螺线式无针头静电纺丝过程中场强的分布与改善

为获得场强分布均匀且场强值较高的最佳螺线式无针头静电纺丝结构参数,采用COMSOL有限元模拟软件对无针头式静电纺丝过程中场强大小和分布规律进行仿真,研究螺线式无针头线圈的长度、螺距、半径以及金属丝的半径等参数对电场强度及其分布的影响.结果表明:对于螺线式无针静电纺丝,纺丝头的电场强度普遍呈两端高中间低的分布规律,存在所...     

金属套管对多针头静电纺丝过程中场强分布的影响

为了研究金属套管的结构参数对场强的影响,采用COMSOL有限元模拟软件对附加金属套管的多针头静电纺丝过程中的电场强度大小与分布进行了模拟与分析,并且提出了一种复合结构的纺针模型,对附加金属套管进行了拓展应用。结果发现:施加金属套管后,针尖最大电场强度呈现增加的趋势,当厚度为0.6 mm时,CV值可从原来的7.5%降低到3.2%;针头与金属套管间隙为0.02 mm时,场强最均匀,CV值仅为1.1%;套管高度与针长一致时场强最大。此外,采用复合结构的纺针时针尖电场强度提高了82.9%,而且针头内侧涂覆PTFE可以有效地防止针头堵塞的问题;复合结构的七针外围增加套筒,套管的场强CV值3.23%小于没有金属套管的8.13%,而且每一个针尖的场强均高于没有套筒的针头场强。     

电极参数对石墨化电炉热电场的影响

建立了连续式石墨化电炉电场、温度场的计算模型,利用数值计算方法对其石墨化过程进行了热电耦合计算,得到炉内电场、温度场的分布规律。结果表明,电炉的发热区域主要集中在两电极之间;电场强度、电流分布趋势相同,两者高值均分布在电极附近;高温区域主要分布在两电极间中下部,温度可达到2 400.0 ℃以上,但其高温区域分布大小、温度峰值与电极参数有直接关系;随着电极间距的缩小,高温区域扩大,温度峰值升高,且温度升高幅度随着电极间距的缩小而增加;随着电极直径的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,温度升高幅度随着电极直径的增加而增加;随着电极深入物料长度的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,但温度升高幅度随着电极深入物料长度的增加而降低。     

电铸圆锥体的阳极形状和辅助阴极的设计及优化

针对电铸复杂阴极的电铸层不均匀性问题,提出了一种阳极形状设计方法。并利用ANSYS有限元软件对电铸圆锥体阴极的阳极轮廓形状进行了优化设计,同时模拟分析了采用优化后的象形阳极时,辅助阴极参数对圆锥体阴极表面电场强度分布的影响。结果表明:采用该阳极形状设计及优化方法可以在一定程度上改善电铸层的均匀性,即阴极表面电场强度最大值与最小值的比值由4.97降低为4.33;采用优化的阳极和半径为20 mm的辅助阴极后,阴极表面电场强度的最大值与最小值的比值为由4.33急剧下降到1.65,电铸层的厚度均匀性得到明显改善,同时模拟结果与实际电铸试验结果相吻合。     

场畸变开关绝缘结构设计与电场数值模拟

针对重复频率、紧凑型Marx发生器设计一种小间隙场畸变三电极气体开关。最高工作电压60k V,开关主电极间隙5mm,以SF6气体作为绝缘介质。对三电极开关实际工作情况进行电场数值模拟,结果表明,主放电电极边缘椭圆倒角结构可有效增强电场均匀度,增加使用寿命。对开关绝缘支撑设计伞裙结构,仿真结果表明,绝缘支撑可增加主电极电场强度同时降低电极边缘电场强度,保证开关安全可靠稳定工作。     

