高海拔低气压条件下烟气辐射特性

高原地区特殊的地理环境导致锅炉运行出现出力不足、排烟温度高等一系列问题。采用逐线法(Line-By-Linemethod, LBL),基于HITEMP2010光谱数据库(High-temperaturemolecular spectroscopic database),求解3组不同气压条件下(0.101 325、0.076 622和0.061 655 MPa)空气燃烧方式的烟气吸收系数和总发射率,分析了压力、温度和水蒸气与CO_(2)的摩尔比对烟气辐射特性的影响,改进了灰气体加权和(Weighted-Sum-of-Gray-Gases,WSGG)模型关联式,建立了适用于低气压条件下的WSGG模型参数。结果表明,压力的降低会减小烟气的总发射率,4种工况下压力从0.101 325 MPa下降到0.061 655 MPa时,总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0.093 4、0.084 5、0.091 1和0.084 3。在小行程长度下,摩尔比越大,压力的变化对总发射率的影响越大,而大行程长度下则相反。温度的升高会减小烟气的总发射率,4种工况下,温度从1 000 K升到2 500 K时,总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0.273 6、0.270 5、0.251 5和0.250 5。在小行程长度下,摩尔比越大,温度的变化对总发射率的影响越大,在大行程长度下则相反。摩尔比的增加会增大烟气的总发射率,4种工况下摩尔比从1增加到2时,总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0.088 1、0.100 4、0.088 9和0.100 6。在小行程长度下,温度越高或压力越低,摩尔比变化对总发射率的影响越小,在大行程长度下则相反。改进后的WSGG模型在不同工况下烟气总发射率的最大相对误差为3.67%,相比现有基于常压条件下开发的WSGG模型外推到低压条件的误差有明显降低,表明改进后的WSGG模型更适用于低气压空气燃烧气氛。

高海拔潮气量双环PID控制系统研究

为解决高海拔地区气压降低导致急救呼吸机潮气量控制精度下降的问题,提出了双环PID潮气量控制系统。该系统采用气压补偿型PID控制器调整风机转速,并辅以积分分离式PID控制器,以实现对气流速度的精确控制。在实际海拔4370 m、大气压59 kPa的环境中,系统性能测试表明,相较于单环PID控制,双环控制系统在高海拔条件下表现出快速响应和无超调的卓越性能。平均气流速度输出误差为3.19%,最大误差为4.1%,优于现有临床设备的准确性。这一技术突破不仅提供了高海拔急救呼吸机潮气量控制的有效解决方案,也为特殊环境下的通气控制技术发展贡献了重要参考。

高燃压中型运载火箭发射地面低高度排导技术

综合高燃压中型运载火箭高密度发射燃气流地面排导需求及烧蚀风险分析,提出基于地面双面导流装置与高位挡流墙结合的地面低高度排导技术方案。利用火箭发射燃气动力学研究总结的燃气流膨胀特性以及导流型面设计方法,解决了地面低高度排导技术涉及的地面导流装置导流型面气动设计以及尺度控制两个关键问题。地面低高度排导技术方案设计与燃气流场瞬态仿真多轮叠代,实现了燃气流排导烧蚀范围合理控制,避免了燃气流低高度排导烧蚀反溅影响箭体。地面低高度排导技术采用专利支撑的喷水冷却防护方案实现高燃压中型运载火箭发射燃气流强烧蚀环境发射系统、发射设施综合防护。基于喷流缩比试验相似性控制方法研制了1∶10比例喷流缩比试验系统,通过喷流缩比试验验证确认高燃压中型运载火箭发射燃气流能够实现地面低高度安全、顺畅排导,同时与发射台、导流装置结构融合的阵列喷水方案能够行之有效解决高燃压中型运载火箭地面低高度排导强烧蚀难题。

