介质有缺陷的平行板电容器

针对平行板电容器介质中存在圆柱形气泡缺陷的情形,给出其两极板间的电势分布.通过极板间的场强分布的分析和极板带电量的计算,研究介质中的缺陷对平行板电容器性能的影响.     

电子枪加速极对空间电场影响的解析研究

 
推导了电子枪中各电极之间的类平行板电容公式,根据电场叠加原理和点电荷场强公式推导了加入加速极前后电子枪的电场分布解析式,并针对轴上关键区域的电场用Matlab进行了仿真分析,结果显示对于阴极半径0.5mm,阳极内半径5mm、外半径30mm,两极间距110mm的结构,在无加速极时只会在阴极表面1.9mm范围内产生大于1V/mm的强电场,其他位置几乎都为零;加入加速极后轴上电场会急剧增大到原来的几百倍,且加速极数目越多,轴上电场越大,并且加入3个电极时可以形成相对最均匀的电场,说明了电子枪设计加速极的原因和必要性,为电子枪结构的设计提供了一定理论依据.
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一种高性能电子枪的设计

通过增大聚焦极口径以提高电子束的利用率,保证阴极发射的电子全部打到荧光屏上,以实现提高亮度的目的.同时在聚焦极与阳极之间增加一个自由电位电极,该电极电位受聚焦极与阳极静电电压感应,形成界于聚焦极与阳极间的电压,该电压在电子枪内形成了另一个聚焦极,从而使从阴极发射出的电子在经过聚焦极聚焦后又进行了一次会聚,因而进一步提高了电子枪的分辨率.     

质子交换膜燃料电池金属双极板表面改性涂层研究进展

用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的金属双极板,因其可加工性强、导热导电性优而受到广泛关注．作为燃料电池的重要组成部分,双极板的生产成本和性能是电堆投入实际应用、扩大应用范围的关键．金属双极板在PEMFC酸性且润湿的环境中,受到的侵蚀及其表面氧化带来的接触电阻的降低对其实际应用产生了挑战．本文简述了制备双极板表面改性涂层的方法,对比了用于极板改性的多类型涂层(金属基涂层、非晶碳涂层和氮化物涂层)在膜基结合力、界面导电性、耐腐蚀性能和疏水性等方面的差别,分析了改性涂层的腐蚀机制和影响涂层性能表现的因素,探讨了涂层在结构设计、失效机制、元素选择等方面存在的问题,讨论了降低极板成本、提高耐久性这一极板改性研究的主要趋势．      

活性炭纤维静电植绒工艺研究

利用静电植绒技术,制成具有空气净化性能的活性炭纤维静电植绒制品.将植入绒毛量作为统一的评价标准,通过改变极板电压、极板距离以及植绒时间等3个工艺参数,分析其对单位面积植入绒毛量的影响.实验结果表明,单位面积植入绒毛量随着极板电压和植绒时间的增加而增加,随着极板距离的增加而减少.     

装配工况下PEMFC不同双极板截面接触行为研究

为进一步探究双极板几何形状对层间接触行为的影响，以金属双极板为对象，搭建了双极板压缩试验台，同时建立了双极板压缩试验有限元模型，根据压敏纸采集到的试验结果验证了模型的有效性.然后，分别搭建了梯形、矩形和波浪形三种常见截面形状的双极板有限元模型，并搭建了相应的双极板压缩试验有限元模型.通过仿真分析研究在不同装配载荷作用下双极板截面形状对层间接触行为的影响.结果表明：装配载荷大小和双极板截面形状对双极板与气体扩散层（Gas Diffusion Layer， GDL）之间的接触行为有显著影响；在不同装配载荷作用下，三种双极板肋下的GDL表面接触应力幅值均在0.5~2 MPa之间，均符合装配要求；在同等条件下，双极板肋宽度是决定双极板与GDL之间整体平均接触应力幅值和GDL平均侵入面积的主要因素；在三种双极板中，矩形双极板下的接触行为对装配载荷的变化更为敏感，并且矩形双极板下平均接触应力分布均匀性最差.     

