副滑摩温度场变化规律和失效机理,引入平均温升速率、最大径向温差、径向温度不均匀系数和径向温度偏移系数4个评价指标,建立湿式摩擦副滑摩温升特性评价体系.基于摩擦元件的实际工况,设计加速寿命试验,根据摩擦因数变化规律和最大径向温差划分了滑摩特性的不同阶段.建立温升特性评价体系,研究磨合期、稳定期和失稳期的滑摩温升特性变化规律,分析滑摩稳定期转速差、净面压和单位面积润滑流量对温升特性的影响规律,探究滑摩失稳期湿式摩擦副失效预警信息.研究结果表明:建立的湿式摩擦副滑摩温升特性评价体系可以有效评判滑摩温升特性的优良与否和变化情况;摩擦因数和最大径向温差可以作为摩擦片磨合状态判别依据;相比其他因素,净面压对稳定期滑摩温升特性的影响最为显著;失稳期的径向总体温升速率有一定升高,径向温度差异性变大,径向散热差异性显著升高.     

有机工质余热发电系统的经济性分析

由于有机工质余热发电系统的经济性是影响该技术推广应用的关键因素,本文对系统的经济性进行分析研究。以蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质流量及冷却水流量为自变量,建立了以最小电力生产成本为目标函数的优化模型;分析了各参数对系统电力生产成本的影响,并以6种有机工质为例,对系统进行了参数优化;且比较了余热温度对最佳参数的影响。结果表明:由于蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质及冷却水流量对系统设备造价和净输出功的综合影响,其均存在最佳值使电力生产成本最小;在余热介质进口温度170℃和冷却水进口温度20℃时,工质R245fa的经济性最好,对应的最小电力生产成本约0.433 9元/(k W·h);且随着余热介质进口温度的升高,系统经济性提高,对应的最佳蒸发温度、蒸发器窄点温差及余热介质流量均增大。     

基于应变累加法计算输电线路的弧垂

利用应变累加法,计算了钢芯铝绞线(LGJ或ACSR)的钢芯和铝线的总应变,得到其与应力和导线温度的关系.在考虑导线初伸长的基础上,利用迭代法计算了导线的弧垂.计算结果表明:对于型号为LGJ240/40的钢芯铝绞线,在档距为400m时,温度每升高10℃,弧垂增加约为0.45m.     

数据机房自然冷却用泵驱动回路热管换热机组性能实验研究

设计了一种数据中心自然冷却用泵驱动回路热管换热机组,并介绍该机组的构成和工作原理,针对研制的样机搭建实验系统并较全面地进行实验研究。结果表明：当室内外温差为10 ℃时,机组能效比COP为5.88;当室内外温差为18 ℃时,机组COP可达10.41;当系统质量流量在一定范围变化时,即工质气化率在2%～50%范围内,机组换热量没有显著变化,且换热量与室内外温差近似呈线性关系;同时系统阻力越大,蒸发器进出口温差越大,显热换热量所占比例也越大。     

光圆与非光圆绞突覆冰输电导线气动力特性分析

现有针对覆冰输电导线风致振动的模拟研究大多是将导线简化为理想光圆截面考虑其气动力特性的,对于实际导线绞突的截面特点考虑不足。采用Fluent软件研究覆冰光圆与非光圆绞突截面导线的气动力特性,分析二者气动力系数在不同风速、覆冰厚度、覆冰形状和导线直径时的特点和差异。结果表明：两种截面覆冰导线气动力系数差异较大,其中,阻力系数和扭转系数最大相对偏差可达100%,升力系数最大相对偏差可达-175%。采用非光圆绞突截面导线会增加周期内涡脱落的数量,使其波动更加剧烈。覆冰为新月形时,采用光圆截面导线会低估导线顺风向位移,高估横风向位移;覆冰为D形时,采用光圆截面导线比非光圆绞突截面导线下波动较为平缓且更有规律,会高估顺风向位移,低估横风向位移。鉴于两种截面覆冰导线在气动力、涡脱图和位移响应均存在较大差异,覆冰输电线系统精细化抗风设计时应考虑导线截面绞突特性对其气动力的影响。     

基于三维温度场的电缆登杆对电缆群载流量的影响研究

电缆登杆是电力电缆与架空线之间的一种过渡方式。若电缆登杆之前联结的电缆为土壤直埋敷设方式,电缆登杆时的载流能力直接影响土壤直埋电缆的载流量。在此背景下,采取有限元法,通过建立电缆周围二维、三维温度场模型来分析电缆登杆时与土壤直埋敷设方式下的载流量。分析结果表明,在同一区域内出现不同敷设环境时,采用三维温度场模型计算载流量需考虑轴向导热,具有更高的精确度。同时,电缆登杆会降低土壤直埋敷设电缆的载流量,电缆并行根数越少,电缆登杆对直埋敷设电缆的载流量影响越大。并且,随着温度的升高和敷设间距的增大,电缆登杆对直埋敷设电缆载流量的影响越大。     