高海拔下内燃机车车顶热流输运特性研究

内燃机车车顶排放的高温浮射流会对列车外流场分布和下游设备的散热性能产生影响,研究高温浮射流对车体周围气动特性的影响有助于评估下游设备的散热环境状况。采用三维、非定常、可压缩雷诺时均Navier-Stokes方法的Realizable k-ε两方程湍流模型,对5节编组高速列车进行数值仿真模拟计算,并与实车试验结果进行对比验证。此外,还分析了不同海拔高度、列车运行速度下的高温浮射流扩散效应。结果表明:随着海拔高度升高,大气密度减小,柴油机排放的高温气体所受的惯性力加强,气流向上运动趋势增加,列车表面最高温度降低。当运行环境的海拔高度由3000 m上升至5000 m时,内燃机车车顶最高温度由117℃下降到86℃。而列车运行速度加快致使柴油机释放的高温气流更贴近列车表面,导致车顶表面最高温度上升。当列车以80 km/h运行在3000 m海拔高度时,列车车顶最高温度为81℃,列车运行速度提高到160 km/h时,最高温度为143℃。研究阐明了高海拔、低气压、低密度的环境中,内燃动力车驱动列车以不同运行速度在明线运行时,柴油机出风口产生的高温气流对列车外流场气动特性的影响机制。

急进短期高原暴露对中青年男性不同系统的影响

目的观察健康中青年男性急进短期高原暴露(fast-advancing short-term high altitude exposure,FSHAE)前后机体的肝功能、血细胞、肺功能等主要相关指标的变化,并探讨FSHAE对肝脏、血细胞、肺功能的影响及可能机制。方法共纳入健康中青年志愿者男性48名,在进驻高原前1d(海拔100m)、FSHAE 15d(海拔3000m)采集研究对象的生理指标并检测肝功能、血细胞、肺功能相关指标。比较FSHAE前后各系统相关参数的差异。结果与进驻高原前比较,中青年男性FSHAE15d后生理参数指标:心率明显增快、呼吸频率增加、收缩压升高、平均动脉压升高、血氧饱和度下降、舒张压升高,差异均有统计学意义(P<0.05);肝功能指标:天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶均升高、谷氨酰转肽酶、碱性磷酸酶、总胆汁酸均升高,总蛋白下降,差异均有统计学意义(P<0.05);血细胞相关指标:红细胞计数、红细胞压积、平均红细胞体积、平均血红蛋白量、平均血红蛋白浓度、血红蛋白均升高,血小板计数降低,差异均有统计学意义(P<0.01),虽然白细胞计数升高,但差异无统计学意义(P>0.05);肺功能相关指标:用力肺活量下降,差异有统计学意义(P<0.05);第1秒钟用力呼气容积下降、一秒用力呼气率升高,但差异均无统计学意义(P>0.05)。结论健康中青年男性FSHAE可导致机体出现氧化应激,可发生急性低氧性多系统性损伤,与此同时机体各系统出现缺氧适应性调节,各器官发生自我代偿修复,且各系统间可能存在相互影响的可能。

制氧吸附剂研究进展

吸氧是减轻高原缺氧环境对高原人群身心健康损害的最有效措施。目前,变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)制氧技术因其装置体积小、操作灵活、产氧成本低、安全性能高等优势,已经成为主流的高原制氧技术。但是高原低气压环境会降低制氧吸附剂在PSA工艺中的利用效率,因此如何提高吸附剂在高原低气压环境中的产氧性能已成为当前高原PSA制氧技术急需突破的技术瓶颈。本文基于前人的研究结果,首先分析了制氧吸附剂的氮氧分离原理;探讨了影响吸附剂氮氧分离性能的主要因素;然后阐述了当前国内外制氧吸附剂的发展应用现状,重点讨论了制氧吸附剂的改性研究,并对制氧吸附剂高原低气压环境适用性进行了分析,总结了前人得出的不同结论,论证了不同的制氧吸附剂和相关改性方法对氮氧吸附系数的影响;最后进行了总结展望,期望为面向高原低气压环境制氧吸附剂的发展提供理论借鉴。

