EAST装置等离子体放电真空室抽气系统抽速标定及应用

真空系统是聚变装置的重要组成部分,EAST真空系统包括等离子体放电真空室和低温超导真空室。等离子体放电真空室又称内真空室。内真空室抽气系统直接影响装置的粒子排出,关系到高参数等离子体放电获得。EAST装置升级改造后的内真空室抽气系统主要包括主抽管道抽气子系统、偏滤器抽气子系统和低杂波加热系统抽气子系统,整个抽气系统使用了6台分子泵、14台外置低温泵和2套内置低温泵。采用粒子平衡的方法,对内真空室抽气系统各子系统进行了抽速标定。实验结果表明,最佳抽气性能区间在5×10^(-4)~5×10^(-3)Pa,并且随着真空室压力增大或者减小,各子系统的抽气速率均下降。对比改进前后的内真空室抽气系统的总抽速,改进后的最大抽速可达170 m^(3)/s,总体抽气速率提升20%左右。在百秒量级等离子放电参数下,利用标定的抽气速率数据初步评估了燃料粒子的滞留情况。本研究为等离子体放电的壁滞留与再循环控制以及其他相关物理实验开展提供了数据支持。

PLC与变频器在真空抽气系统中的应用

分析了真空抽气系统的运行特性,根据罗茨泵抽气系统的入口压力与电机转速的关系,设计了一个PLC与变频器在真空抽气系统的应用项目。该项目采用PLC的模拟量输入采集压力传感器的信号,模拟量输出控制变频器的输入电流,从而调节电机的转速,通过项目的硬件组态、参数设置、PLC程序设计与调试,实现了项目的控制功能。

基于FLUENT仿真的火炮抽气装置效能计算研究

抽气装置的可靠性直接影响到炮手的工作环境及人身安全。为了研究抽气装置排气的可靠性,以某型105 mm火炮为研究对象,提出一种利用CFD方法计算抽气装置抽气效率的方法,借助FLUENT仿真软件,采用标准k-ε湍流模型,对考虑开闩过程的三维抽气装置排气过程进行仿真。仿真过程对抽气装置储气室压力、抽气速度及抽气质量流率进行实时监测。仿真云图能较好的显示出抽气装置排气过程的射流发展过程。监测结果表明:仿真监测的储气室压力曲线和实验获得的储气室压力曲线在储气室排气阶段曲线变化规律基本一致,仿真曲线符合实际物理规律,也说明了仿真模型的可行性。计算结果显示:抽气效率符合设计要求,抽气装置工作是可靠的。该计算方法对抽气装置的优化设计及火炮设计具有一定的理论指导意义。

玻璃破碎新鲜表面吸气特性及其诱导下快速抽气新方法研究

高真空获得及维持技术对微纳材料制备、微电子设备制造、真空电子器件工艺优化等领域的科学研究及工业应用至关重要。文章面向高真空获得及维持过程中吸气材料吸气机理解析及寻优材料替代之关键科学问题,致力于克服传统高真空技术维持高真空状态能耗高、传统高真空获得方法依赖于昂贵设备和复杂操作等缺陷,提出了一种基于玻璃破碎新鲜表面诱发高真空获得及压力下限突破的新方法;文章首先开展了吸气成分及分压力测试实验及最大有效抽速实验研究。实验结果表明新鲜玻璃破碎表面具备吸气效应;解析玻璃新鲜表面吸附的主要气体成分及分压力变化,剖析出主要吸附气体组分为氢气和氮气;定量评估了新方法的抽气能力,利用蒙特卡洛方法仿真分析了泵出口管道的传输概率,获得新方法的最大有 效抽速。相比现有真空获得和维持技术,文章所提出的新方法具有易激活、材料性价比高、抽速可观等优势,有助于为狭小 空间高真空获得及维持提供新型技术途径及应用有效性参考。

