红外测温设备的空间环境影响及防护研究

随着航天器结构与热设计复杂性的提升,结构表面测温工艺实施难度增大,测温区域趋于多元化,对航天器热试验中非接触测温技术的应用需求日益增多。以红外测温设备在真空、高低温环境中的应用为研究对象,对设备热防护方案与装置进行设计,并基于节点网络法对红外测温设备热防护进行仿真分析,通过物理试验验证,该防护装置能够有效实现设备在真空、高低温环境中热防护,确保设备处于正常工作温度区间且其测温算法模型不受影响,测温准确度优于±2℃,满足设备在空间环境试验中的使用需求。     

航天器热试验加热电缆绝缘自动测试系统的设计

为实现航天器热试验外热流模拟装置与航天器之间绝缘性能的检测,对加热电缆绝缘自动测试技术进行研究,设计了一套基于PXI的航天器热试验加热电缆绝缘自动测试系统.该系统采用继电器矩阵技术设计了加热电缆输入通道切换装置,基于PXI总线仪器实现了多芯电缆自动扫描以及对地绝缘电阻的测量,并采用VC++ 6.0开发了系统上位软件.测试结果表明,该系统能够在短时间内完成最多8根加热电缆的对地绝缘检测,结果准确、运行可靠,大大提高了加热电缆绝缘电阻测试的自动化水平.     

热真空试验箱的故障分析诊断与排除

0引言热真空试验箱是在地面上模拟太空环境的环境模拟试验设备。近几年来,热真空试验设备在航天航空业产品的研制和定型中发挥了重要作用。热真空试验箱由于结构复杂,在运行中有时会出现一些异常现象,如果不能及时排除,将延长试验周期,影响产品的研制工作。为此,我们对试验箱的基本工作原理作一些简要阐述,并介绍如何对热真空试验箱的一般故障进行分析判断和排除。     

利用模拟热荷法计算地下电缆稳态温度场

根据电场和温度场的相似性,提出了用于计算地下电缆群稳态温度场的模拟热荷法。利用热路的方法将电缆金属套损耗和铠装层损耗归算到电缆导体。利用调和平均法对电缆导体外的多层介质进行处理,最终将电缆等效为导体和外护层的2层结构。根据换热量相等的原则,将地表空气对流换热系数等效为一定厚度的土壤。在电缆线芯和空气中用模拟热荷代替原来的线芯损耗和空气对土壤温度场的影响。然后根据镜像法,按照地表空气等温、导体等温以及外护层和土壤边界温度梯度相同列出约束方程组。利用高斯法求解方程组,求得地下电缆群稳态温度场的分布。试验和有限元仿真验证了模拟热荷法在地下电缆群稳态温度场计算中的有效性。     

卫星污染传输仿真模型及其应用研究

针对卫星污染环境地面模拟试验耗时长,成本高且工艺复杂等问题,开展卫星污染仿真研究。污染传输建模与分析是卫星污染仿真的关键,基于广域污染数值模拟理论,对热真空环境模拟试验中直接视角范围的分子污染传输机制进行了研究,在此基础上建立了相应的卫星污染传输仿真数学模型,利用Gauss数值积分方法对建立的卫星污染传输仿真数学模型进行了数值求解。实际工程表明:基于卫星污染传输仿真模型的数值求解结果与实际试验情况相吻合,从而验证了直接视角范围内的卫星污染传输仿真模型的可靠性。     

用模拟热荷法进行复合介质温度场计算的研究

根据电场和温度场的相似性,提出了用于计算复合介质地下电缆群稳态温度场的模拟热荷法。文中将电缆等效为缆芯和外护两层结构,借鉴静电场计算中复合介质交界面两侧介质的不同而用单一介质代替时的方法,根据束缚电荷引入"束缚热荷"的概念。认为在土壤和外护两种介质的分界面上有"束缚热荷",在不同介质区域中布置模拟热荷来等效缆芯表面的热荷分布及不同介质分界面上的"束缚热荷"的作用。根据场的唯一性原理,用模拟热荷法计算土壤直埋下的电缆的复合介质稳态温度场,得出温度场图及热荷热量分布图。建立等效处理后的模拟电缆的试验模型进行试验研究,以及ANSYS有限元仿真计算。将模拟热荷法计算结果与试验结果和仿真结果进行对比,验证了模拟热荷法计算复合介质温度场的可行性。     

