基于尺度解析模拟的HC375液力变矩器的流场分析与特性预测

针对传统的一维束流研究方法无法描述大功率液力变矩器工作腔内复杂的时变瞬态湍流的流动状态,采用多物理场耦合方法构建了一种介质流动与传热的动态耦合数值模型,并给出了液力变矩器瞬态仿真设计方法.通过定性和定量分析液力变矩器内部的流动结构发现,动态混合模型(Dynamic hybrid RANS - LES, DHRL)中的SBES(Stress -blended eddy simulation)方法能够充分识别工作腔内边界层的流动状态,可实现对多流域耦合复杂流动现象的精准捕捉.通过台架实验表明,采用DES模型和     

双环控制CO2激光电源的研究设计

根据CO2激光器气体辉光放电的负阻特性，研究设计了一种新型零电流准谐振高压激励电源。该电源采用电压电流双环控制策略，复合式全波倍压整流输出，不仅降低了对高频变压器绝缘与工艺方面的要求，同时稳定性、效率也得到了提高。     

10 kV变频器在输油站离心泵电机控制的应用

为了验证异步电机变频调速在输油站应用的实际应用效果,进行了变频调速泵(离心泵)的工作特性分析、运动流体的能量分析和电机功率因数的分析。然后,对某输油站串联安装且同时运行的变频离心泵和非变频(工频)离心泵近一年的运行数据进行分析验证。理论分析和数据统计分析的结果一致。结果表明异步电动机变频调速(降频)运行后,节能效果显著,且输油管道压力调节范围更大,提高了电机的功率因数。     

模块化多电平变换器全桥型子模块优化均压控制方法

模块化多电平变换器(MMC)子模块(SM)的数量与直流侧电压成正比,当SM增加时,会导致MMC的开关损耗急剧增加,因此降低功率器件的开关频率一直是MMC的重要研究方向之一。采用最近电平逼近调制(NLM)方式,提出一种基于全桥型SM的改进均压排序法,旨在降低MMC中功率器件IGBT的开关频率,该方法实现相对简单,无需额外的控制器,且易于扩展。最后,通过在MATLAB/Simulink平台搭建了19个全桥SM的仿真模型,验证了该方法的有效性。验证了所提全桥型SM优化均压策略,可以有效避免IGBT不必要的反复投切,降低IGBT的开关损耗,同时对外部输出特性不会产生负面影响。     

PIPD/Cu2 纳米纤维气凝胶的制备及性能

以聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑)(PIPD)为基体、三氟乙酸(TFA)和甲烷磺酸(MSA)为混酸,通过混酸剥离-去质子化诱导凝胶-冷冻干燥-惰性气氛高温处理制备出PIPD纳米纤维气凝胶.对PIPD纳米纤维气凝胶的形貌和结构进行表征,结果表明,混酸法制备PIPD纳米纤维气凝胶过程中,强质子酸破环了PIPD纤维的晶区和取向,PIPD主体的化学结构未发生明显变化.制得的PIPD纳米纤维气凝胶具有蜂窝孔结构、低密度(6.90～15.2 mg/cm3)和高孔隙率(99.1％～99.6％).当PIPD含量(以MSA和TFA总质量为基准,下同)不高于1％时,PIPD纳米纤维气凝胶无明显收缩.惰性氛围高温处理使PIPD纳米纤维气凝胶具有弹性.水平垂直燃烧、极限氧指数(LOI)、导热系数测试表明,PIPD含量为0.5％的纳米纤维气凝胶达到不可燃水平(UL-94,V-0级),LOI高达49.2％,100℃下低热传导性〔导热系数为0.052 W/(m·K)〕.此外,引入Cu2+配位交联网络提高PIPD纳米纤维气凝胶的压缩应力,增强后气凝胶的压缩应力是初始PIPD纳米纤维气凝胶的约16倍.     

