Analysis of Fault Arc in High-Speed Switch Applied in Hybrid Circuit Breaker

The behavior of fault arc in a high-speed switch （HSS） has been studied theoretically and experimentally. A simplified HSS setup is designed to support this work. A two-dimensional arc model is developed to analyze the characteristics of fault arc based on magnetic-hydrodynamic （MHD） theory. The advantage of such a model is that the thermal transfer coefficient can be determined by depending on the numerical method alone. The influence of net emission coefficients （NEC） radiation model and P1 model on fault arc is analyzed in detail. Results show that NEC model predicts more radiation energy and less pressure rise without the re-absorption effect considered. As a consequence, P1 model is more suitable to calculate the pressure rise caused by fault arc. Finally, the pressure rise during longer arcing time for different arc currents is predicted.

干气脱硫塔压力降控制方法与实践

介绍了某公司液相柴油加氢装置干气脱硫塔压力降高的解决方法。通过Storks定律理论分析与试验相结合的方法,确定控制干气脱硫塔压力降主要措施:降低含硫干气流量和解决填料层堵塞问题。将含硫干气流量由7600 m^(3)/h降至6500 m^(3)/h,干气脱硫塔压力降下降6.5 kPa,效果不佳。填料层堵塞主要是因上游贫胺液中含有大量高碳固体颗粒,且其在贫胺液中悬浮沉降。根据Storks定律并利用该项曳力特征,固体黑色颗粒沉降速度为0.012 m/s,故通过满塔操作快速外送填料塔内贫胺液,高速流动产生与沉降相反的曳力足以使其悬浮,将大量高碳固体颗粒从填料中清除,干气脱硫塔压力降从53 kPa快速降至1 kPa,解决了填料层因高碳固体颗粒物堵塞而导致压力降高的问题,可操作性较强,效果显著。

加氢装置循环氢流量波动原因分析

某炼油厂2.2 Mt/a渣油加氢装置循环氢压缩机出口流量出现了较大幅度的异常波动,且循环氢流量较低,反应器催化剂床层压力降波动大,装置处理量提升困难。对引起波动的原因进行了分析,确定根本原因为混合氢与热高分气螺纹锁紧环换热器内漏,装置正常生产过程中,应确保平稳操作,并密切关注螺纹锁紧环换热器螺栓预紧力的变化情况,为解决同类装置生产过程中遇见的类似问题提供借鉴。

高速动车组牵引变流器的压力特性及温升计算

为分析高速动车组运行过程中列车表面压力对牵引变流器进出风口的影响以及牵引变流器的冷却散热效果,首先建立列车明线运行的空气动力学模型,通过数值模拟得到高速动车组以速度350 km/h明线运行时的压力分布特性,结果表明牵引变流器的进出风口均为负压,出风口与进风口平均压差值为负值,这有利于牵引变流器的通风散热;然后根据牵引变流器的结构特点分别建立了液冷子系统和风冷子系统的仿真模型,得到主逆变组件、整流组件和辅助逆变组件的绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)元件温升,以及变压器、电抗器等电气部件的温升;最后通过温升试验验证仿真计算结果的准确性和牵引变流器的散热效果。牵引变流器的压力特性及温升计算,对于高速动车组的开发研制具有一定意义。

天然气管道旁通清管研究进展

为推进国内旁通清管技术发展,围绕简单旁通式、旁通孔开度控制式和速度控制式清管器,介绍了它们的结构特点。分析了旁通清管模型适用性及局限性,探讨了水平、水平-立管和水平-起伏-立管清管系统中清管速度、压力、段塞分布情况等变化规律,阐明了国外旁通清管技术工程应用情况与效果,分析了国内速度控制式旁通清管技术的研究现状及未来的发展方向。旁通率、压降系数和皮碗与管壁间摩擦力是决定旁通清管器运行速度的重要参数,比选旁通率以及精确计算摩擦力与压降系数,有助于建立准确通用的旁通清管模型。通过理论分析、模拟仿真以及现场试验研究,所得结论有助于推进旁通清管技术工程化应用。

矿渣立磨主电机电流突降原因分析及处理办法

伴随着我国绿色经济的不断发展,矿渣立磨逐渐成为绿色钢铁企业的标志性建筑之一,与其紧密相关的矿渣立磨的生产调试应得到广泛的关注。磨机生产稳定对促进钢铁企业节能、减排、效益发展有巨大促进作用。本文根据磨机生产过程中出现的几个主要问题,结合数据曲线对其进行分析与处理,对钢铁企业磨机生产出现的问题进行预防与指导,以更好得推进磨机稳定生产,钢铁产业节能减排。