电除尘器电场数值计算与性能预测的实验研究

通过实验测量了大型电除尘器常用的12种放电极与C480和ZT24板匹配时极板表面电流密度大小及分布。采用实验和数值计算相结合的方法,以极板表面平均电流密度、电流密度相对标准差为指标对电场性能进行了评价和预测,给出了几种电场性能较好的电极配置形式和几何参数调整范围。用有限元法求出V型线与ZT24板匹配时的电位与场强的空间分布,结合实验与数值计算结果分析了场强对电晕电流的影响。对电除尘器的设计选型有一定的参考价值。     

射极输出器的Multisim仿真分析

通过运用Multisim软件对射板输出器进行虚拟仿真分析,分析研究了射极输出器的直流工作点和交流电压放大倍数、输入、输出电阻等动态性能指标,仿真测试结果与理论分析相一致.这种Multisim虚拟仿真的方法,可以准确、便捷的对射板输出电路进行分析、设计与调试.     

电除尘器离子浓度的分布

在静电除尘器中,粒子的荷电模型已经确立,电场和其中的离子浓度影响着粉尘的运动、荷电和沉降.实验利用线板式电除尘模型的一个通道,改变施加在电晕极线的电压值和测量点的位置,利用离子浓度测试仪测量收尘极板处离子的浓度,并对离子浓度的分布进行研究,发现当电压升到25 kV以后,离子浓度上升趋势趋于平缓,离子浓度在1013 m-3的数量级.在相同的电压下,收尘极板上正对电晕线A点的离子浓度都是最大的,离子浓度随距A点距离的增大而减小.     

薄型金属流场板燃料电池性能研究

对某金属流场板燃料电池进行性能试验,通过与某石墨流场板燃料电池在燃料电池效率和单电池平均电压等性能上的对比,对该电堆的整体性能进行了评价.同时对该金属流场板燃料电池进行了100 h振动可靠性试验,振动后通过对单电池电压的分析,发现该金属流场板燃料电池单电池一致性下降,每次振动后极化特性试验中单电池电压最大值出现的位置并无明显规律,而单电池电压最小值出现的位置为燃料电池的末端.     

棒/球-板长间隙的电场分布特征与操作冲击放电电压预测

空气间隙的电场分布是决定其绝缘强度的重要因素,建立电场分布特征与放电电压的关联性是实现绝缘计算的关键.该文针对棒-板和球-板长间隙,提出一种空间电场分布表征方法,对电场有限元仿真结果进行后处理,从极间路径和锥形场域中提取66个特征量.建立基于最小二乘支持向量机的预测模型,以电场分布特征集和放电电压作为输入和输出参数,通过改进灰狼算法对模型进行参数优化,利用最大信息系数法进行特征降维.采用该模型对棒/球-板长间隙进行标准操作冲击放电电压预测,算例结果表明,测试样本预测值与试验值较为吻合,最大相对误差为8.3%,平均绝对百分比误差为3.2%.研究结果可为实现空气间隙绝缘计算提供参考.     

电极结构对电流体运动的影响

为了研究电极结构的变化对除尘器中电晕放电产生的二次流与主流一次流耦合后形成的流场以及电场分布的影响，设计了线-传统板与2种不同结构的线-开孔板极配方式.在建立电晕放电和流场的多物理场耦合数值模型的基础上，利用COMSOL软件模拟研究了3种不同极配方式下的电除尘器通道内的电场与流场特征.模拟结果表明：电极结构对除尘器内部近板电场及流场分布影响较大.新型开孔板的近板电场强度高于传统板，随着入口流速的增大，离子风对除尘器通道内流场的扰动逐渐减小.结果同时表明孔结构能有效降低近收尘极板流速，在入口流速为0.5 m/s时，新型开孔板近板风速相比传统板分别降低了14.58%和15.62%,入口流速为1.0 m/s时，近板流速分别降低了19.94%和20.20%.这一结果表明新型开孔结构能有效减小收尘极板附近流速，减少二次扬尘，提高除尘效率.     

场发射电子枪(FEG)亮度测量的研究,

亮度是FEG的重要参数之一,目前测定电子枪亮度方法很多,如电磁扫描法、探针法、双缝法和多端靶法等。尽管测量的方法很多,但对W[111]尖端三极场发射电子枪而言,因在枪内已装有各种加速和聚焦极,结构尺寸较大;为获得3×10~(-7)Pa以上的超高真空,整个装置必须进行长时间(48h)高温(250℃)烘烤。亮度测量难度较大,到目前为止,尚未有既简单又有成效的方法。作者提出了一种新的场发射电子枪的亮度测量方法,即场电子显微镜(FEM)法,并对该法的原理和可行性作了严格的论证,进行了大量实验,把实验结果与一些严格的理论分析方法,如球模型、球-锥模型等作了比较。结果表明,这种方法在理论上是正确的,在实际应用中,至少对FEG的亮度能给出较准确的数量级。该测量方法将有较大的实用价值。     