专用真空加热炉抽气系统设计及应用

专用真空加热炉需要抽速稳定、可靠性高的抽气系统。本文介绍了专用真空加热炉抽气系统的主要设计性能指标、设计思路和方法,对此真空抽气系统进行了详细的设计计算及真空泵的选型,通过试验对设计的抽气系统进行了验证,试验验证结果表明,设计的真空抽气系统性能指标优于设计指标要求,满足工艺要求,应用效果良好。

船用电站汽轮发电机组抽气设备选型分析

抽气设备用于维持汽轮发电机组冷凝器和汽封系统的真空度,提高汽轮机的运行效率,保证机组安全可靠地运行。分析目前广泛使用的水环式真空泵、射水抽气器和射汽抽气器3种类型抽气设备的工作原理、功能流程和系统组成等,考虑船用汽轮发电机组的抽气设备要求结构尺寸小、系统组成简单和无须外供电源等特点,得出使用射汽抽气器是合理选择,也为业内相关研究提供参考。

改进密闭室抽气法以准确定量旱地土壤氨挥发

密闭室抽气法被认为是定量土壤NH_(3)挥发较为可靠的方法,具有灵敏度高且成本低的优点。然而,大部分研究忽略了密闭室抽气法大气进气口NH_(3)浓度,可能会高估土壤NH_(3)挥发量,目前尚缺乏相关定量研究。本研究以华北冬小麦-夏玉米轮作为对象,对比分析了2019——2021年间冬小麦基肥(2次)、追肥(1次)、夏玉米四叶肥(2次)、夏玉米十叶肥(2次)共7次施肥后,改进密闭室抽气法前后测定农田土壤NH_(3)挥发的结果。改进前为包含大气背景NH_(3)的测定方法,为常规测定方法;改进后为扣除大气背景NH_(3)的测定方法,通过在田间加装3套采集距地面2.5 m高度大气的装置实现。结果表明:改进后的NH_(3)挥发通量(以N计)比改进前低0~0.23 kg·hm^(-2)·d^(-1)(0%~100%),平均值为0.06 kg·hm^(-2)·d^(-1)(33%),且37%的样本存在显著性差异(P<0.05,n=931)。改进后的NH_(3)挥发累积量比改进前低0.53~2.66 kg·hm^(2)(3%~53%),平均值为1.15 kg·hm^(-2)(29%),且47%的样本存在显著性差异(P<0.05,n=49)。改进前后NH_(3)挥发量(包括通量和累积量)存在显著差异的样本占比随着NH_(3)挥发量降低而升高。回归分析表明,改进前的NH_(3)挥发累积排放量可以用算式校正得到真实的NH_(3)累积排放量,校正式为y=0.94x-0.78(R2=0.99,P<0.01,n=49),其中y和x分别为校正后和校正前的NH_(3)挥发累积量,该算式可应用于华北土壤-作物体系NH_(3)挥发累积量的校正。综上,利用抽气法定量农田土壤NH_(3)挥发需要扣除大气背景NH_(3)以得到准确的测定结果,对于未扣除大气背景的旱地NH_(3)挥发累积量,可采用校正算式进行校正。

基于ANSYS的火炮抽气装置优化改进

某自行火炮中传统抽气装置的喷嘴极易锈蚀、拆解更换难且部件重量大,造成火炮起落部分重量较大。针对这一问题,采用钛合金新材料及喷孔代替喷嘴,对传统抽气装置进行优化改进。通过建立抽气装置的虚拟样机,材料分别采用合金钢和钛合金进行最大压力工况下的对比分析计算,确定新材料新结构的理论可靠性。经过射击试验考核,新方案满足抽气装置的使用要求,装置质量减少了30%,耐腐蚀性能、维修性和产品质量得到极大提高。

镁合金压铸真空抽气系统的设计与应用研究

设计了一种含有主、副排气通道的真空抽气系统,主排气通道较副排气通道横截面大,由真空阀控制其开闭,副排气通道采用横截面较小的齿状排气通道,在真空压铸过程中保持全程抽气。研究表明:采用主、副排气通道的真空抽气系统,能够获得外观完整、组织致密的镁合金真空压铸件,气孔率比齿状排气通道压铸件减少48%,T6热处理后气泡减少60%,铸件的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高9.3%、10.2%和21.4%。