降雨条件下球电极表面电晕放电特性的试验研究

降雨会改变电极表面的电晕放电特性,分别以直径10 cm、20 cm、30 cm及50 cm的均压球为研究对象,在试验室内人工模拟了大、中、小三种不同降雨强度,研究了球电极表面雨滴分布及对电晕放电的影响。研究表明:电晕放电会改变雨滴的形态及位置,使其更接近半球体,位置分布趋于均匀;雨水的存在会使球电极起晕电压明显降低,且表现出一定的极性效应,试验用四种球电极负极性比正极性起晕电压低0~20 k V左右;放电强度会随着球电极直径的增加而减弱,同时随着雨量的增加而增强;雨滴会造成球电极表面电晕放电强度出现间歇性变化;电压降低的过程中,电晕放电强烈程度明显弱于加压过程。电场仿真表明随着雨量增加,电极下表面雨滴径向距离会减小而轴向距离增加,雨滴附近局部场强畸变程度增加,起晕电压降低。     

变压器高压套管均压球区域电场分析及其结构优化

为研究变压器高压套管均压球圆弧半径和升高座直径对电场分布的影响以及对其结构进行优化,以一台220 kV变压器为例,利用Pro/E参数化建模技术和Ansoft有限元分析软件对变压器高压套管均压球区域电场进行了三维分析,得出了套管均压球圆弧半径及升高座直径对均压球表面电场强度最大值的影响规律,讨论了在满足绝缘要求的前提下对该处绝缘结构进行优化的问题.结果表明,在不改变均压球圆弧处最大场强的前提下,通过增加均压球圆弧半径,可以减小升高座直径,降低变压器制造成本.     

介电材料间歇微波热过程三维模拟研究

微波能作为清洁可再生能源,应用在介电材料热过程时与传统加热方式相比具有高效、均匀、快速等优势.文中建立了基于多物理场耦合的理论三维数学模型,描述了含水介电材料间歇微波热过程.随着间歇微波热处理的进行,介电材料内的平均电场模增加,电场强度分布均匀性变好;平均温度增加,温度分布均匀性先变差然后趋于稳定;平均含水率减小,含水率分布均匀性变差,但含水率变异系数极低,因此,介电材料内水分分布均匀.此外,随着环境相对湿度或压力的增加,介电材料内部平均电场模减小,电场强度分布均匀性变差;平均温度增加,温度分布均匀性变好;平均含水率增加,含水率分布均匀性变好.比较环境相对湿度和压力对模拟结果的影响可知,环境压力对介电材料内电场强度和含水率的影响更为显著.     

均衡多针头静电纺丝场强的有限元模拟

针对多针头静电纺丝存在射流相互干扰和场强不均匀的问题,通过改变针头长度、间距及加压方式等参数,利用有限元分析软件对静电纺丝中无法直接观测的高压静电场场强进行模拟,并观察多针头静电纺丝场强分布规律,提出可有效控制多针头静电纺丝场强均匀性的方法:纺针套塑料管、各纺针施加不等电压、纺针不等长.结果表明:塑料管可以使得电荷集聚,从而增加场强,利于节能;额外加压、不等针长能够均匀场强;不等针间距对均衡场强的效果不显著.     

110 kV线路雷击闪络限制器安装方式对玻璃绝缘子电场分布的影响

110 kV线路雷击闪络限制器有2种典型安装方式:下放电电极位置低于均压环和高于均压环,根据雷击闪络限制器的2种安装方式,建立110 kV同塔双回输电线路有限元计算模型,研究雷击闪络限制器的2种安装方式对玻璃绝缘子串和均压环电场分布的影响。结果表明,下放电电极低于均压环的安装方式降低了沿玻璃绝缘子串的电压及电场强度分布的均匀性,而下放电电极高于均压环的安装方式提高了沿玻璃绝缘子串的电压及电场强度分布的均匀性;雷击闪络限制器的2种安装方式均使均压环表面的电场强度有所减小。建议在玻璃绝缘子安装雷击闪络限制器时,使雷击闪络限制器下放电电极的位置高于均压环。     

