有约束边界的微波等离子体喷流电子数密度分布规律实验研究

对等离子体进行电子数密度诊断是开展等离子体飞行器隐身研究的基础。利用发射探针诊断真空中有约束边界微波等离子体喷流中的电子数密度。诊断实验表明:在有约束边界条件下,当真空环境压强为2~6 Pa、微波等离子体发生器(MPT)以60 W以下的微波功率击穿流量范围是21~105 mg/s的氩气时,所产生的喷流中电子数密度分布在1015~8×1016m-3范围内。     

开放式等离子体微波反应腔的研究

利用开放式谐振腔理论,结合实际应用的需要,对微波等离子体系统中开放式微波反应腔进行了研究,计算和分析了等离子体密度和等离子体碰撞频率对腔中微波场幅值、相位和反射系数的影响。数值计算结果表明,在一定的等离子体密度下,随着等离子体碰撞频率的提高,等离子体对微波场的吸收增大,此种开放式的结构可有效地在腔中形成有利于微波等离子体产生的驻波场。     

微波ECR氧等离子体参数测量

利用双探针对微波ECR氧离子体参数进行了诊断研究,测量了等离子体的双探针伏安曲线并计算出电子温度和离子密度,分析了气压、微波功率、氧气流量等参数对等离子体参数的影响．结果表明：a．随着气压的升高,等离子体密度先增大后减小,电子温度逐渐减小．b．等离子密度随微波功率的增加先增加后达到饱和,电子温度受微波功率影响很小．c．随着氧气流量的增加,等离子体密度和电子温度都减小．     

微波ECR氧等离子体参数测量

利用双探针对微波ECR氧离子体参数进行了诊断研究,测量了等离子体的双探针伏安曲线并计算出电子温度和离子密度,分析了气压、微波功率、氧气流量等参数对等离子体参数的影响.结果表明:a.随着气压的升高,等离子体密度先增大后减小,电子温度逐渐减小.b.等离子密度随微波功率的增加先增加后达到饱和,电子温度受微波功率影响很小.c.随着氧气流量的增加,等离子体密度和电子温度都减小.     

均匀壁面热流下太阳能腔式吸热器的自然对流数值模拟

在考虑变物性以及腔体固壁与流体间流固耦合的基础上,采用定热流的热边界条件和RNG k-ε紊流模型,对相同热流密度不同倾角以及相同倾角不同热流密度下的圆柱形腔式吸热器的腔体内的自然对流特性进行了三维数值模拟。结果表明:随着腔体壁面上的热流密度增加,内壁面上平均温度将升高,平均努塞尔特数增加;随着吸热器倾角的增大,平均努塞尔特数减小;随着离采光口距离的增大,腔体壁面温度近似呈线性规律升高,同一截面不同位置处的壁面温差减小,但减小的幅度不大。     

二次水滴穿腔对蒸汽湿度测量的影响分析

汽轮机排汽中含有较大的二次水滴,且在空间和时间上的分布具有不均匀性。计算了不同水滴尺寸、不同水滴位置时,谐振腔的谐振频率和品质因数的变化,进而分析了对湿度测量的影响。结果表明:当谐振腔尺寸一定时,谐振腔的谐振频率和品质因数与腔内水滴的尺寸和位置有关;对于长度为40 mm,半径为30mm的圆柱形谐振腔,当水滴位于xoy平面半径为13.0 mm的圆环上时,水滴尺寸越大,谐振频率降低越多,对测量蒸汽湿度的影响也越大。     

微波加热均匀性改善及微波闪蒸多模腔体优化研究

针对有色金属废水处理难题,蒸发处理含重金属离子的废水,改善微波加热均匀性和微波闪蒸效率.根据微波谐振腔的腔壁微扰理论,结合准光学腔的稳定性条件,对圆柱形的微波闪蒸装置的结构进行更改,设计了一种新型的准光学微波闪蒸多模腔体.通过分析给出了微扰程度对反应腔体内场分布的影响,在微扰限度内,通过优化改善腔体内的谐振模式数分布,改善微波加热的均匀性,获得最优化的腔体尺寸,并利用基于有限元算法的三维电磁仿真软件HFSS,对微扰前后闪蒸腔体内的场分布进行数值模拟.模拟结果表明基于理论设计的新型准光学微波闪蒸多模腔体内场分布更均匀,场强更强,热点现象明显减弱,可以有效避免蒸发加热过程中的过冷或过热现象.     