褐煤抽气预干燥超临界二氧化碳循环发电系统性能分析

为了提高褐煤发电系统能效,提出了一种基于抽气预干燥的褐煤超临界二氧化碳循环发电系统。首先以高温回热器热侧出口工质携带的高温热量为热源预热褐煤,使褐煤中的水分蒸发。其次预干燥褐煤抽气工质在干燥机中放热后,可以进入低温回热器加热冷侧低温工质,减少能量损失。基于热力学第一、第二定律,建立了新型超临界二氧化碳动力循环褐煤发电系统与褐煤预干燥系统高效耦合热力计算模型,并对直燃褐煤发电系统和褐煤抽气预干燥发电系统进行对比分析。以内蒙古锡林浩特胜利煤田原煤为例进行计算,结果表明:相比于直燃褐煤发电系统,褐煤抽气预干燥发电系统通过利用高温抽气干燥褐煤,可以使发电效率提高1.50%,发电标准煤耗率降低8.41 g·(kW·h)^(-1);进一步[火用]分析结果显示,系统能效的提高主要得益于锅炉燃烧[火用]损的降低,预干燥褐煤使得锅炉燃烧[火用]损降低4.47%,故系统[火用]效率提高1.34%;干燥机效率和褐煤干燥程度越高,褐煤抽气预干燥发电系统节能潜力越大。

汽轮机组真空系统抽气装置选型分析

阐述了射汽抽气器、射水抽气器和机械式水环真空泵的工作特点和特性分析,为选择抽气装置给出了理论根据。

油田大罐抽气装置设备选型计算方法简析

华北油田大部分站场的储油罐、沉降罐等立式固定顶罐均安装大罐抽气装置,以加强伴生气资源的回收与利用,同时消除储油罐伴生气无组织排放的安全隐患。针对在现场实际应用及设备选型过程中存在储油罐挥发气量计算不准确、设备运行状态不明确导致实际收气量小于装置规模、设备频繁启停等实际问题,对立式固定顶储油罐VOCs (挥发性有机物)静置损失和工作呼吸损失分别进行实测法、API计算法、查表法、排放系数法多种理论试算,并分析误差原因。通过对排放系数公式进行初步修正,同时对华北油田连续输油站场、卸油站场、拉油站场等三类典型站场的罐区立式固定顶储油罐运行状态进行气相连通分析,形成适合不同功能站场的设备选型方法和计算公式。该项目实施后,在后续的产建和老油田改造中可大幅度减少建设投资,设备负荷率由2%提升至40%,立式固定顶储油罐挥发气的高效回收治理具有十分重要的社会和经济效益。

机匣抽气对转子颤振不稳定性影响分析

转子叶片颤振不稳定性是轴向压气机安全性的主要威胁之一。本文以跨声速轴流风扇第一级转子Rotor67为研究对象,基于能量法采用单通道开缝式环状抽气方式,对不同机匣抽气位置和不同抽气量状态下转子工作特性及气动弹性稳定性变化规律进行数值模拟研究。结果表明:近叶片前缘、叶片中间及近叶片后缘位置抽气时,转子的峰值效率均分别平均下降2.77%、0.9%和1.5%,峰值总压比近似不变。近叶片前缘位置抽气时,叶片稳定度δ较未抽气状态平均上升0.0965,随着抽气量的增大逐渐略微下降;叶片中间位置抽气时,叶片稳定度δ较未抽气状态平均上升0.1059,随着抽气量的增大逐渐略微上升;近叶片后缘位置抽气时,叶片稳定度平均下降约0.0114,而且不具有随抽气量变化而变化的规律。

