水中电爆炸放电通道特性0维数值模拟

为研究水中金属丝电爆炸现象的物理过程,建立了一种简单、易于工程应用的描述水中金属丝电爆炸放电通道等离子体特性的数值模拟方法。该方法基于理想流体力学方程组,采用非连续传播理论描述放电通道与水的作用过程,金属等离子体电导率采用美国Sandia国家实验室数据,状态方程采用理想气体状态方程,依据Tucker电阻率-比作用量模型与Sariksov 0维热力学模型估算等离子体通道初始状态。以已有实验数据作为输入条件进行了计算,结果表明:所提出模型的计算结果与文献实验结果、磁流体力学模型计算结果一致性较好;计算得到电爆炸过程形成的等离子体放电通道压强、温度、膨胀速度分别可达6 GPa、3 eV、1 100 m/s。

氩气中铝金属丝电爆炸放电电流波形的研究

金属丝电爆炸放电波形研究是分析负载能量耦合效率等特性的基础。为此,采用步进电机驱动金属丝端部向高压平板电极运动,通过高压电场击穿环境气体,将大电流导入金属丝中,完成电爆炸。基于该实验方案,提出了一种金属丝电极向高压电极运动过程中、环境气体击穿时,两电极间气隙长度的计算方法。并利用电路模型对氩气中铝电爆炸丝放电电流进行了数值模拟,最后分析了不同实验因素(充电电压、金属丝直径及充气压力)对放电电流波形的影响。结果表明:将计算得到的气隙长度代入电路模型,模拟得到的金属丝放电电流波形与实验测量结果基本相符;当充电电压由20 k V提高到28 k V时,放电电流峰值、上升速度分别增大了约6 k A、10 k A/μs,金属蒸汽击穿时刻提前了近0.4μs;当氩气气压从0.10 MPa提升到0.20 MPa时,金属蒸汽击穿时刻由1.5μs推迟到2.1μs。

水中金属丝电爆炸冲击波一维数值模拟

为了明确水中金属丝电爆炸冲击波的形成机理,基于经典活塞模型,采用相似参数法,引入双人工黏性系数,建立了水中金属丝电爆炸冲击波的一维计算模型。以等离子体放电通道边界膨胀轨迹作为模型唯一的输入参数,得到水中冲击波传播的时间与空间的分布规律,通过与其他文献实验结果的对比,验证了该计算方法的有效性。模拟结果表明,双人工黏性系数法使计算得到的冲击波更符合实际情况。爆炸初始时刻,等离子体放电通道边界膨胀压缩周围水介质产生的冲击波高达GPa级,冲击波压强峰值与径向传播距离的-0.70次幂成正比关系。文中采用的计算方法既不涉及脉冲放电过程以及复杂的放电等离子体物理变化过程,也不涉及放电通道与水的物理化学作用过程,只需根据诊断实验得到放电通道边界膨胀轨迹,即可模拟水中金属丝电爆炸冲击波的产生与传播过程,对工程实践具有重要的指导意义。

人为活动对室内空气质量的影响

为了探讨人为活动对导致室内环境空气质量恶化的影响程度,分析研究不同人为活动对室内颗粒物的影响,选择某高校5个代表性人为活动点为监测点,同步实时监测室内颗粒数浓度和细颗粒物PM2.5质量浓度的变化,并记录人为活动和相关通风信息。结果表明,不同人为活动产生的颗粒数浓度和PM2.5质量浓度有所差异,其中食堂所测的平均颗粒数浓度和平均质量浓度分别为242 266 cm-3、124.2μg/m3,远远高于其他室内活动对颗粒物浓度的影响;在各项人为活动中,拖地时产生的颗粒数浓度和质量浓度最小;在进行室内活动时,特别是烹饪等污染物排放量较大的活动,应尽量缩短工作时间,同时加强通风,降低在高危污染环境中的暴露风险。

拍合式磁脱扣器反力弹簧参数优化设计与软件开发

提出了一种满足不同短路保护要求的拍合式磁脱扣器反力弹簧参数优化设计方法,以某250壳架塑壳断路器的拍合式磁脱扣器为研究对象,仿真计算得到了满足开断要求的配电用和电动机用拍合式磁脱扣器的9组弹簧参数;并验证了仿真计算结果的正确性。研制的拍合式磁脱扣器反力弹簧设计软件,实现了磁脱扣器反力弹簧的参数化设计。