间冷循环燃气轮机低压工作线及影响因素分析

为详细掌握间冷循环燃气轮机的工作特性及实际运行过程中低压工作线的变动,考虑空气系统引气、压气机出口漏气对流量连续的影响,引入压气机与涡轮及相邻涡轮间的流量比例系数,理论推导间冷循环燃气轮机低压工作线方程,得到影响低压工作线的典型因素。开展间冷循环燃气轮机低压工作线在典型影响因素下的变动机理分析,不同于高压工作线变动分析采用等换算转速条件,低压工作线变动分析采用等高压转子增压比条件更为合理。依据间冷循环燃气轮机长期运行后典型影响因素的变化,获得间冷循环燃气轮机低压工作线的具体变动结果,即高压压气机效率降低、高压涡轮效率降低、高压涡轮导向器面积增加、间冷器性能衰减及二次水温度升高等会导致低压工作线升高,低压压气机效率降低、低压涡轮效率降低、低压涡轮导向器面积增加、低压出口漏气量增加及大气温度增加等会导致低压工作线降低。

低气压下三种直流绝缘子覆冰闪络特性及其比较

根据人工气候室模拟覆冰条件所进行的直流闪络试验结果,分析了气压和覆冰水电导率对二种超高压直流绝缘子(XZP-160、LXZP-210、XZWP-160)覆冰负极性闪络电压的影响。试验结果表明:直流绝缘子覆冰负极性闪络电压与气压、覆冰水电导率等呈非线性关系;覆冰水电导率对负极性闪络电压的影响在覆冰期比在融冰期更严重;不同结构绝缘子的冰闪电压有着明显的差异,三伞型 XZWP-160绝缘子受气压和污秽的影响比钟罩犁XZP-160和LXZP-210绝缘子严重。由此,建议住高海拔覆冰地区要慎重选择直流绝缘子。同时对三种不同类型的绝缘子在覆冰期的闪络电压进行校正,这对我国西电东送工程中直流输电外绝缘的设计有着重要的参考价值。

高海拔下不同伞形结构750kV合成绝缘子短样交流污秽闪络特性及其比较

为适应高海拔污秽地区750kV线路外绝缘选择的要求,在人工气候室内模拟高海拔气压条件对三伞五组合伞形和大小伞形结构的二种750kV合成绝缘子短样的污秽闪络特性进行了试验研究,分析了试品污闪电压和污闪梯度与伞裙结构的关系以及海拔高度或气压对污闪电压的影响。结果表明:合成绝缘子的污闪电压与伞裙结构有密切关系;在同样的最短干弧距离下,简单伞形结构的合成绝缘子具有更高的污闪电压和污闪梯度,对于伞形结构复杂的合成绝缘子,虽然其爬电距离提高了,但其污闪电压没有明显提高;高海拔下合成绝缘子的气压影响特征指数n大于瓷和玻璃绝缘子,并受伞裙结构形式、污秽程度的影响,且随着污秽程度增加,n逐渐减小,此外,染污方法和方式对n也有一定影响但不明显。

低气压下不同伞型结构复合绝缘子交流污闪性能对比

为得出高海拔、低气压污秽地区污闪性能优异的复合绝缘子技术参数,在大型多功能人工气候室内对高海拔、低气压条件下干弧距离比较接近的4组不同伞型结构的复合绝缘子(共7种)的污闪性能进行了对比研究。分析了复合绝缘子技术参数、污秽度对气压影响特征指数n及污闪梯度EL的影响。结果表明,气压特征指数n介于0.55～0.88之间,且随着污秽程度加剧而变小;在一定的结构高度下,n随着复合绝缘子伞间距与伞伸出之比S/P减小而增大,随伞裙边缘两点之间爬电距离与直接空气间隙距离之比l/d增大而增大。在低气压、污秽共同作用下,大小伞型爬距与干弧距离之比L/h为3.55的复合绝缘子在海拔≤2500m时污闪梯度EL最大,耐污性能最佳;海拔高度达4000m、大小伞型L/h为3.27时污闪梯度EL最大,耐污性能最佳,最佳L/h有随气压降低而变小的趋势。