采用VSG策略的MMC阻抗建模及并网稳定性分析

随着分布式能源并网的增多,局部电网逐渐呈现出弱电网特性,虚拟同步发电机（VSG）控制由于可以模拟同步发电机的特性,能够为弱电网提供惯性和阻尼支撑。本文采用谐波线性化方法对采用VSG控制策略的模块化多电平换流器(MMC)进行阻抗建模。所得到的阻抗模型在低频段主要呈容性,在高频段主要呈感性,在复杂电力系统中,可能会与电网阻抗存在谐振点。分析了VSG主要控制参数对MMC阻抗的影响,发现有功-频率下垂系数、阻尼系数和虚拟转动惯量主要影响50Hz附近的阻抗。根据阻抗稳定性判据对MMC并网系统进行稳定性分析,发现并网系统在高频段有振荡的风险。     

具有直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑推演与对比

直流故障具有影响范围广、故障电流大的特征,已成为制约直流系统发展的重要因素之一。模块化多电平换流器可通过配置双极性子模块实现直流故障穿越,但相比于基于半桥子模块的拓扑,其建造成本与运行损耗均大幅增加。为寻求兼顾硬件成本、运行效率与直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑,首先通过拓扑抽象定义与模块配置约束,遍历并推导出4大类共13种模块化多电平换流拓扑;进而优选出T型桥臂交替多电平换流器,并提出桥臂移相导通调制,实现其高效功率变换与直流故障穿越的兼顾;最后,计及硬件成本、运行损耗、可靠性与可实现性等维度,对各类具有直流故障穿越能力的拓扑进行了系统性对比,为具有故障穿越能力需求的交直流变换场景提供模块化多电平换流拓扑的选择依据。     

变频器干扰产生的原因及防范措施

介绍了电动设备中使用的变频器产生干扰的原因、传播途径，及相应的抗干扰措施，提出了在变频器系统设计和安装过程中应注意的问题。     

残留CO2对石灰在转炉初渣中溶解的影响

 在转炉炼钢过程中,石灰快速溶解对转炉高效脱磷具有十分重要的意义,石灰溶解过程中熔渣/石灰界面处形成的2CaO·SiO₂产物层被认为是阻碍石灰溶解的关键因素。制备了具有两种不同CO₂含量的部分煅烧石灰石,采用浸泡法研究了部分煅烧石灰石在转炉初渣中的溶解行为,并与纯石灰、石灰石的溶解行为进行比较。结果表明,石灰石溶解时在液态熔渣中CaO的传质系数为石灰的2.1倍,残留CO₂质量分数为10%的部分煅烧石灰石的传质系数高达石灰石的6.7倍。在CO₂质量分数为0～43.5%时,石灰的溶解速率先增大后减小。石灰溶解过程中形成的2CaO·SiO₂层严重阻碍了FeO_x的扩散,从而减缓了石灰的溶解。与石灰不同,石灰石分解产生的CO₂能够破坏2CaO·SiO₂层并破坏自身结构,有利于熔渣的渗透,这也适用于残留CO₂的部分煅烧石灰石。制备纯石灰的过程中为了确保石灰芯部完全煅烧,因此极易导致石灰外表面发生过烧,而制备部分煅烧石灰石能在一定程度上解决表面过烧的问题。此外,与石灰石相比,部分煅烧石灰石由于表面是石灰外壳,溶解初期其表面附近的炉渣温降相对更低,能够避免溶解初期出现停滞阶段。在转炉富余热量有限的情况下,部分煅烧石灰石的石灰替换比高于石灰石,这取决于部分煅烧石灰石中的CO₂残留量。     

转炉炼钢出钢过程的数值模拟

不同直径的出钢口决定转炉出钢流场的分布,从而影响出钢过程的钢水温降,而钢水温降直接影响转炉出钢温度以及炼钢生产节奏。为掌握出钢过程中的温降规律以及设计合理的出钢口参数,利用Ansys软件包建立三维转炉及钢包模型,借助数值模拟方法,研究得到200 t转炉在不同尺寸出钢口下的出钢流场数据,进而针对出钢过程中的钢水注流,研究出钢口尺寸及钢包内壁温度对注流温降的影响规律。研究发现,钢水注流的温降与注流比表面积成正比;另外在出钢早期,内壁温度每提升100 K,注流温降平均减小0.4~0.7 K。后续将继续开展出钢过程中钢包及合金辅料对钢水温降影响规律的研究,以期为转炉出钢工艺提供数据支撑。