西北核技术研究所强脉冲辐射模拟装置近年发展综述

西北核技术研究所是我国强脉冲辐射环境建设的主体单位,成立至今自主成功研制了一系列大型辐射模拟装置,形成了具有我国自主特色的辐射环境模拟体系和技术体系。近10年来,随着应用需求的持续拓展,西北核技术研究所在辐射模拟装置及其技术方面取得了新突破。本文重点介绍了西北核技术研究所近年新建成的大型强脉冲辐射模拟装置,包括大面积脉冲γ射线试验装置“云光一号”、4 MV脉冲X射线闪光照相装置“剑光二号”及强脉冲X射线试验装置等,分析了感应电压叠加、快脉冲直线变压器、多型射线负载等方面取得的最新技术进展,提出了未来强脉冲辐射模拟装置建设及其关键技术发展的初步设想。

水合物模拟装置优化及热力学抑制剂性能研究

为了解决钻井过程中抑制生成的水合物对井筒造成堵塞问题,对天然气水合物生成及评价模拟装置釜内搅拌杆结构及其内部封头进行了重新设计和改进,在此基础上研究了淡水及模拟海水中水合物生成规律,并对比分析了NaCl、MgCl_(2)和Al_(2)(SO_(4))_(3)三种热力学抑制剂对水合物生成的抑制效果。研究结果表明,相比于其他类型的实验装置,具有可视化功能的双反应釜体系,可以同时模拟温度相同时不同液体和压力下水合物生成实验。当热力学抑制剂质量分数为12%时,NaCl产生的离子可以优先与水分子结合,并产生强大的破坏作用,有利于水合物分解,对水合物生成的抑制效果最佳。在温度、初始压力和搅拌速度相同时,改变三种热力学抑制剂的质量分数,分析水合物生成过程中的压降与水合物生成量,1%的MgCl_(2)、10%的Al_(2)(SO_(4))_(3)和20%NaCl对水合物生成的抑制效果最好。研究成果对认识不同基液中水合物生成、热力学抑制剂的抑制规律具有一定借鉴意义,同时为配制更安全的钻井液体系提供思路。

新质生产力视角下大科学工程推动现代化产业体系建设研究——以空间环境地面模拟装置为例

工程社会学长期聚焦大科学工程对科技和产业创新的推动研究,但从新质生产力的视角出发,分析其对现代化产业体系建设影响的文献还较少,有必要进一步丰富完善。本文采用案例研究法,以空间环境地面模拟装置为例,挖掘大科学工程蕴含的新质生产力元素,并探寻其在现代化产业体系建设中的作用。研究表明,空间环境地面模拟装置蕴含着新质生产力的元素,包括其独特的战略定位、先进的科研领域和强大的产业升级能力;通过促进多个创新主体“质”和“量”的提升,促进技术、创新、应用和工程的耦合,空间环境地面模拟装置得以发挥出新质生产力的作用。本文还揭示了空间环境地面模拟装置推动我国现代化产业体系建设的实践路径,包括航天育种地面化、减少商业航天产业发展成本、推进传统制造业升级、促进高科技与旅游业的深度融合、实现高质量人才队伍的引驻和培育等。这些发现有助于深刻理解大科学工程在中国式现代化背景下的时代内涵,进一步明确大科学工程在开启全面建设社会主义现代化国家新征程中的地位和作用。

风力发电微型模拟装置设计

随着世界范围内能源短缺问题日趋严重,风电已逐步发展成热门研究领域之一。基于新能源发电理论,本文设计以STC12C5A60S2单片机为核心的微型风电模拟装置,从系统结构、硬件模块,软件程序三个方面进行了详细地阐述。本文所设计风力发电模拟装置可以模拟现场的实际操作环境,实现风力发电的智能化,节约实际风力发电操作环节中的成本,从而提高风力发电模拟有效利用效率。

大容积全海深环境模拟装置结构及低温控制分析

深海环境模拟装置是开展深海技术与装备研发中必不可少的试验系统。本文基于预应力钢丝缠绕技术,将传统的单层筒体拆分成双层结构,并在内套筒和外套筒间设有冷却通道。以筒体内径1 000 mm、筒深2 500 mm、最高设计压力200 MPa的深海环境模拟装置为例,进行筒体结构和低温控制过程的初步计算分析。通过计算结果可知:在筒体结构设计上,缠绕预紧系数η=1.13时,筒体外半径r0=795 mm,芯筒总厚度为177 mm,所需缠绕钢丝层厚度为118 mm;在低温控制过程,增压器等熵效率为0.6时,需要通过制冷系统将初始状态的工质水冷却至0℃,并保持筒内不少于4.6%的含冰量,且制冷系统总制冷量不低于24.62 kW,则可以实现筒内200 MPa下4℃及以下低温控制。研究结果可以为大型全海深环境模拟装置的低温控制策略研究提供参考。