上海光源光束线液氮单色器真空夹层抽气系统设计

针对上海光源部分光束线液氮单色器真空夹层真空度下降、液氮管路冷量损失引发夹层外壁冷凝滴水、结霜等威胁运行安全的问题,设计了具有真空度反馈控制和定时启动功能的自动抽气系统。模拟计算了夹层外壁不同真空度下的冷量损失及温度分布变化规律,确定了系统工作的真空度阈值等参数。设计的抽气系统当前在束线液氮单色器上运转良好,有助于束线稳定运行。

抽气回热式有机朗肯循环系统热力学分析

为了实现发动机排气余热能的高效回收与利用,设计了抽气回热式有机朗肯循环(ORC)系统。在Matlab环境下,分析了抽气压力、蒸发压力、膨胀机入口温度等因素对系统性能的影响,并利用热力学第一定律及第二定律将抽气回热式ORC和基本ORC进行对比。研究结果表明,在固定蒸发压力下,抽气回热式ORC系统的热效率、效率随抽气压力的增大而先增大后减小,工质质量流量随抽气压力的增大而逐渐增大,蒸发器换热量随抽气压力的增大先减小后增大;与基本ORC系统相比,抽气回热式ORC系统的热效率、效率均有提高,损率降低,因此抽气回热式ORC系统余热回收效果更明显。

压缩机中间抽气结构优化设计

利用数值计算的方法研究了离心压缩机中间抽气部分结构的优化设计方法。中间抽气结构采用蜗壳的形式以保证抽气前后流动的周向均匀性,对蜗壳的型式和抽气隔板的形式以及高度进行了大量的优化设计工作,以满足抽气量的需要,并保证整个流场中的流动损失尽量小。数值计算结果表明,设计的抽气结构能够同时满足机组性能和抽气的需求。

潮汐能真空泵工作特性与抽气能力

理论分析和模拟实验表明连续式潮汐能虹吸真空泵具有可靠的工作原理和工业化利用价值。利用3.5m高落差可在7.5kPa(绝压)抽气压力下达到大于2×10-5 kg.(kg海水)-1的抽气能力,用作冷却介质的海水可先用于真空抽气,3070t.h-1海水流量即可满足900MW压水堆核电站汽轮机凝汽器7.5kPa(绝压)下61.4kg.h-1真空抽气负荷,取代额定功率132kW的机械真空泵。抽气能力随真空抽气压力上升而增加,其上限受气液两相动量传递速率或气体最大动量流率限制,应使海水流速大于该极值点的对应值以避免虹吸中断。光滑管且无局部阻力损失的理想工况抽气效率可达0.6,但随局部阻力损失增加而锐降,设计和应用要尽量避免管路阻力元件对气液两相流造成的局部阻力损失,使潮汐能真空泵的工作点位于高效区。

船用海水冷却式抽气器应用研究与分析

本文从工作介质、使用功能、冷却方式、结构优化等方面介绍了抽气器的工作原理和工作特性。通过对船用抽气器不同结构方案的研究,给出了最佳应用方案。通过对采用凝水冷却和海水冷却式抽气器应用对比分析,指出了采用各类抽气器的优劣特点。通过对海水冷却抽气器结构优化、密封结构、热力性能影响研究,明确了船用抽气器的发展方向.具有一定的参考和借鉴价值。

一种真空度检测装置及抽气系统

针对500 kV罐式断路器抽真空过程中无法精确读取真空机组进口数据,为防止因关闭真空机组读取数据容易导致真空泵油倒入设备内部风险的问题,提出在断路器本体侧增加一个三通、球阀、电子显示表等措施,此方法操作简单,数据读取准确,降低了操作风险。

马鞍山市向山垃圾填埋场抽气实验研究

本文根据马鞍山市向山垃圾填埋场的现场抽气实验,分析了影响垃圾填埋气体产生的各因素的变化规律,确定了抽气压力、气体流量和甲烷含量的关系及其影响因素,并以此为基础对填埋气体收集利用工程中填埋场的选择和系统的设计提出了建议。