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。     

火花放电喷射等离子体触发气体开关导通特性及工作模式分析

为理解喷射等离子体触发气体开关的导通过程和触发机理,利用高速分幅相机拍摄火花放电喷射等离子体触发气体开关的导通过程,结合开关导通时延测量,研究了该开关在10%~90%工作系数下的触发导通特性,分析了开关在高、低工作系数下的导通过程和工作模式。结果表明,火花放电喷射等离子体触发气体开关在10%~90%的极宽工作系数范围内能可靠触发导通,导通时延随工作系数提高而逐步从数十μs减小至数百ns。低工作系数时气体开关为慢导通模式,导通过程可分为喷射等离子体形成阶段、喷射等离子体快速发展阶段、喷射等离子体发展饱和阶段和主间隙放电4个阶段,其导通延时受工作系数和触发脉冲幅值的影响,为数μs至数十μs。随着开关工作系数提高,开关由慢导通模式逐步过渡到快导通模式,导通过程只包括喷射等离子体形成阶段和主间隙放电两个阶段,放电发展过程较为迅速,导通时延约为数百ns。     

多层高温绝热层绝热性能理论分析

绝热材料内部添加反射屏是实现高温绝热的有效方法和手段,主要通过数值模拟研究绝热材料与反射屏组成的多层绝热系统的传热特性。采用能量守恒定律和双通量方程近似法建立多层绝热系统的辐射?导热耦合换热模型,通过方程的离散化数值求解,在保证绝热层低温侧温度不变的情况下,分析反射屏发射率,反射屏数目,绝热材料消光系数,绝热材料气固耦合导热系数等参数对高温绝热层厚度的影响特性。研究结果表明,绝热材料消光系数越小,材料气固耦合导热系数越小,反射屏发射率越小,则反射屏对绝热层绝热效果的影响越显著,该文的研究对于多层高温绝热层的设计具有指导作用。     

不同绝缘气体对内部故障电弧压力效应的影响

故障电弧会引起开关柜内气压上升而破坏设备危害附近工作人员,是较为严重的常见事故之一。由于SF_6具有严重的温室效应,为了减少其使用量,笔者研究了不同替代气体对故障电弧压力效应的影响。笔者通过大量实验研究了密闭腔体内氮气和二氧化碳绝缘气体发生内部故障电弧时的压力上升特性,并通过计算总结了不同气体能量转移系数(kp)的规律。研究表明:相同电弧能量下氮气比二氧化碳压力上升更大;压力上升和能量转移系数都随初始充气压增大而上升;相同电弧电流时,二氧化碳比氮气的能量转移系数大。这些发现有利于更好地了解和利用替代气体氮气和二氧化碳,减少SF_6的使用量。     

大电流放电条件下气体火花开关电性能研究

针对钼、钨铜合金和钨3种主电极材料的气体火花开关,进行大电流放电实验,研究气体火花开关电性能随放电次数的变化规律。结果表明,随放电次数增多,气体火花开关的击穿电压呈现逐渐下降趋势,下限工作电压逐渐升高;实验后开关电极表面形成了大量裂纹、烧蚀坑和突起等烧蚀特征。对比3种开关可知,在多次放电过程中钨开关的电性能较稳定,开关工作寿命最长;钼开关电性能参数波动较大,且开关在实验后期失效,开关寿命最短;钨铜合金开关的下限工作电压值偏高,且波动较大,击穿电压较稳定,开关寿命较长。因此可优先选用具有优异抗烧蚀性能的钨作为长寿命气体火花开关电极材料。     

气体火花间隙开关的自击穿性能研究

为了解气体火花间隙开关的自击穿性能,文中从自击穿实验角度着手,对电场不均匀度进行了仿真计算,测量了两电极气体火花间隙开关不同间隙距离下的自击穿电压,通过计算相对极差和变异系数来分析自击穿电压的稳定性并进行韦布尔检验。实验结果表明,自击穿电压随间隙距离的增大而增大并近似线性关系;间隙距离是影响自击穿电压稳定性的重要因素,自击穿电压的稳定性随间隙距离的增大而增大。从自击穿稳定性角度来看,可以适当增大气体火花间隙开关的电极之间间隙距离来增强自击穿电压稳定性。     