天然气水合物近井储层渗流规律模拟装置

为了模拟天然气水合物开采过程中近井储层内的渗流过程,分析不同开采参数下井周温压场的变化规律,研究二次水合物饱和度的时空变化规律,设计了模拟天然气水合物近井储层渗流规律的试验装置。该装置包括数据采集系统、反应釜系统、真空系统、高压系统和低温恒温系统5个部分。模拟试验结果表明:反应釜系统可以模拟近井储层中二维径向流,能实时、完整地检测温度场和压力场的变化;真空系统在提高真空度以降低反应釜与外界环境热传导,实现外界对水合物试验系统无传热等方面具有关键作用;该装置可以较好地模拟近井周天然气水合物储层在开采过程中物质传递和水合物相变的过程。研究结论可为天然气水合物降压开采技术的改进提供理论依据。

空间辐射环境模拟装置及其应用专辑序言

宇宙空间充满高能带电粒子,与航天器上的电子器件、电子系统相互作用产生的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、充放电效应,可使航天器发生在轨故障,影响航天器的安全运行和工作寿命,严重时甚至会造成灾难性的后果。

“温室效应”模拟装置

教科版科学五年级下册《环境与我们》单元的“合理利用能源”这一课中,学生需要通过模拟实验验证二氧化碳的保温作用。原有实验的难点在于受到天气与人为因素的干扰程度较大,并且学生难以将二氧化碳与塑料袋之间联系起来。本教具改进了实验材料与结构,使实验在操作难度降低的同时获得更科学准确的实验数据,从而加深学生对“温室效应”这一抽象概念的理解。

耳郭-鼓膜模拟装置

耳郭-鼓膜模拟装置是基于教科版四年级上册“声音”单元第四课《我们是怎样听到声音的》教学优化设计的自制教具。本装置将生活中简单的材料进行有机组合,有效地解决了教材中实验现象不明显、干扰因素多、操作不便等问题。实验装置与原理1.实验装置所用材料(见图1)2.实验原理借助图1所示主要材料,可以研究耳郭的作用。

一种智能座舱驾驶员头部位置模拟装置设计

汽车行车过程中的安全性至关重要。通过观察驾驶员的头部姿态,能够判断出他们的视野范围以及是否存在疲劳、分神等注意力不集中的情况。为便于开展驾驶员头部姿态研究,开发智能座舱驾驶员头部位置模拟装置。该装置是一种三维运动装置,由3个伺服电机驱动。运动控制器控制3个伺服电机的运动,每个伺服电机驱动一个轴,实现X轴、Y轴及Z轴的运动,进而模拟驾驶员的头部位置。

日地月位置模拟装置

本装置是基于教科版科学三年级下册第三单元第一课《仰望天空》中“从地球上看,太阳和月球为什么看上去差不多大小”这一模拟实验而设计开发的自制教具。该探索活动要求学生通过模拟实验,认识并理解“近大远小”的原理。本装置通过改进与创新,解决了原本活动对空间需求大、有一定操作难度、定位不准确等问题,提高了实验的可操作性和实验结果的直观性,量化的数据和直观呈现的结果也便于学生后续对数据进行分析和推理,突破了本课的教学难点。

“水中‘热气球’”模拟装置

本装置用于教科版小学科学三年级“空气”单元《我们来做“热气球”》一课中有关模拟热气球的实验。活动要求通过模拟实验,认识到热气球的升空原理,了解气体受热以后体积会膨胀。通过改进与创新,解决了原本“高温加热、塑料袋易燃化及球囊升空观察不易”等实验难点,并且用量化的数据更直观地发现热气球上升与空气加热后体积膨胀的关系,突破了教学难点。

轨道几何参数动态模拟装置可行性分析

本文介绍了轨道几何参数动态模拟装置的工作原理及结构,并对其模拟数据进行分析;通过与传统检定台数据的比对,对可行性进行评估;以轨道检查仪溯源检测为例,分析该模拟装置的精度,并进行不确定度评定。同时,通过对当前轨道检测仪器溯源技术的现状进行研究,提高量值溯源的准确性。

