半封闭自由表面式静电纺喷头尖端参数对电场强度及其均匀性的影响

在实验过程中设计的半封闭自由表面式静电纺丝喷头,由于内外2层尖端电场不均匀,导致在纺丝初期外层开始形成泰勒锥时内层依旧是液滴,针对该问题,对此喷头的尖端进行电场分析和优化。利用COMSOL对喷头初始模型进行电场模拟,其尖端平均电场强度为2710 kV/m,CV值为18%。将初始模型的叶片排布优化为对齐镊合和错位镊合并改变其尖端角度,根据实际模型测得外层尖端角度的变化范围为63.90°~160.78°,内层尖端角度变化范围为43.66°~170.22°,利用COMSOL对2种排列从内外层均为70°到内外层均为160°的模型进行电场模拟,将得到的仿真数据拟合成方程,当对喷头施加30 kV电压且接收极接地时,得到对齐镊合且外层为71°、内层为45°时尖端电场强度平均值为5643 kV/m,CV值为11%;错位镊合且外层为117°、内层为45°时尖端电场强度平均值为4773 kV/m,CV值为10%。再经过均匀电场的理论计算得出对齐镊合时喷头中轴线上2个点受到的电场力比错位镊合时分别小8.65%和14.96%,根据仿真模拟和理论计算结果得出,喷头采用对齐镊合且外层为71°、内层为45°时为最优,其尖端电场强度相对于优化前的模型提高了108%,,CV值降低了38.89%,故在同等条件下该模型不会因为内外电场不均匀而导致多射流不同步。实验过程中,改进的2种喷头在30 kV电压下均无液滴。对齐镊合喷头在20 kV电压下可以实现稳定纺丝,错位镊合喷头在24 kV下可以实现稳定纺丝。

电场强度对微波场非热效应杀菌效果及机制的影响研究

目的研究在相同辐照时间和样品终温下,不同电场强度对微波场非热效应灭活生孢梭菌的效果及机制的影响。方法利用同步升温法将微波场的热与非热效应区分开来,以获得非热效应对微生物的影响。基于微波加热腔内电场强度呈中间高两边低的分布,将初温不同的两组样品置于加热腔内不同位置(1号和2号位)以分析不同的电场强度对微波场非热效应的影响。经相同处理时间后样品终温基本一致(排除温度对非热效应的影响),进而分析电场强度对非热效应的杀菌效果及机制的影响。通过平板计数法、紫外分光光度计和激光共聚焦扫描显微镜分析不同电场强度对非热效应带来的杀菌效果、胞内大分子的泄漏量以及细胞膜通透性变化的影响。结果初温为10℃和30℃的样品分别在电场强度较大的1号位和电场强度较小的2号位经微波辐照1.5 min后,两样品终温无显著差异(P>0.05)。微波场非热效应导致的1号位微生物降低的数量级、胞内大分子的泄漏量以及细胞膜通透性的改变均显著高于2号位(P<0.05)。结论相同的辐照时间下,随电场强度的增大微波非热效应对细胞膜通透性的破坏作用也随之增强,造成更多的胞内物质泄露,最终导致更多的微生物灭活。因此,电场强度的增加可以带来更多的非热效应及其对微生物的致死效果。

高压输电线路电场强度及磁通密度的计算

本文考虑了输电线路附近电场强度和磁通密度的计算方法,以及交流电晕起始电场强度的计算方法。本文主要采用电荷模拟法(CSM)和基于毕奥-萨伐特(BS)定律的二维算法进行了计算,为了获得更准确的结果,通过用大量的电场和磁场源表示每条架空输电线路导线来进行计算。将所提出的方法应用于实际的架空输电线路配置,并将所获得的结果与横向剖面上的现场测量结果进行了比较,对于所考虑的架空输电线路,计算了交流电晕起始电场强度,并与导体表面的计算电场强度进行了比较,计算结果与实测结果的比较表明,所考虑的计算方法达到预期了预期效果。

基于电场强度测量的电网运行安全检测

为有效减少电网运行安全事故的发生,研究基于多维电场强度测量的电网运行安全检测方法。利用三维球形传感器电场强度测量仪采集电场强度信号,通过贝叶斯估计算法融合采集到的电场信号数据,经二代小波变换去除电场强度信号噪声;采用分段聚合近似表示法提取去噪后的电场强度信号特征向量,得到时间序列特征,将其输入至支持向量机分类器中识别电压强度等级,并对比所获电压等级与报警阈值,判断电网运行区域是否存在风险。试验结果表明:该方法采集的电场强度信号与实际电场强度的误差保持在2%以内,电压等级识别准确率平均为97.3%。