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．     

大耦合孔对速调管谐振腔参数的影响

论述大耦合孔对相对论速调管谐振腔的电场分布和特性参数(包括谐振频率、品质因数、特性阻抗、耦合系数等)影响的简要的理论分析与实验研究,以及相应参数的测试方法,并提出了新的耦合孔结构,解决了大耦合孔对谐振腔谐振频率、耦合系数、径向、圆周方向的电场分布的不良影响,其结果对高功率微波器的设计有重要的参考价值。     

螺旋谐振腔中线圈的接地

螺旋谐振腔在30～1000MHz频率范围内,是一个良好的高Q值谐振器件。但在实际无线技术中采用螺旋谐振器还不很普遍,其主要原因在于它的体积较大,与元件小型化不相适应。近几年来国内外不少单位在研究高Q小体积螺旋谐振腔方面做了不少工作。国外做出了谐频300MHz,11×11mm~2的螺旋方腔,Q值在300左右。国内做出了谐频300MHz,13×13mm~2～10×10mm~2的螺旋方腔。在我们的工作中,试制出谐频150MHz,13×13mm~2的方腔,实测Q=450。可以看出,这样高的Q值,是集中元件电感、电容谐振回路或微带器件所无法达到的。     

Analysis and Numerical Modeling of a 20W Microwave Electrothermal Thruster

The microwave electrothermal thruster (MET) is an electric propulsion device that uses an electromagnetic resonant cavity within which free-floating plasma is ignited and sustained in a propellant gas.The thrust is generated when the heated propellant gas is exhausted out of a gas-dynamic nozzle.For an empty cavity without any perturbing regions—e.g.,dielectric regions or antenna regions—it is fairly straightforward to accurately calculate the cavity's resonant frequency and describe the electric field inte...     

MPT-AES法测定核桃油中铜和铁

用微波等离子炬(MPT)作激发光源, 氩气为载气, 用气动雾化进样, 研究了微波等离子体炬原子发射光谱法(MPT - AES)测定核桃油中铜和铁元素。考察并优化了微波功率、工作气流量、载气流量、氧屏蔽气流量、酸效应、共存离子等实验参数。测定铜和铁的检出线分别为5. 3 , 22. 1 ng / mL 。RSD均小于3. 2 %, 线性范围分别为0. 05～ 100 , 0. 1 ～ 100μg /m L, 加标回收率均在96. 4 %～ 102. 2 %。     

微波消解-MPT-AES法测钝镍剂中的锑

用微波等离子体炬原子发射光谱法(MPT-AES)测定钝镍剂中金属锑的含量。考察了微波功率、载气流量、工作气流量、氧屏蔽气压力、酸效应、共存离子等实验参数对测定的影响,得出了测定钝镍剂中金属锑的最佳工作条件,测得锑的检出限为1.9μg/L,线性范围在0.01～100mg/L,回收率在99.2%～100.3%,精密度(RSD)为2.10%。     

气动雾化进样-MPT-AES法测定石油焦中的硅

用微波等离子体炬 (MPT)为激发光源 ,氩气为等离子体工作气体 ,用气动雾化进样 ,研究了微波等离子体炬原子发射光谱法 (MPT -AES)测定石油焦中硅的方法。详细考察了载气流量、工作气流量、氧屏蔽气流量、微波功率等实验参数对测定硅的影响 ,同时考察了共存元素对硅测定的影响。结果表明 :硅的检出限为 0 .0 40 μg/mL ,线性范围为 0 .2～ 6 μg/mL ,回收率在 95 .7%～ 10 3.8%之间 ,相对标准偏差 (n =6 ) <2 .9%。操作方法简便 ,自动化程度高 ,运转费用低 ,准确快速 ,是一种测定石油焦中硅的行之有效的分析方法     