单芯电缆热时间常数的理论计算与试验研究

由于电缆热容的存在,当施加阶跃电流时,电缆温度随时间逐渐变化,经一段时间后达到热稳态,导体温度变化的速度一般用热时间常数来反映。为此,以单芯电缆为研究对象,介绍了电缆热时间常数;建立了电缆本体及周围介质的暂态热路模型并进行简化等效;计算了空气敷设和直埋敷设单芯电缆的热时间常数;并在试验现场进行了阶跃电流下的单芯电缆温升试验,通过对实测导体温度暂态过程的曲线拟合求得了电缆实际的热时间常数,验证了理论计算的正确性。电缆的热时间常数可用于估算阶跃电流作用下的导体暂态温度响应、以及到达最高允许温度所需要的升温时间,为电缆的运行状态监测及故障预警提供理论支持。     

ANSYS软件在热电池随机振动工装设计中的应用

介绍了ANSYS软件,并使用其对某热电池试验工装进行随机振动模拟分析。通过分析及试验验证,结果表明试验工装A设计不满足工装设计原则,且在热电池支耳处产生应力较大,热电池在试验工装A上所受加速度量级被放大,从而优选出试验工装B作为热电池随机振动用试验工装,为后续热电池试验工装设计与工程试验提供一种新的思路和技术方法。     

基于地下电缆表面温度的土壤热参数评估及载流量预测

为了使高压电力电缆能够经济可靠地运行,许多电力部门都安装了分布式光纤测温系统（DTS）,通过测量其表面温度来监测电缆的运行状态.先进的DTS系统要完全发挥其功能,就要解决两个方面的问题.一是由DTS所测量的电缆表面温度推算出缆芯的温度值;二是需要预测在紧急情况下电缆所能承受的最大负荷.提出了解决以上两个问题的方案,其基本原理是基于将热场的计算值与测量值进行匹配,进而估算周围土壤的热参数.该方案利用有限元法（FEM）和基于DFP的梯度优化方法,通过计算结果和试验结果对比发现预测值与实测值具有很好的一致性.验证了所提出技术方案的有效性,为载流量动态评估提供基础参数.     

热真空释气标准及试验方法研究

随着我国航天事业的迅猛发展,特殊的空间环境对电子元器件的释气特性也提出了要求。本文介绍了热真空释气的国内外标准现状,并对非金属材料热真空释气试验方法进行了研究,包括标准试验方法条件选择以及收集板材料对试验结果的影响分析。     

固体电蓄热装置热效率的试验研究

阐述了固体蓄热装置的蓄热原理及运行方式,通过试验系统及试验程序,计算得到了蓄热材料的蓄热量、固体蓄热装置的热效率,分析固体电蓄热装置热效率的影响因素,强调该固体蓄热储能装置不仅克服了传统蓄热方式的缺点,而且兼具环保、高效、节能、安全等多项优势,有望替代一部分传统的取暖设备。     

100MW供热凝汽式机组真空低的诊断分析与治理措施

针对100 MW供热凝汽式机组运行期间真空偏低的问题,通过现场调整试验分析诊断以及系统查漏,发现机组凝汽器换热恶化和真空系统严密性较差。提出了相应的真空治理建议,并在机组大修期间进行了实施。实践证明,在大修后运行期间,机组真空绝对值和真空严密性得以明显提升,改善了汽轮机组运行热经济性。     

计及灰水负荷预测的区域型热补偿系统调控策略

传统供暖手段以热电联产机组作为主要热源，由于热电联产机组具有电热耦合的特性，因此运行时会产生热电负荷不匹配问题。为缓解这一问题，提出了一种集中供暖与区域型热补偿系统共同参与的供暖手段。对用户侧的灰水生产情况进行灰水生产活动预测，量化预计可回收热能，并结合光热电站的余热，将二者一同作为集中供暖的补偿热源。根据用户侧的热负荷特性以及光热电站和灰水热能回流系统的供热特性，构建区域型热补偿系统的运行优化模型，使用模型预测控制方法制定系统模型的调控策略。最后，通过设置算例仿真对比可知，所提出的调控策略能够回收利用原本废弃的热能，在实现供暖目标的同时保证了系统的经济性和环保性。     