高海拔因素对绝缘子污闪特性的影响

我国西电东送、西藏联网等工程对高海拔条件下的外绝缘特性研究提出迫切需求。为此,首先总结了国内外关于高海拔、低气压条件下绝缘子污闪特性的研究,重点介绍了我国近年来在该领域问题研究上取得的成果,总结发现气压对污闪电压的影响可以用气压下降指数n来衡量,统计分析表明,交流悬式的n值平均值为0.49,交流支柱为0.48;直流悬式的n值平均值为0.27,直流支柱为0.42。然后对低气压下污闪电压下降机理的问题进行了深入讨论,认为低气压下电弧的伏安特性下降和伞裙间电弧桥接是导致污闪电压下降的2个原因。同时分析了表征气压和海拔高度对污闪电压影响的气压下降指数n和海拔修正系数K的物理意义,认为K有明确的物理意义。最后比较了海拔高度对电晕起始电压、空气间隙击穿电压和污闪电压影响的严酷程度,结果表明,在合理伞形的前提下,高海拔条件下污闪电压的下降幅度不是最严重。

高海拔现场标准悬式绝缘子的交流污闪特性

绝缘子污闪特性是对高海拔地区输电线路进行外绝缘选择时需考虑的重要因素之一。目前大多数研究是在人工模拟条件下进行的,文章通过理论分析提出了高海拔条件下的污闪模型,并在高海拔现场试验研究了标准悬式绝缘子XP-70的交流污闪特性。结果表明,高海拔条件下的气压对污闪电压影响的特征指数为0.51。高海拔现场的试验研究结果表明,海拔升高,环境温度上升,污闪电压下降,污闪电压正比于绝对温度之比的幂函数,其温度影响指数为0.23。因此,文章提出研究高海拔条件下的污闪电压不仅应考虑气压的影响,而且不能忽视温度的影响。

涡轮增压柴油机高海拔(低气压)性能试验研究

在内燃机高海拔(低气压)模拟试验台上,对不同模拟海拔高度下的涡轮增压柴油机性能进行了试验研究。分析了海拔高度的变化对涡轮增压柴油机动力性、经济性的影响,研究了涡轮增压柴油机最大转矩、最低燃油消耗率随海拔高度的变化规律,为进一步提高高海拔地区涡轮增压柴油机的性能提供了重要的理论依据。

高空低气压、低温环境下的电晕放电模拟试验系统

为研究高空低气压、低温环境下的电晕放电特性,研制了由气压泵、气压计、温控箱、密闭气罐、高压静电源、动态电位测试仪等组成的低气压、低温环境电晕放电模拟试验系统。该系统可实现10-2 Pa^100 k Pa范围内的气压调节和-60~20℃范围内的温度调节,满足试验所需的气压和温度要求。并利用此系统进行了不同气压下的电晕放电试验,初步得到了电流波形随气压的变化规律。试验结果表明:在10~100 k Pa气压范围内,当温度、湿度等其他环境因素基本不变时,随着气压的降低,电晕放电电流脉冲上升沿及放电形成所需要的时间增加,而放电电流脉冲下降沿和持续时间基本不变,分别约为320 ns和600 ns。

低气压下特高压直流污秽复合绝缘子覆冰闪络特性

复合绝缘子耐污性能好,我国在建的云广±800kV直流特高压线路将采用复合绝缘子,但该线路面临覆冰和高海拔的影响。该文在人工气候室模拟高海拔的低气压研究了2种不同伞型结构的染污复合绝缘子直流冰闪特性。结果表明:特高压直流复合绝缘子冰闪电压随冰厚和污秽程度增加均呈幂函数规律下降,2种绝缘子冰厚影响特征指数分别为0.246、0.212,污秽影响特征指数则分别为0.1742、0.1784。而冰闪电压与高海拔低气压之间满足幂函数关系,其气压影响特征指数与绝缘子型式、覆冰状态和覆冰量、污秽程度等有关。在中等覆冰条件下,五三型结构复合绝缘子具有较好的覆冰电气性能。在严重覆冰条件下,复合绝缘子伞裙结构对直流冰闪电压的影响不明显。