微波消解-MPT—AES法测钝镍剂中的锑

用微波等离子体炬原子发射光谱法（MPT—AES）测定钝镍剂中金属锑的含量。考察了微波功率、载气流量、工作气流量、氧屏蔽气压力、酸效应、共存离子等实验参数对测定的影响,得出了测定钝镍剂中金属锑的最佳工作条件,测得锑的检出限为1．9μg／L,线性范围在0．01-100mg／L,回收率在99．2%-100.3%,精密度（RSD）为2．10％。     

双喉道射流推力矢量喷管的数值模拟研究

文章利用数值模拟手段,对双喉道射流推力矢量喷管展开研究,探讨了双喉道喷管产生推力矢量的原理,通过与实验的比较,验证了采用数值算法进行射流推力矢量研究的可行性,并在多个主喷流压比NPR=2、4、7下,系统考察了次流注入角度、空腔收敛角、上游喉道高度等喷管设计参数对其性能的影响,利用这些设计变量的参数化研究得出的规律,确定了一个相对较优的双喉道喷管参数组合方案:l=2.6h_(dt),h_(ut)=0.96h_(dt),θ_1=10°,θ_2=40°,φ=130°,在NPR=4,3%次流注入量时,该方案喷管产生的推力矢量偏角是14.65°,矢量效率是98.85%.     

Numerical Simulation of Basic Parameters in Plasma Spray

On the basis of energy balance in the plasma gas, a new, simplified but effective mathematical model is developed to predict the temperature, velocity and ionization degrees of different species at the torch exit, which can be directly calculated just by inputting the general spraying parameters, such as current, voltage, flow rates of gases, etc. Based on this method, the effects of plasma current and the flow rate of Ar on the basic parameters at the torch exit are discussed. The results show that the temperature, velocity and ionization degrees of gas species will increase with increasing the plasma current; while increasing Ar flow rate can increase the velocity at the exit but decrease the temperature and ionization degrees of plasma species. The method would be helpful to predict the temperature and velocity fields in a plasma jet in future, and direct the practical plasma spray operations.     

双药室喷管气流反推减后坐机理

为解决发射高初速榴弹的榴弹机枪系统后坐力大的问题,提出了一种双药室拉瓦尔喷管气流反推减后坐技术.设计了适用于高速榴弹机枪系统的双药室拉瓦尔喷管减后坐装置,利用一维非定常流理论推导了双药室喷管低后坐武器的内弹道阶段和后效期阶段的气体动力学方程;将试验测得的压力峰值、弹丸初速及后坐力与仿真数值进行对比,验证建立的双药室喷管气流反推减后坐计算模型的正确合理性;计算双药室喷管低后坐武器后药室、前药室、导气室及喷管气室的压力,并分析压力参数随时间变化规律;对比分析双药室喷管武器与普通武器的膛压曲线、弹丸速度曲线,重点分析双药室喷管内气流压力、温度、密度和速度随时间变化曲线及在喷管内分布状况;探讨了后药室装药量、喷管导气孔直径及喷管内经对武器喷管反推力、喷管减后坐效率、弹丸初速等武器发射性能的影响.研究结果表明,在保持弹丸初速不变的情况下,合理匹配双药室减后坐结构参数,采用双药室喷管气流减后坐技术可实现武器低后坐发射的目的.     

MPT-AES测定矿泉水中的Ca、Mg和Na

用微波等离子体炬 (MPT)为激发光源 ,氩气为等离子体工作气体 ,用气动雾化进样 ,采用标准加入法研究了微波等离子体炬原子发射光谱法 (MPT -AES)测定矿泉水中Ca、Mg和Na的方法。详细考察了溶液中盐酸浓度、微波前向功率、载气流量、工作气流量、氧屏蔽气流量等实验参数对测定的影响 ,同时考察了易电离元素 (EIE)钾和钠对钙和镁发射强度的影响。结果表明 ,MPT -AES测定矿泉水中的Ca、Mg和Na操作简便 ,自动化程度高 ,运转费用低 ,准确快速 ,是一种矿泉水质量检测行之有效的分析方法