考虑热惯性的热电联产系统两阶段优化调度方法

热电联产(CHP)系统具有环保、经济、运行方式灵活的突出优势,有较好的发展前景。文中基于电、热在传输和存储方式上的不同特性,提出一种考虑热惯性的CHP系统两阶段优化调度方法。第一阶段考虑供热网络结构和运行特性,建立基于模型预测控制(MPC)的CHP系统优化调度模型,优化日内可控设备出力及电网交互功率策略;第二阶段以CHP系统内各单元出力调整量最小为目标,综合考虑可再生能源及负荷的实时预测误差,动态调整第一阶段日内调度策略。算例表明,该两阶段优化调度模型可提高系统运行的经济性,弥补供需不平衡;结合系统热惯性,建筑物根据负荷需求和分时电价进行蓄热或放热可降低可再生能源及负荷不确定性对调度的影响,平抑功率波动,促进热电互补。     

Evaluation of radiation thermal resistances in industrial motors

This paper deals with the role of the radiation thermal resistances in industrial motors and describes a test set useful for the resistance evaluation. The test set is based on a vacuum chamber and on a numerical acquisition system, and the resistances are obtained by monitoring motor temperatures during a heating test. An analytical model that describes how the radiation resistance depends on the motor temperature is also provided. Experimental results obtained on a totally enclosed fan-cooled 150-W induction motor are shown and discussed.     

热历史过程对XLPE电缆热历史温度的影响研究

文中采用差式量热扫描(DSC)法对实际服役的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的热历史过程进行研究,发现不同XLPE试样的DSC一次升温曲线存在着明显差异,具体表现为不同试样热历史峰的位置、大小及形状存在着较大差异,甚至有些试样观察不到热历史峰。为了研究上述差异产生的原因,对不同温度不同热老化时间的XLPE试样进行了DSC测试,当XLPE电缆绝缘所经历的热历史温度高于熔融温度时,DSC一次升温曲线上不会有热历史峰出现,此时DSC曲线的变化主要由热氧降解对XLPE晶体结构的破坏所引发。当XLPE电缆绝缘所经历的热历史温度低于熔融温度时,在DSC一次升温曲线上就会观察到热历史峰,XLPE电缆绝缘处于该热历史温度的时间越长,则热历史峰的面积越大,热历史峰的峰值温度越高,甚至有可能高于实际的热历史温度。     

关于地方热电厂供热与电采暖供热的探讨

根据电采暖与地方热电厂供热分析、一次性投资和供热费用比较,以及地方热电厂对城市经济、环境的影响和经济效益测算,认为电采暖比地方热电厂一次性投资偏大,但供热费用低,对城市环境没有污染。     

直接空冷机组乏汽供热技术改造

为增加供热面积和提高机组热效率,某化工生产企业自备电厂采用高背压真空加热器吸收机组乏汽余热,对热电联产直接空冷机组进行了供热技术改造。改造后,机组减少了冷源损失,提高了循环热效率,供暖循环水温度升高了15~20℃,厂用电率下降了1.5%~2%,经过整个供热周期的考验,机组及供热系统运行状况良好,达到了改造目的。并给出了机组继续进行热、电、冷三联产深度节能技术改造的建议。     

计及热惯性及光热电站的综合能源系统优化

传统热电联供联合调度中,燃气轮机(gas turbine, GT)机组“以热定电”的运行模式极大地限制了系统的调峰能力。提出一种光热电站(concentrating solar power, CSP)参与供热的综合能源系统优化调度方法,并在调度过程中考虑供热网络和供热区域的热惯性。首先,构建光热电站参与电热联合系统调节模型,发挥其供能潜力。其次,构建热网管道和建筑物集群的热惯性模型,挖掘其虚拟储能的特性,在满足各项约束的条件下实现两类热惯性与CSP的协同优化运行。在仿真分析中构建5种对比场景,验证了热网和供热区域的热惯性与CSP储热系统(thermal energy storage, TES)相互协调在提升系统运行经济性、风电上网率和降低系统碳排放方面的有效性。