计入浮环径向温度梯度的浮环轴承润滑性能

以浮环轴承为研究对象,计入浮环径向温度梯度,建立了浮环轴承分布温度模型和内膜-浮环-外膜热量传递模型。研究了浮环径向温度梯度对浮环轴承润滑性能的影响规律。结果表明:浮环轴承径向温度梯度对浮环轴承的润滑性能有显著影响,计入浮环径向温度梯度时,浮环轴承内膜温度增加,总摩擦功耗和总端泄流量略有减小;与浮环轴承内层间隙为0.02mm时相比,内层间隙为0.04mm时,内膜温度和总摩擦功耗分别减少了16.0%和15.9%;总摩擦功耗随内圆半径的增大而增加,适当减小浮环轴承的内圆宽度可以改善浮环轴承的润滑性能。     

ACS新型高效减水剂的研究(2)--ACS对水泥净浆流变性质和流动性的影响

研究了ACS对水泥净浆流变性质和流动性的影响。当ACS相对粘度 ηr 在 1.40～ 1.6 0之间时 ,添加 1?S的水泥净浆流动度可达 2 17mm(W/C =0 .2 9)。水泥净浆流变曲线和表观粘度的测定表明 ,ACS的加入 ,使水泥浆的屈服应力τf 和表观粘度 η大大降低 ,添加量为 1%时 ,τf 由不加时的 6 3× 10 5N/cm2 降为 2× 10 5N/cm2 ,η由不加时的 16 0× 10 5Ns/cm2 降为 2 0× 10 5Ns/cm2 。     

PTFE双向拉伸微孔膜蒸馏脱盐实验研究

为了高效生产淡水,同时开发新型膜材料的应用前景,采用PTFE双向拉伸微孔膜搭建真空蒸馏系统,并对NaCl溶液的脱盐性能进行了研究。设计正交实验,过程中保持膜下游恒定的绝对压力9 kPa, 考察了盐浓度0～80 g/L的溶液在进料温度20～60 ℃、进料流量40～160 L/h条件下,该种膜的真空膜蒸馏脱盐性能。实验结果表明,温度变化对膜通量影响最为显著且脱盐率略有变化,随浓度升高膜通量逐渐下降但脱盐率上升,流量增加能一定程度上提高膜通量但对脱盐率没有影响,其中40 g/L的盐溶液在进料流量120 L/h条件下,当进料温度为60 ℃时,膜通量达到18.4 kg/（m²·h）。在各种不同操作条件下产水电导率均小于5 μs/cm,计算脱盐率均超过99.9%,脱盐效果稳定。对真空膜蒸馏脱盐传质过程进行了分析,通过实验结果拟合了该膜的传质系数,发现其随温度线性增加,得出温度是影响膜传质系数的决定性因素,也说明了温度对膜通量的决定性影响。进行极差分析,得到温度是该过程的主要影响因素。进行重复试验证明该膜在实验过程中保持运行稳定,对于浓度低于80 g/L的盐溶液能有效避免膜污染问题。     

非稳对流模式下混凝土箱梁内生热场与计算方法

针对高墩混凝土箱梁墩顶块水化热温度场分布状况,考虑风速的影响,建立了非稳定对流热传导模式,利用有限元程序对8种风况的混凝土箱梁水化热温度场进行分析,总结了非稳定对流模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场的分布规律,利用MATLAB分布拟合温度峰值和温差峰值随风速变化的计算公式.研究结果表明:非稳定计算模式适合计算高墩混凝土箱梁墩顶块的水化热温度场;水化热温升效应明显、衰减缓慢、约48 h达到温度峰值;风速影响各个时间点的水化热温度数值,然对其变化趋势无影响,风速对温升影响小,对温度的衰减影响大;随着风速的增大,水化热温度衰减趋势逐渐降低,薄厚差异明显的结构温度衰减具有阶跃现象;当风速较大时,温度衰减变化幅度减小,有靠拢之趋势;风速对温差峰值的影响与风速对温度峰值的影响呈相反趋势;温差64 h左右达到峰值、其值约24℃;减小风速,有利于控制温差,旨在达到控制温度应力的目的.     

接枝改性氯丁橡胶鞋用粘合剂的研制

本文较详细地研究了氯丁橡胶与不同单体接枝共聚合成接枝氯丁橡胶的过程;探讨了单体和引发剂的种类及用量、溶剂、聚合温度和反应时间等对胶性能及粘接强度的影响。以甲基丙烯酸甲酯为单体与氯丁橡胶接枝共聚的粘接剂对聚氯乙烯合成革-天然橡胶粘接时,其剥离强度可达10～12kg/2cm,测试样品呈本体材料破环,基本上解决了鞋用粘合剂开胶问题。