不同因素对三维电极体系电极电位的影响

反应器采用颗粒状活性炭为填料，中间位置添加隔膜，研究了不同条件下三维电极体系电极电位的分布规律及其影响因素．结果表明，三维电极阴极和阳极区靠近隔膜处的电极电位绝对值明显高于靠近两极处的电极电位，且阴极和阳极区电极电位绝对值都随外加电压的增大而上升．阴极板材料性质决定了阴极板电极电位的高低：阴极板材料还原性能愈强，其极板电极电位负值绝对值愈大；阴极板材料还原性能愈弱，其极板电极电位负值绝对值愈小．不同厚度隔膜处理不会影响极板电极电位高低，也不会影响阳极反应区电极电位大小，但能提高三维电极体系还原区的还原能力．与低浓度的反应溶液相比不仅提高了阴极反应区电极电位，还能影响极板电极电位的高低．     

交流电路平行板电容器极板上电荷与电流的分布

应用麦克斯韦方程和边界条件，计算了交流电路中平行板电容器极板间的电磁场、极板电荷面密度和电流面密度的分布，并对结果进行了讨论     

高压变压器套管电容芯子一种新的设计方法

本文通过分析传统的等电容、等极板台阶设计的电容芯子局部放电起始电压偏低的原因,提出以极板边缘最大场强 E_(max)为设计基础,以各绝缘层局部放电平均场强与极板边缘最大场强的比值恒定作为设计目标的新的设计方法。本方法调整了各极板下部的轴向场强 E_2(i)的分布,使纸油界面上的切向场强下降且趋于均匀,理论分析和实验结果可知,新设计的套管局部放电起始电压有较大提高,并有利于提高油中闪络电压。     

90°方截面弯管内加装导流板的优化研究

许多工程中的弯管都存在严重的磨损和积灰问题,流场分布不均是主要原因之一.应用计算流体力学软件Phoenics对90°方截面弯管内气固两相流进行了数值模拟.模拟采用κ-ε双方程模型和IPSA两相流模型,以速度、压强等参数的流场分布图形方式输出模拟结果,分析了弯管内气固两相流流场的分布规律.弯管内不加导流板时,流场分布不均匀.在弯管中加装导流板具有均匀流场的作用,为管道磨损和积灰问题的解决提供了一条有效的途径.通过模拟分析得到了在弯管内加装导流板的最佳条件:导流板数量为3块,板的圆心角为70°,内侧板和中间板的起始位置为10°、外侧板的起始位置为0°,板间距内外两侧小、中间大.     

偶联剂对石墨/酚醛树脂复合双极板性能的影响

针对石墨/酚醛树脂复合双极板存在的强度低、脆性大等问题,采用偶联剂改性方法来增强复合双极板的界面结合,提高其抗弯强度.研究了偶联剂的种类、添加方式及用量对石墨/酚醛树脂复合材料双极板力学性能和电学性能的影响.结果表明:采用石墨改性法可提高石墨/酚醛树脂复合双极板的抗弯强度,但导电性能有所降低;而采用树脂改性法制备的石墨/树脂复合双极板同时具有较高的电学和力学性能.因此树脂改性法更适合制备复合双极板.当偶联剂质量分数均为0.7％,采用树脂改性法分别以硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂改性时,石墨/树脂复合材料双极板抗弯强度和电导率分别为33.3 MPa,70.3 S· cm-1和32.1 MPa,73.8 S· cm-1,均满足燃料电池用石墨/酚醛树脂复合双极板的技术要求.     

孔板对微细粉尘收集效率研究

为了解决静电除尘器对微细粉尘收集效率低的问题,设计了孔板作为收尘板.通过测量并比较不同电压下传统板和孔板电晕放电条件下的伏安特性,分析传统板和孔板中粉尘的运动状态,对比了2种收尘极对微细粉尘的收尘效果以及新型除尘器和传统除尘器对微细粉尘的除尘效率.结果表明:同一电压下,2种放电结构产生的放电电流差距较小;随着电压的增加,孔板对微细粉尘收集效果优于打孔板且进入孔板内为小粒径粉尘,线-孔板结构的除尘器对微细粉尘的收集效率较高.     

提高电子枪分辨率的一种试验方法

本文介绍了一电子枪的结构、特性、以及为了提高分辨率对电子枪枪体进行改进试验所取得的成果。