DCPJ—CVD等离子体炬通道中的电弧行为

运用电磁学和热流体学的方法研究了直流大阳极喷嘴长电弧通道等离子体炬中电弧的行为，并通过实验证明了温度梯度与电场梯度作用于流体时所产生的特殊现象，结果表明：电弧弧柱的高温效应剧烈排斥冷气流的混入，使ＣＶＤ过程受到抑制，新产生的胶体粒子在热泳现象作用下逐渐沉积于通道内壁上，改变不同气体的进气位置以及减小温度与电场梯度并增设径向旋转磁场，可有铲地解决上述问题。     

重力场下细微循环通道内热驱动换热的数值模拟

采用数值模拟方法,比较了重力场下4种细微循环通道内的热驱动换热现象.4种通道都是一端加热,一端冷却,利用彻体力场下流体的热驱动来实现换热.研究表明,4种循环通道具有相同的热驱动换热规律,并且随着循环通道的增加,热驱动换热能力逐渐增强.因此,将微小循环通道换热运用于涡轮叶片的冷却时可以考虑采用多循环通道,利用流体的自适应性来增强换热.     

电弧运动通道对低压限流断路器开断过程重击穿现象的影响

以双断口断路器模型为研究对象，分别从气流场数值分析和试验角度探讨了不同电弧运动通道结构的影响，提出了一种有利于抑制断路器开断过程电弧重击穿现象的收缩型电弧通道。     

栅片灭弧室电场的计算及其对灭弧性能的影响

用有限元法计算了小容量接触器灭弧室内部三维电场的分布，分析了不同的栅片放置方式对电场分布的影响，并通过试验研究了电场对电弧重燃的影响程度．分析和试验表明：将灭弧栅片竖直放置，触头灭弧区域电场分布最均匀；在弧后恢复电压电场作用下，电弧重燃率最低，燃弧时间最短     

栅片灭弧室电的计算及其对灭弧性能的影响

用有限元法计算了小容量接触器灭弧室内部三维电场的分布，分析了不同的栅片放置方式对电场分布的影响，并通过试验研究了电场对电弧重燃的影响程度，分析和试验表明：将灭弧栅竖直放置触头灭弧区域电场分布最均匀；在弧后恢复电压电场作用下，电弧重燃率最低，燃弧时间最短。     

基于Fluent的水电解槽电场数值模拟

为探究电解水制氢电解槽内部各组分对电解效率的影响,得到电解槽的内部电场分布,对水电解的电化学理论进行了研究,利用Fluent软件建立了作为堆栈水电解槽的单槽全尺寸、流体通道模型,对建立的模型仿真模拟,得到其电压密度、电流密度分布云图,并对结果进行分析.分析发现:氢气首先产生于阴极催化层,主要集中于扩散层,再逐渐扩散至流体通道,经流体通道传输至水电解槽外部.同一流通平面上氢气质量分数与该处电流密度成正比,其中阴极电极与扩散层接触区域附近电流密度最大,且该处区域氢气质量分数达到最大值.该研究为提高水电解制氢效率、进行电解槽的结构设计提供参考.     

喷涂于运动固壁上的模口流变流动

模口膨胀是聚合物加工中的重要现象, 通常用流变效应来解释. 射流自由面上温度分布不均匀, 必然会产生表面张力梯度驱动的热毛细对流. 采用二维非定常有限元方法, 数值模拟喷涂于运动固壁上的流变流体的模口膨胀问题. 计算中考虑了流变效应和热毛细效应的耦合作用. 结果表明, 流变效应和热毛细效应两者均使射流截面增大, 非Newton流体的流变效应是模口膨胀的主要原因.     

通道自然对流热阻力的数值研究

从热过程对流动过程影响的角度出发 ,运用通道自然对流的基本控制方程 ,用数值方法研究了流体流动的热阻力现象。结论表明 :对于窄通道自然对流 ,由于热阻力的存在 ,考虑物性变化对流动特性的影响是十分关键的。     

降雨环境下弓网电场噪声时域特性分析

为研究降雨环境对弓网电弧辐射电场噪声特性的影响,利用弓网电弧电磁噪声实验系统,在电波暗室中开展降雨环境下的弓网电弧电场噪声实验.统计分析降雨环境下弓网电弧电场噪声的时域特性,获得了弓网电弧电场噪声时域波形的峰值、上升时间、振荡周期及持续时间等特性参数随降雨量、接触压力及滑动速度的变化规律,研究降雨环境下的弓网电弧电气特性及其与电场噪声特性规律之间的关系.结果表明:弓网电弧电场噪声强度随降雨量的增加而增强,在降雨环境下电场噪声强度随滑动速度的增加而减弱;与正常环境相比,降雨环境下的电场噪声波形的幅值更大、衰减更快.降雨会使电弧的燃弧时间缩短,零休时间增加,进而导致燃弧尖峰增大.     