“温室效应”模拟装置

在教科版科学五下“环境与我们”单元《合理利用能源》一课教学中,学生需通过模拟实验探究“温室效应”。教材原实验易受外界干扰,且学生难以将二氧化碳与塑料密封袋建构联系。本教具改进了实验材料与结构,操作难度降低,便于获得更科学准确的数据,从而加深对“温室效应”这一抽象概念的理解。

国外呼吸和代谢模拟装置的发展

飞机、载人航天器和潜艇的生命保障系统、矿山营救和地下采矿工人自救用的呼吸装置、医疗上用的复苏器等,使用之前都需要进行性能实验和鉴定。用人作被试者进行这些系统和装置的试验,首先是安全性问题,尤其是闭路系统,不能贸然用人进行实验;其次是由于人的呼吸和代谢参数是在很大范围内变化的,随体重和测量时的状态不同而异,即使对同一个人。

一种新型堵漏模拟装置

介绍了一种新型的堵漏模拟试验装置。该堵漏模拟试验装置通过高压气体,使试验堵漏液在加压下通过模拟漏层的试验模块,在尽可能模拟现场井下工作条件的情况下产生漏失,然后依据试验记录和观察到的模拟漏层的封堵状态,来评价研究堵漏剂的组分配比、堵漏钻井液的封堵效能以及确定合理的施工工艺条件。它采用整体结构设计,试验参数监控数显仪表及有关控制旋钮和调节键都分布在面板上,布局合理,操作方便。该装置不仅具有API堵漏试验装置的全部功能,还具有多种特殊功能:加热功能,可加热到150℃;加压功能,最高压力达7 MPa,而且可以根据需要选择恒定压差,也可以按一定速率增加或降低压力;具备多种模拟漏层试验模块;横向断层分析试验结构及试验方法;纵向剖切分析试验结构及试验方法;渗透性模拟漏层防扰动试验结构及试验方法。经过测试及试验应用,该堵漏模拟试验装置控制准确,工作稳定可靠,操作方便。

内燃机轴系扭振模拟装置的研究及应用

本文提出了一种内燃机轴系扭振实验装置。该装置可模拟分析实际轴系的扭振特性,检验各类扭振减振器的使用性能,也为各种扭振研究工作提供了较完善的实验手段。本文论述了该装置的设计原理和研制过程以及它与国际上其它同类设备的比较,并介绍了对实际发动机的模拟研究和减振器性能的实验。

卷烟燃吸模拟装置的设计与应用

设计了一种卷烟燃吸模拟装置,对其控温性能进行了评价,比较了烟丝在该装置中模拟燃吸时的裂解产物与卷烟采用吸烟机抽吸产生的烟气成分之间的差异,考察了采用该装置裂解烟丝所产生的NH3,HCN和苯酚的重复性。结果表明:①该装置具有较快的升温速率和较大的样品容量,当升温速率分别为50,100和150℃/s,未装载样品时,其实测温度曲线的相对标准偏差(RSD)分别为4.80%,5.10%和8.10%,装载样品时,RSD分别为3.50%,3.65%和9.02%;②该装置能够实现烟丝裂解产物的定量捕集,裂解产物经GC/MS分析,共鉴定出141种成分,比卷烟烟气成分多16种,其产生量也高于烟气成分的释放量;③该装置裂解烟丝样品的实验重复性较好,NH3,HCN和苯酚的RSD分别为2.54%,7.32%和3.11%。

基于DL/T860协议的通信模拟装置在智能变电站检修和扩建中的应用

智能变电站内二次工作的一大难题是站控层及以下通信系统的维护,包括MMS、GOOSE、SV等DL/T860通信部分。由于维护人员专业技能提高的滞后性,通信技术的快速推广带来了一些维护上的困难,通信系统维护工作中"牵一发而动全身"成为普遍现象。为克服实际工作中不敢检修的现状,提出了通信模拟装置的方案,在保证不出现通信中断的条件下,维护人员可实现检修设备和运行设备的物理隔离,大大提高了检修工作的安全性。在变电站扩建时,被扩建间隔的通信调试需要和变电站运行部分配合,通信模拟装置的使用可大幅减少调试过程中对运行部分的影响,减轻了维护人员的工作压力。