以制冷剂R22为工质的地板辐射采暖模拟与优化

以空气源热泵为热源,直接用R22作为工质进行地板辐射采暖.在实验验证数值模拟可靠性的基础上,运用ANSYS软件分别对地板表面材料(瓷砖、木地板、毛毯),管间距(100-300 mm),填充层厚度(25-50 mm)影响地板表面温度均匀性和散热量进行模拟.结果表明:地面装饰层的材料对地板温度的均匀性和地板表面的散热量有着重要的影响;随着管间距的增大,地板表面温度和散热量分布更加不均匀;而填充层的厚度对地板表面的温度和散热量影响较小.     

冷轧辊毛化的两种表面形貌如何分类

冷轧辊的4种毛化技术（喷丸毛化技术、电火花毛化技术、激光毛化技术、电子束毛化技术）就其毛化的表面形貌特征而言，可分为两大类：无规则分布形貌和可设定分布形貌．喷丸毛化和电火花毛化属于无规则分布的粗糙形貌，激光毛化和电火花毛化属于可设定分布粗糙度形貌．可设定式分布毛化由于每个毛化点的参数（直径、间距、几何分布图形）可控制，比无规则分布毛化有更好的毛化均匀性，     

多针头静电纺丝过程中场强的改善

多针头静电纺丝技术被认为是提高纳米纤维产量的有效方法,但是实际生产中针头的场强分布出现严重"边缘效应(End effect)",场强控制存在困难。通过采用COMSOL Multiphysics多物理场有限元模拟软件对多针头静电纺丝过程中场强的分布及大小进行模拟研究,提出了加不等电压和不等针长的措施对多针头静电纺场强的大小及均匀度实施改进,探索最佳改进工艺,并通过有限元模拟对上述方案进行评价。旨在通过对场强大小及均匀性的控制来降低纺丝过程中存在的不稳定现象,均衡场强,从而提高纺丝效率,攻克制约多针头静电纺丝的规模化生产的瓶颈。     

三层复合PI薄膜厚度比对其电导特性影响

以微乳化-热液法制备硅/铝氧化物纳米分散液,并制备了一系列掺杂层与中间层厚度比不同的纳米掺杂三层复合聚酰亚胺(PI)薄膜.在相同环境条件下进行了薄膜的透射电镜(TEM)测试和电导电流测试.TEM测试结果可以直接观察到纳米粒子在有机基体中分散均匀,且可得到三层复合薄膜的复合结构,掺杂层和中间层的尺寸比例符合实验要求.复合薄膜的电导电流在同一电场强度下随着掺杂层厚度比例的增加逐渐增大,而电老化阈值随着掺杂层厚度比例增大向低场强方向移动.     

保温层厚度对低温地板辐射采暖性能的影响

建立考虑保温层厚度对地板辐射供暖性能影响的传热模型,将CFD模拟散热量和现行规范给出的散热量值进行对比,验证了模型的正确性。数值模拟在不同工况下保温层厚度对地面平均温度、有效散热量、热量损失以及地板表面温度均匀性的影响。模拟结果可知,增加保温层厚度有利于提高地板表面平均温度,增加有效散热量、降低热损失百分比、提高地板表面温度分布的均匀性;保温层厚度在25~40 mm范围内较为合理,以30 mm为最佳。 更多还原     

双层板渐进成形对成形件表面质量和壁厚均匀性的影响

为改善成形件的表面质量和壁厚均匀性,提出双层板渐进成形方法。以典型圆锥件为研究对象、5052铝合金板为目标板、304不锈钢板为辅助板,实验分析成形件的表面粗糙度和壁厚分布,探讨辅助板对成形件表面质量及壁厚均匀性的影响。结果表明:单层板和双层板渐进成形件表面质量差异明显,在目标板厚度≥0.6 mm的条件下,双层板渐进成形可获得表面质量更好的零件;辅助板厚度对成形件表面粗糙度也有影响,合适的辅助板厚度可改善成形件壁厚分布均匀性,增大最小厚度。     