电场强度与恒流时间对闪烧超高纯氧化铝陶瓷微观结构及致密化的影响

电场强度和恒流时间对陶瓷闪烧行为和微观结构具有重要影响。文章主要探讨电场强度和恒流时间对闪烧超高纯氧化铝微观结构及性能的影响,基于经典致密化理论分析了超高纯氧化铝闪烧工艺的致密化机理。当电场强度从5000V/cm增加到7000V/cm时,闪烧超高纯氧化铝的致密度从91.2%增加到96.4%,硬度从16.87GPa增加到18.65GPa。当恒流时间从1s延长至60s,闪烧超高纯氧化铝的致密度随恒流时间的增加而增加。将恒流时间进一步增加至90s时,闪烧超高纯氧化铝的致密度减小。SEM结果表明恒流时间从1s增加到90s时,闪烧超高纯氧化铝的晶粒尺寸从228nm增加到370nm。

利用Mathematica软件研究三电荷系统的电势与电场强度分布

利用Mathematica软件讨论了三电荷系统的电势与电场强度分布情况.计算出通常情况下三电荷系统的电势和电场强度,并用Mathematica软件做出相应的图形.事实证明,利用该软件辅助教学有利于激发学生的学习积极性,加深学生对相关概念及其计算的理解,能使学生对所学内容有更进一步的理解.同时改善教师课堂教学效率,显著提高教学效果.

利用U=Ed求解匀强电场强度的方法

在匀强电场中,电势差U与电场强度E之间的关系为U=Ed, 据此可以解决已知匀强电场中某平面内三个点的电势,求匀强电场强度这类问题.本文介绍三种常用的方法以及原理,根据实例,总结、归纳选用最适合的方法,提升学生处理问题的能力.一、电势等分法.

求解电场强度三种策略的运用与比较

电场强度的求解是高考的重难点,我们可以根据不同的电势分布情况选择等分法、正交合成法以及投影合成法进行分析.1理论依据在匀强电场中任一线段MN中点O的电势等于线段两端点电势之和除以2。

降低GIS母线绝缘子低电位气隙处电场强度值的方法研究

母线绝缘子是GIS的重要部件,在GIS设备中起到连接高电位部件与地电位外壳、支撑以及对地绝缘的作用,还可以将GIS设备分成若干个气室。绝缘子沿面电场强度的大小及均匀性极大地影响了母线整体的绝缘性能。绝缘子低电位与罐体法兰连接处有微小的气隙,经计算,该气隙处电场强度值较大,有较多绝缘子放电与该气隙处有关的现场运行案例。本文提出了降低该气隙处电场强度值的三种方法,即:增大气隙、增加接地屏蔽装置、改变罐体法兰形状。三种方法均可以有效地降低绝缘子低电位气隙电场强度值,产品设计时,可根据实际结构进行选择。本文为GIS产品结构设计提供了指导方向。

求解电场强度解析思维方法的特殊方法探究

解析复杂电场强度问题时可以适当结合其他思维方法,将问题进行转化,化难为易.常用的思维方法有微元法、等效法、补偿法.本文将对三种思维方法进行解读,并结合实例探究应用思路,总结方法策略,与读者交流.

电场强度概念学习的两种困惑及其解决教学方法

学生在学习电场强度概念时易产生两种困惑:一种是为何F/q的值不能决定E的大小;二是为何要F/q的形式来定义E以不能以q/F的形式来定义E。两种困惑产生的原因在于学生未能理清Q、r、E、q、F五者之间的因果关系。通过在教学过程中设置由果寻因、以因定果、诠释因果、转因为果、巧四个教学环节解决学生困惑,以期为教研工作者提供一定参考。

例析非点电荷带电体的电场强度的计算问题

对于高中物理电场强度章节的问题,一般来说可以由场强的三个公式(■)直接计算,但是在求解一些较为复杂的非点电荷带电体产生的电场强度问题时,光依靠代入公式是无法解决的.这时就需要转换视角,利用其他的方法来解题.本文结合例题介绍解决此类问题的三种方法,以供读者参考.

