平衡态与非平衡态电弧等离子体微观特性计算研究综述

以SF_6、CO_2、C_3F_8、C_5F_(10)O等气体为主要介质,介绍了近三十年来国内外对平衡态与非平衡态电弧等离子体微观特性计算的研究进展。平衡态等离子体的微观特性研究,以粒子组分、统计热力学参数、输运系数以及混合扩散系数等物性参数计算为主。而非平衡态等离子体的微观特性研究是在量子化学计算理论的支持下,以化学反应和化学反应速率研究为基础,通过建立双温化学动力学模型来描述粒子浓度的时间演化规律。     

阴极边界条件对双射流电弧等离子体特性影响的二维数值模拟

在电弧等离子体的数值模拟研究中,阴极表面的温度及电流密度等参数的分布会直接影响到电弧弧柱区的等离子体特性。为了研究不同边界条件对电弧弧柱区等离子体特性的影响规律,采用双温度流体模型,通过给定阴极鞘层外缘不同的电流密度、电子及重粒子温度分布,对双射流直流电弧等离子体弧柱区的特性进行了二维数值模拟研究,并通过与实验测量结果的比较,讨论了不同边界条件的合理性。研究结果表明,在电弧弧电流及发生器几何参数不变的情况下,阴极鞘层外缘重粒子温度边界条件对计算得到的电弧弧柱区等离子体特性的影响可以忽略不计,电流密度对弧柱区等离子体流动特性有显著影响,而电子温度边界条件则对弧柱区电弧形貌及传热与流动特性均有显著的影响。     

环境因素影响下气体绝缘输电线路温升过程数值模拟

为了全面了解气体绝缘输电线路(Gas-insulated Transmission Lines,GILs)的温升特性,基于计算流体力学原理,建立了GIL流体场以及温度场耦合有限元分析模型,给出了求解域内相应的假设条件与边界条件,利用该模型分别分析了变化环境温度、风速以及日照等环境因素作用下GIL的温升变化过程,在分析过程中迭代计算等效表面对流换热系数或热流密度边界.将温升过程的计算结果与实测结果进行对比分析,结果表明不同运行环境下GIL的温升特性存在一定差异,结论对于了解复杂运行条件下GIL的温升变化特点提供了方法和依据.     

不同改性聚丙烯电缆绝缘料的结构与性能对比分析

聚丙烯(PP)是一种环保型电缆绝缘料,具有较为良好的绝缘性能,且作为热塑性材料具有可回收等优点。但PP的韧性差,在低温下容易发生脆断,因此需要对其进行增韧改性。文中在PP中分别添加10%质量分数的乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)弹性体制备共混改性试样,以PP为基体与乙烯(PE)在反应釜内合成共聚改性试样,并测试改性前后PP的结构、理化性能、机械性能和电气性能,发现改性后PP韧性、拉伸强度和断裂伸长率均提高,但熔融温度下降,介质损耗增加。对比2种改性PP可得,共聚改性PP起始熔融温度更高,在20～80℃下的交流击穿场强更高;共混改性PP的机械性能更优异,高温下的介质损耗更低。综合考虑,共聚改性方式可能更适用于对PP的增韧改性。     

一种新型YASA电机冷却系统的优化设计

围绕着提高电机的功率密度,提出了一种新型直接冷却式轴向磁通分块铁心无磁轭(YASA)电机,根据传热学及流体力学理论对其热和流体耦合场进行了分析,并对该电机的冷却系统进行了优化设计.建立了传统背部冷却式YASA电机与直接冷却式YASA电机的三维CFD模型,并通过采用有限元法(FEM)求解了两种电机的稳态三维温度场与冷却系...