分接开关油室气体继电器的选用与验证

阐明了分接开关油室气体继电器的保护功能,介绍了气体继电器整定油流速度的验证结果。     

一种结构紧凑的场畸变型低电感的气体火花开关

气体火花开关是脉冲功率技术的关键部件之一,笔者介绍了一种低电感场畸变触发的气体火花开关,通过绝缘子电场分布和力学可靠性分析优化了开关结构,减小了开关的轴向尺寸,从而有效地减小了开关电感。试验结果表明,在干燥空气条件下,当开关工作的工作系数为70%时,其击穿时延约为90 ns,抖动约为10 ns。     

温度感应式开关膜的接枝率对其开关特性的影响

利用等离子体诱导填孔接枝聚合法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)接枝聚合在聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜上制备了一系列具有较宽接枝率范围的温度感应式开关膜。系统地研究了接枝率对膜的温度感应开关特性的影响。结果表明，开关膜的接枝率对膜的过滤通量、温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数都有十分重要的影响，接枝率在小于等于2．81％时。温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数均随接枝率增加而增加；而对于接枝率大于等于6．38％的膜，膜开关系数和膜孔径感温变化倍数总是趋近于1。膜不具备温度感应开关特性，为了获得预期的开关性能。必须将膜的接枝率控制在适当的范围。     

六氟化硫开关SF6气体湿度超标的研究

六氟化硫开关中SF6气体的湿度高,直接影响到开关的安全可靠运行,影响到试验、检修人员的身体健康。严格控制新安装六氟化硫开关中SF6气体的湿度,查找其异常的原因,采取有效的措施,是保证六氟化硫开关安全可靠运行和相关人员身体健康的一个重要手段。     

不同气压和电极间距对开关绝缘恢复的影响

为缩短脉冲加速器多脉冲运行时脉冲间隔以及提高重频运行时重复频率,利用多脉冲调制器研究了气体开关的重复频率特性以及在相同电极间距、不同气压下(0.5、1、1.5、2MPa)氮气气体开关的绝缘恢复特性。实验表明,随着气体压强的增加,气体的绝缘恢复时间变长,击穿电压恢复>90%的间隔时间,从50ms增加到78ms;开关间距的改变对绝缘恢复时间影响有限,不同间距(7.3,27.4mm)下其击穿电压恢复>90%时间约为50ms。最后针对相关文献给出的结果,对压强、电极间距对绝缘恢复的影响进行了分析讨论。     

Mathematical model and calculation of water-cooling efficiency in a film-filled cooling tower

Different approaches to simulation of momentum, mass, and energy transfer in packed beds are considered. The mathematical model of heat and mass transfer in a wetted packed bed for turbulent gas flow and laminar wave counter flow of the fluid film in sprinkler units of a water-cooling tower is presented. The packed bed is represented as the set of equivalent channels with correction to twisting. The idea put forward by P. Kapitsa on representation of waves on the interphase film surface as elements of the surface roughness in interaction with the gas flow is used. The temperature and moisture content profiles are found from the solution of differential equations of heat and mass transfer written for the equivalent channel with the volume heat and mass source. The equations for calculation of the average coefficients of heat emission and mass exchange in regular and irregular beds with different contact elements, as well as the expression for calculation of the average turbulent exchange coefficient are presented. The given formulas determine these coefficients for the known hydraulic resistance of the packed bed element. The results of solution of the system of equations are presented, and the water temperature profiles are shown for different sprinkler units in industrial water-cooling towers. The comparison with experimental data on thermal efficiency of the cooling tower is made; this allows one to determine the temperature of the cooled water at the output. The technical solutions on increasing the cooling tower performance by equalization of the air velocity profile at the input and creation of an additional phase contact region using irregular elements “Inzhekhim” are considered.     