求解电场强度的几种特殊方法探讨

本文归类探讨求解电场强度的几种特殊方法.通过对对称法、补偿法、微元法等特殊方法的详细阐述和实例分析,展示这些方法在不同情境下的应用优势和特点.旨在帮助学生更深入地理解电场强度的求解策略,提高解决相关问题的能力,进一步推动学生对电磁学的研究与应用.

三种典型模型电场强度的求解方法

本文对三种典型模型电场强度的求解方法进行深入分析,为学生理解和有效掌握点电荷模型提供重要的参考.

直流换流站阀厅内部场域电位和电场强度子模型法数值求解

阀厅内部电场强度控制是超/特高压直流输电线路建设中相对重要的环节,阀厅内部设备结构复杂,交直流混合,增大了设备表面场强的计算难度。为达到阀厅内部场强全模型求解精度,对建模过程、计算机求解能力均提出更高的要求,且数值模拟不易简化模型,必须全模型建模。利用CAD三维建模软件实现阀厅内部的精细建模,并利用16核高性能工作站平台实现阀厅内部场域的电位和电场强度计算,为提高求解精度,提出逐步子模型求解法,建模时对关注区域进行分块建模,组合后便于对局部关注区域进行子模型细化求解。计算结果表明,在当前设计方案及电位加载方式下,阀厅内部金具表面最大场强符合特高压直流阀厅内部电场强度控制要求,并验证了子模型计算的正确性和可性能。

特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算

为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。

交流特高压线路下电场强度的改善

提高杆塔高度即提高导线对地高度是控制交流特高压输电线路地面电场的主要方式之一,但特高压线路跨越距离长,大范围提高杆塔高度工程成本很高,而在某些环境敏感区域,降低杆塔高度使地面电场强度增大,有可能超过国家相应标准,故研究降低线路地面场强的措施,如架设接地屏蔽线的方法等是交流特高压工程中急需考虑的技术问题。为此针对屏蔽线的不同架设方式试验研究了线路地面电场,通过分析比较各种屏蔽线架设方案下的场强水平,提出最优的屏蔽线架设方案。

非线性电导材料应力锥改善电缆终端电场强度分布

在电力系统中,预制橡胶应力锥是高压电缆终端的关键组成部分,它的特性决定了高压电缆运行的安全性。为此,通过建立预制橡胶应力锥的有限元数值仿真模型,分析了110 kV电缆终端的电场强度分布情况,提出采用非线性电导复合材料来替换固定电导材料,实现材料性能参数与空间电场强度大小的自适应匹配,起到智能改善空间电场强度分布的作用。结合理论分析,进一步确定了非线性电导材料参数。不同材料应力锥终端电场强度分布的对比结果表明:若非线性区域出现时所需电场强度过大,则会造成应力锥锥面处的电场强度过大;若非线性区域出现时所需电场强度过小,则会造成三相交界点处电场强度过大。选取合适的非线性电导材料对于应力锥锥面和交界点处的电场强度具有均匀作用,对发展更高电压等级电缆具有促进作用。

湿度、温度对工频电场强度的影响

利用西南地区某500 kV变电站内母线下方,不同湿度、温度条件下某点处工频电场强度的测量数据,基于误差反向传播(back propagation,BP)神经网络的基本原理,运用MatLab软件中的网络工具箱建立湿度、温度对工频电场强度影响的人工神经网络模型。选择合适的训练函数及改进的BP算法训练此模型,得到模型的误差最大值仅为0.0475。最后设置不同的湿度、温度向量,用训练好的网络得到的预测结果表明:在温度不变的条件下工频电场随湿度的增大而增加;在湿度不变的条件下,温度对工频电场的影响规律还需进一步研究。

电场强度对原油乳化液破乳脱水的影响

为选择合适的脱水电场以提高对原油乳化液的脱水效率,试验研究了不同电场强度下乳化液的脱水效率。通过水滴极化模型的建立,推导出水滴在电场中的极化电荷量及水滴间的聚结力,并得到水滴破裂的临界电场强度表达式,以此在理论上确定了最佳脱水电场强度。研究结果表明:水滴聚结的偶极力与外施电场强度、水滴半径和水滴间距有关,不同半径和间距的水滴存在不同的临界脱水电场强度;当外施电场强度小于临界电场强度时,随着外施电场强度的增加,脱水率呈上升趋势,但当外施电场强度超过水滴破裂临界电场强度时,脱水率随电场强度的增加而下降。得到的临界脱水电场强度表达式与试验结果的一致性较好,可作为确定最佳脱水电场强度的理论依据。