电磁流体流动实验与仪器装置设计

阐述以电磁流体和电磁流体力学理论为基础,应用硫酸铜溶液或氯化钠溶液作为可以产生电磁流体流动现象的一种液体,用金属铜板作为可产生匀强电场的极板,用密绕的螺线管可产生匀强磁场的方法,设计出电磁流体在电磁场中的流动实验方法及简单的实验仪器装置。采用同时交换电场和磁场方向的方法防止电极板电解,并测得液体流动的速度。     

GTA电弧温度场流场数值计算

针对自由燃烧的电弧建立了二维稳态的轴对称模型,研究了电弧的传热和流体流动,计算了电弧温度场和速度场的分布等重要的物理数据.有助于理解焊接电弧的物理特性和指导实际应用.方程的求解采用的是以SAMPLE算法为基础编写的通用热流计算软件PHOENICS.计算的条件为电弧电流200A,弧长10mm,氩气作保护气体.计算得到的电弧温度场与文献测量结果吻合良好.压力场、流体速度和电势的计算结果与文献计算结果相一致.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的温度场

为获得等离子电弧加热工艺参数和薄板几何尺寸对薄板温度场分布的影响规律,应用有限元方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的三维瞬态温度场进行了数值模拟,分析了等离子电弧功率、扫描速度、薄板厚度以及冷却条件等对等离子电弧成形温度场的影响特性.结果表明:1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板的弯曲角度随着等离子电弧功率的增加而增加,最佳扫描速度下薄板厚度方向温度梯度达到最大.改变温度梯度可以达到控制变形的目的.     

中低压母线电弧光保护研究与应用

电弧光保护采用中低压母线故障产生的电弧光和过电流作为判据,其原理简单、动作可靠迅速、且具有故障点定位功能,该保护已应用于220kV马庄变电站10kV母线,能够避免或减轻母线故障对开关柜及变压器的损坏,为中低压系统设备的安全运行提供了可靠的保障。     

电化学导流驱油提高低渗透油藏采收率机理研究

通过大量室内试验 ,详细分析研究了外加直流电场作用下对油水两相渗流规律及储层岩石性质的影响 .研究结果表明 :在外加电场作用下 ,使水驱油采收率、油相相对渗透率提高 ,水相相对渗透率、含水率减小 ;同时外加直流电场可以改变储层岩石的孔隙结构和粘土矿物的结构、性质 ,并使储层岩石润湿性向亲水方向转化 ;影响这些变化的主要因素包括电位梯度、驱替流体矿化度、电场作用时期等 .研究认为外加直流电场对提高低渗油田注水开发效果具有重要意义     

液黏传动摩擦副流场特性分析

为了分析液黏传动在纯油膜剪切阶段下摩擦副间隙内流体传热特性对流场特性的影响,以一对双圆弧油槽摩擦副间隙内流场为研究对象,建立绝热边界条件下流场特性的简化数学模型,对工作液黏温特性进行实验测定。通过考虑油液的黏温特性,利用ANSYS CFX软件对流场进行数值模拟,获得不同工况条件下流场的流速特性、温度特性以及压力特性。研究表明:流体流速沿径向总体整体呈递增趋势,流体流线轨迹整体成抛物线。流场温度在沿径向方向整体呈递增趋势,流场的温升幅度随转速差增大而增大,随入口流量增大而降低。流场压力沿径向近似线性递减,流场压差随流场入口流量增大而增大,而摩擦副转速差对流场压差影响较小。     

恒定电压下水射流相变及其动力学特性

为了解释水射流等离子体电弧发生的前驱现象,利用FLUENT/MHD软件,在直流电压1.0和1.1 kV下,对同轴圆锥态水射流相变反应器中的水--水蒸气相变过程及其动力学特性加以仿真,揭示了气流通道形成过程中,温度、密度、压力、速度等动力学参数及相互之间的影响.结果表明:水射流气体通道形成之初,内部流速整体趋势随时间增大;温度随时间升高,沿轴线方向温度降低.气流通道形成后,热量向反应器内扩散,通道增宽同时温度下降;通道形成之前,静压强有一段突然增高的现象.     

板翅式回热器试验与数值模拟研究

选取圆弧截面平直翅片板翅式回热器芯部中间冷热流体各两层作为控制单元体,引进对称面和内部耦合方法建立数学模型,应用Fluent软件对单元体进行三维数值模拟,得出了芯体内部的温度场、流场和压力场.对回热器芯体内部的换热和流动情况进行分析,得出了换热性能准则关系式和阻力性能准则关系式.通过对回热器运用稳态等流量进行传热性能和阻力性能试验,得出了相应的换热和阻力准则关系式,并将数值模拟结果与试验所得结果进行了对比分析.     

电弧炉主电路硬件仿真试验系统设计

该系统的设计目的是提供一个在现场试验前检验针对电弧炉电极调节系统所提出的控制算法的一个试验平台.该系统以单片机为核心,由检测的电流波形相位和控制信号大小产生模拟信号,模拟信号经功率放大设备放大后接入仿真变压器.试验结果表明,仿真电弧电压幅值可调,对外呈现纯阻性,与实际电弧典型波形相一致.试验系统与实际系统有相同的平均功率因数.仿真电弧的电流与控制信号符合实际系统的对应关系.在模拟电弧炉电弧电气特性上探索出了一种可行的、简单的方法,能够模拟出和实际电弧炉主电路相一致的外特性,能够满足电弧炉电弧控制试验的需要.     

双重介质油藏数值模拟并行算法研究

裂缝型碳酸盐岩油藏非均质性极强,数值模拟运算时间长,迫切需要一种切实可行的解决方法。介绍了区域分解法在数值模拟中的应用方法,提供了油藏数值模拟串行算法并行化的一般策略与方法。基于已开发的双重介质油藏数值模拟串行算法及建立的Windows平台PC集群网络并行计算环境,利用消息传递界面（MPI库）实现了并行过程中所有消息的传递功能。通过对国内某实际碳酸盐岩油田的模拟表明,并行后的算法是成功的,2个PC加速比高达1.86,4个PC达到3.46,8个PC达到6.89。通过模拟还发现,并行数值模拟时,存在最佳的子区域规模和数目。该算法解决了大规模碳酸盐岩油藏数值模拟时间长的问题,具有实际的应用价值。