高压共轨柴油机高海拔全负荷标定

高原标定是高压共轨柴油机开发过程中的重要环节.利用高海拔(低气压)标定试验系统进行了高压共轨柴油机不同海拔下的全负荷标定试验,研究了最佳喷油参数随海拔的变化,并进行了高压共轨柴油机不同海拔下的功率试验.研究结果表明,最佳循环喷油量随海拔的增加而减小,海拔每升高1 000,m,循环喷油量下降2%～4%;中高转速下最佳喷油提前角和轨压随海拔的增加而增大.海拔每升高1 000,m,最大转矩降低2.8%,标定功率下降2.9%.不同海拔下柴油机速度系数保持不变.不同海拔中高转速燃油经济性基本保持不变,低转速下燃油经济性恶化,海拔每升高1 000,m,低转速下燃油消耗率增加3.9%.

大气压低温等离子体的研究现状与发展趋势

本文概述了2016年首届全国高电压与放电等离子体学术会议。根据会议的学术报告,结合近年来大气压低温等离子体领域中经典的综述论文,从理论研究和实际应用两方面总结和分析了大气压低温等离子体的研究现状及发展趋势。其中,理论研究主要从激励电源类型、等离子体装置、实验诊断技术和仿真方法等四个方面展开综述,实际应用则主要集中在生物医学、环境治理、流动控制和材料处理等领域。从会议相关情况来看,国内的大气压低温等离子体行业正处于高速发展阶段,理论和应用研究展现出齐头并进、相辅相成的态势。理论研究需要解决等离子体的非线性现象、参数调控机制以及大面积均匀性等问题,而实际应用则聚焦于交叉领域的拓展、等离子体与样品作用机制、以及工业应用推广的相关问题。

低气压下绝缘子短波头操作冲击污闪特性

在操作冲击下绝缘子也会发生污闪,且随着海拔升高或气压降低,绝缘子操作冲击污闪电压还将降低。为满足我国高海拔地区污秽绝缘选择的需要,文章在人工气候室模拟不同海拔条件下的低气压,通过试验研究了清洁和染污7片串XP-160绝缘子在短波头操作冲击下的污闪特性,得出了盐密、气压、温度对污秽绝缘子50%操作冲击闪络电压影响的关系式,确定了三者的影响特征参数。研究结果表明,与清洁绝缘子的干闪和雾闪电压相比,污秽绝缘子在操作冲击下的污闪电压明显降低,因此工程设计时应考虑污秽绝缘子的操作冲击放电特性。

标准悬式普通玻璃绝缘子的高海拔现场交流污闪特性

绝缘子污闪特性在高海拔地区的输电线路外绝缘选择中起着重要作用,其相关研究主要在人工模拟条件下进行。为此,研究了自然环境高海拔地区绝缘子的污闪特性,通过理论分析提出了高海拔条件下的污闪模型,并在高海拔现场采用湿污法测量了LXY-70型标准悬式玻璃绝缘子的交流污闪特性。结果表明,LXY-70型绝缘子的污闪电压和污秽度满足负幂指数函数关系,并随着污秽度的不断增加而呈现一定的饱和趋势,污秽影响特征指数b的范围为0.288 9～0.314 5;绝缘子交流污闪电压与串长近似呈线性关系;高海拔条件下,随着海拔高度的升高,环境温度的上升,污闪电压下降,其气压影响特征指数m为0.597;其污闪电压正比于绝对温度之比的幂函数,其温度影响指数w为0.272。

低气压下长串绝缘子的直流污闪特性

为了解污秽和高海拔对正在建设的云广±800kV直流特高压线路外绝缘面临的综合影响,利用大型多功能人工气候室进行了低气压下XZP-210绝缘子长串直流污秽闪络特性试验研究,确定了利用人工气候室模拟高海拔进行污闪试验的方法。研究表明:海拔232m～3km且盐密为0.03～0.15mg/cm2时,XZP-210绝缘子直流污闪电压与串长呈线性关系;绝缘子直流污秽闪络电压与污秽满足负幂指数函数关系,其污秽影响特征指数b值为0.337～0.352,且受气压的影响;直流污秽绝缘子闪络电压随气压的降低而降低,其气压影响特征指数n为0.35～0.42,且污秽越重,n值越小。