真空玻璃支撑柱处玻璃的应力分析

目的 探索真空玻璃支撑柱处玻璃的应力分布,研究真空玻璃单位面积支撑柱的间距和支撑柱的半径对真空玻璃组成结构的影响.方法 采用有限元程序和数值分析的方法,通过热-应力顺序耦合分析方法,分别建立不同玻璃样本的三维模型,分析研究了真空玻璃、中空玻璃和单片玻璃的应力分布,在改变真空玻璃支撑柱的间距和半径的情况下真空玻璃支撑柱处玻璃的应力分布.结果 单片玻璃的最大主应力主要集中在玻璃边缘的拐角处,中空玻璃的最大主应力是呈不均匀的递减形式,真空玻璃的应力分布均匀;随着支撑柱间距的增加,最大主应力增大得十分明显;随着支撑柱半径的减小,支撑柱与玻璃板接触处的集中载荷将增大,使玻璃板受力不均匀,容易造成玻璃板的破损.结论 在选取真空玻璃支撑柱的材料和尺寸时,既要考虑到真空玻璃的保温隔热性又要满足真空玻璃的抗风压性,以利于真空玻璃的节能特性的充分发挥.     

矩形压缩谐振腔内基底对电场影响的仿真模拟

针对微波等离子体化学气相沉积金刚石过程中,矩形谐振腔中激发的等离子体稳定性和均匀性差的问题,提出通过用Ansoft软件对矩形压缩谐振腔进行模拟计算来优化设计谐振腔的方法．模拟中,假设除了微波输入端口以外,所有的边界都定义为理想电导体;微波能以平面波的形式,通过矩形波导被耦合到微波谐振腔内;再用高频结构仿真器联合求解满足模型条件的麦克斯韦方程组,得出谐振腔中的电场分布结果．分别模拟了基底深入谐振腔内高度为1．5、2、2．5、3、4mm和基底半径为11、13、15、17mm时,腔体内的电场分布．数值模拟结果表明,压缩谐振腔内的最大电场强度为817V／m左右,较压缩之前的电场强度增高了近一倍,且基底深入谐振腔高度为2mm,基底半径为13mm左右时,装置内电场强度较集中．     

宽板坯连铸二冷区喷嘴冷却特性研究

根据宽板坯连铸实际工况条件,测定不同冷却条件下喷嘴的冷却特性曲线,分析不同喷嘴布置与连铸实际需要条件的关系。结果表明,喷嘴水流密度峰值随着冷却水量的增加而变大,水流覆盖区域变宽;当喷嘴冷却水量过大时,水流密度分布均匀性不好;气体压力对喷嘴水流密度分布影响不大;双喷嘴喷淋水重叠区的叠加效应随着左边喷嘴冷却水量的递减呈明显的下降趋势,随两喷嘴间距的变大而逐渐减弱;喷嘴间距为450mm时,铸坯表面喷淋水流密度分布更为合理。     

高热稳定性多发射极功率SiGe HBT的研制

成功研制出具有非均匀发射极条间距结构的多发射极功率SiGe 异质结双极晶体管（HBT）,用以改善功率器件热稳定性。实验结果表明,在相同的工作条件下,与传统的均匀发射极条间距结构HBT相比,非均匀发射极条间距结构HBT的峰值结温降低了15.87K。对于同一个非均匀发射极条间距结构SiGe HBT,在不同偏置条件下均能显著改善有源区温度分布。随着偏置电流IC的增加,非均匀发射极条间距结构SiGe HBT改善峰值结温的能力更为明显。由于峰值结温的降低以及有源区温度分布非均匀性的改善,非均匀发射极条间距功率SiGe HBT可以工作在更高的偏置条件下,具有更高的功率处理能力。