螺杆钻具输出特性分析

分析影响螺杆钻具压降和输出特性的主要因素及造成螺杆钻具实际输出扭矩和转速低于理论值的原因,从螺杆钻具的结构参数入手,考虑钻井液性能和钻压等外部因素的影响,建立螺杆钻具容积效率和机械效率的计算模型,从而求出在施加不同钻压情况下螺杆钻具的输出特性。从螺杆钻具工作效率、输出扭矩和输出转速与钻压的关系图,可以得出螺杆钻具输出特性的变化规律:在一定排量下,随钻压的增大,螺杆钻具的实际输出扭矩增大,实际输出转速降低,这主要是由漏失引起的。该研究成果为现场螺杆钻具选型提供了理论依据。

煤层气排采储层压降传播规律研究

根据煤层中的渗流机理建立了煤层压力分布数学模型,计算出煤层气排采时煤层中的压力分布情况,揭示煤层中压降传播的规律。利用Matlab7.11软件模拟晋城某区块煤层气储层压降传播情况,分析了影响压降速度、压降大小以及压降传播距离的因素。研究表明:煤层的渗透率、孔隙度、压缩系数及排采时间对煤层中各点的压降速度影响较大;煤层压降与产水量、煤层有效厚度、煤层的渗透率、孔隙度、排采时间和煤层含水量呈正相关;煤层的渗透率、孔隙度、排采时间与压降在煤层中传播的距离呈正相关。

条形障碍物对瓦斯爆炸特性影响研究

我国煤矿瓦斯爆炸事故不断出现,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,在置障条件下研究瓦斯爆炸特性,对预防和减少瓦斯爆炸事故具有重要意义。利用水平管道式爆炸试验装置,研究密闭管道内条形障碍物的数量和阻塞率对管道内瓦斯最大爆炸压力、火焰速度、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数的影响以及敞口状态的影响。研究表明:障碍物对瓦斯爆炸具有显著激励作用,管道内瓦斯最大爆炸压力、火焰速度、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数均显著增大,随着障碍物数量和阻塞率的增加,激励作用越明显;敞口状态下管道内最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数均显著减小,火焰持续传播。研究结果对防治煤矿瓦斯爆炸事故提供一定的理论支持。

致密砂岩气藏应力敏感的全模拟试验研究

高温高压全模拟全直径致密砂岩气藏岩石降压开采试验数据揭示了致密砂岩气藏高速开采可对储层造成渗透率损害 ,损害的机理是孔隙介质中微粒迁移堵塞孔喉和高速开采所导致有效上覆压力增加使孔喉缩小所造成的综合效应。微粒迁移可通过提高生产压差解决 ,而防止大压差生产所引起的应力敏感则必须严格控制生产压差在 0 .2～ 8MPa范围内 ;,对渗透率低于 0 .2× 1 0 - 3μm2

注射过程喷嘴内物料温度和压力的模拟与分析

利用Fluent软件对注射过程中物料在喷嘴内的流动进行了模拟 ,分析了喷嘴内剪切热产生的位置及喷嘴尺寸与物料温度变化和压力降的关系。结果表明 ,注射过程中喷嘴内最高温升位置出现在壁面附近的很小区域内 ,温升变化率随喷嘴圆管直径的增加而降低 ,随喷嘴圆管长度的增加而提高 ;喷嘴出口处物料温度随喷嘴圆管直径增加逐渐趋向均匀 ;

高强度聚焦超声场中空化泡群的结构及其形成过程

空化是高强度聚焦超声(HIFU)引起组织损伤的作用机制之一。本文使用高速摄影技术研究了HIFU场中空化泡群结构的空间分布特征、超声功率对空化泡群结构的影响、空化泡群结构的建立过程尤其是起始过程。空化泡群的结构以空化泡在声场中的区域化分布为特征．在一定功率范围内空化泡群的结构保持稳定。从建立过程来看,空化泡群首先出现在焦区,然后在焦后区(远离换能器的区域)形成,焦前区(靠近换能器的区域)空化泡群最后形成。在对空化泡群起始的研究中发现最初拍摄到的空化泡群形状与焦区形状接近,并且观察到空化泡在焦区发生聚集然后破裂的现象。