氢气纯度与氢冷发电机的安全运行

指出氢气的导热系数最大,为空气的7倍,在同一温度和流速下,放热系数为空气的1.4～1.5倍,作为冷却介质,能有效地将发电机产生的热量传导给冷却器,散发到发电机外,起到冷却发电机的作用。阐述了氢气与空气、氧气混合状态的存在是危险的,在生产氢气过程中一定要保持氢气纯度为99.5%及以上,发电机运行中一定要保持氢气纯度为96%以上,含氧量不超过2%。     

触发管型气体开关导通时延的分析及估算

触发管型三电极气体开关导通时延的分析估算对于开关工程设计具有重要意义。结合近年来国内外对触发管型气体开关放电物理机制的研究进展,利用电子崩–流注理论分析解释了触发管气体开关主间隙的击穿过程,由Raether击穿判据推导了以空气为绝缘介质的触发管型气体开关导通时延的数值计算模型,并制作了一个触发管型气体开关及其触发装置进行验证性实验。仿真和实验结果的比较表明:Raether判据可用于判定快、慢导通机制的发生;高欠压比和低欠压比下,计算模型能够正确地反映出触发管型气体开关的导通时延特性,而且符合理论研究中的慢触发和快触发机制特点;触发间隙的击穿在中等欠压比值下,对促进主间隙流注的形成有作用,导致实测导通时延减小。分析计算模型可作为触发管型气体开关设计的参考依据。     

单级赝火花开关耐受电压的研究

对影响单赝火花开关耐受电压的主要因素,如工作气体、气压、极间隙和孔径等进行了系统的研究。结果表明：氦气是较理想的工作气体,空气与氮气相近,氩气不适合作工作气体;耐受电压随电极孔径减小而增大,但因孔径太小,空心阴极的作用减弱,孔径不应小于２ｍｍ;耐受电压随间隙减小而增大,对每一间隙有一最大值,该最大值随极间隙减小而减小。     

脉冲气体开关用SF6混合气体放电特性的研究

脉冲功率技术在大功率激光、Z箍缩、高功率微波和材料合成等领域均有非常广泛的应用,气体开关是脉冲功率装置中关键元件之一.为了获得开关间隙中不同气体电介质时开关工作性能、开关寿命等的变化规律,笔者针对一种典型结构的场畸变气体开关,采用工程中常用的正负充压回路方式,通过改变SF6/N2、SF6/Ar混合比、气压和电极间距等实...     

方形冷却型分离器内壁面和两相流间的传热理论模型

对方形冷却型分离器内的传热做了实验测试,分析了实验结果,并进一步对其传热模型进行了理论研究,建立了一个计算分离器的内壁面的平均传热系统的理论模型。该模型由四部分组成：气相对流传热,颗粒非稳态导热传热,颗粒辐射传热和烟气三原子辐射传热。颗粒和壁面间的导热传热由2部分组成：颗粒一壁面的弹性碰撞接触过程的传热和被壁面捕集的颗粒下落过程和壁面的接触导热传热。模型计算的的平均传热系数可与实验数据吻合。但模型结果受壁面颗粒浓度和颗粒碰撞壁面的速度的影响较大,而目前这两个参数还不能与进口速度和浓度相关联。     

脉冲电弧侵蚀电极材料时的热分析

气体火花开关在大电流工作形下，会因为开关电极受到高能量，大电流电弧的烧蚀作用而影响其工作性能和寿命。本文根据电极电弧的烧蚀模型，通过热传导的计算，推导出了几个实用的公式，指出了选择耐烧蚀电极材料的原则和减少气体火花开关电极烧蚀的方法。     

两组分有机气体等温吸附模拟与传热传质分析

理论与实验研究了丙酮和甲苯气体在活性炭中的吸附性能与温度变化,根据吸附规律,建立了丙酮和甲苯的线性推动力模型(linear driving force,LDF)等温数学模型,并应用有限差分方法求解模型。讨论了传热与传质系数对吸附床层温度和流出浓度曲线的影响, 并与实验进行了对比分析。结果发现吸附相传质系数ki变小,轴向导热系数KL、内换热系数hi和轴向质扩散系数DLi变大时,丙酮和甲苯的吸附饱和时间延长,床层温度波动变小,有利于吸附净化丙酮和甲苯的混合气体;反之,结果相反,但有利于变压吸附分离甲苯和丙酮。同时通过模拟计算得到与实际情况相符的各组分传质传热参数：KL=0.003 19 W/(m×K)-1,hi=0.015 42 W/(m2×K)-1,丙酮DL1=0.056 92 m2/s,k1=0.060 5 s-1,甲苯DL2=0.655 6 m2/s, k2=0.007 56 s-1。