物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征

与季风、台风相比,龙卷风具有空间尺度最小、风速最大的特点,常规气象观测仪器无法记录龙卷风的风场信息;到目前为止,极少量的龙卷风风场信息来自于多普勒雷达探测得到的龙卷风风速、气压特征信息。因此,基于龙卷风实测数据尚不能充分研究龙卷风的风场特征。在实验室中,利用缩尺的物理模拟器生成龙卷风风场,研究其风场特点,对于充分认识龙卷风特性具有重要意义。利用北京交通大学龙卷风模拟器生成了5种涡流比的龙卷风风场,总结分析了龙卷风的切向风速、径向风速、竖向风速以及气压降的空间分布规律,与龙卷风实测结果和龙卷风理论模型进行了对比分析。结果表明,利用北京交通大学龙卷风模拟器生成的龙卷风风场与真实龙卷风的形状相似,风速、气压降的分布特点与真实龙卷风实测值和修正兰金涡理论值吻合或基本吻合,验证了龙卷风模拟器的有效性,为进一步研究建筑、桥梁、输电线等基础设施的龙卷风风效应提供了试验平台。

液体表面张力测定方法的研究进展

表面张力是影响多相体系的相间传质和反应的关键因素之一,是重要的液体物理性质。本文着重介绍了几种液体表面张力的测定方法(包括毛细管上升法、Wilhelmy盘法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法),包括这几种方法的测定原理、优缺点及改进方法,特别指出了宽温度和压力范围的表面张力测定存在的问题,实验方法的选择及表面张力测定方法的发展趋势。

海底NGH水力提升法最小提升速度和压力损失

根据天然气水合物的相关性质,对比总结了现阶段天然气水合物的几种主流开采方法;在现有的天然气水合物水力提升工艺的理论基础上,研究了天然气水合物水力提升系统中天然气水合物颗粒的最小提升速度;采用主流颗粒水力提升最小速度计算理论,并结合天然气水合物颗粒性质计算出天然气水合物颗粒最小提升速度,同时进行了对比;对水力提升系统的管路输送系统进行了理论建模,研究对比得到了天然气水合物输送过程中管路系统中颗粒浓度、颗粒直径、提升速度对天然气水合物提升管路系统中压降的影响。

小井眼环空压耗的室内试验研究

小井眼环空水力学与常规井区别很大。在室内小井眼环空实验架上对小井眼环空压力损失进行了试验研究。模拟环空钻井液返速、钻柱旋转速度、钻柱偏心弯曲程度、钻井液性能和钻具接头等对压耗的影响，取得上千组试验数据。试验结果表明：随环空返速增加，小井眼环空压耗增加很快；在转速较低时随转速增加压耗反而有所下降，但下降幅度很小，在转速较高时钻柱旋转时压耗的影响很大；随偏心度增大，环空压耗降低；随环空间隙减小，压耗对钻柱旋转变得更为敏感；随钻井液幂律流性指数增加，环空压力损耗增大；随宾汉塑性粘度增加，环空压耗增加；随钻井液密度增加，环空压耗增大；钻具接头对小井眼环空压耗的影响很显著。

焦炉煤气精脱硫系统的研究与优化

对焦炉煤气制甲醇生产过程中存在的精脱硫系统一级加氢反应器温升高、床层压降大、催化剂使用寿命低、必须停车更换催化剂等问题进行了原因分析。根据焦炉煤气(COG)中二硫化碳(CS2)、硫氧化碳(COS)、乙硫醇(C2H5SH)、噻吩(C4H4S)4种有机硫的转化特点,合理解释了COS不能被完全加氢转化、C2H5SH与C4H4S在一级加氢反应器出口浓度增加现象。通过对上述问题的研究与分析,制定了焦炉煤气精脱硫系统优化方案。该方案实施后有效解决了生产实际问题,实现了不停车更换加氢脱硫催化剂,可以提高整套装置的开工率,为企业带来间接经济效益。

风载荷下高速动车组升降弓拉弧的动态计算

针对高速铁路动车组升降弓的拉弧现象,研究了计及风载荷下的升降弓电弧运动特性。首先结合链式电弧模型的特点,建立升降弓拉弧的物理模型;然后系统考虑开放式环境中升降弓链式拉弧的受力特性,包括热浮力、空气阻力、电动力、风载荷等,建立了升降弓拉弧电流元的综合受力模型;再通过比较升降弓动态拉弧的风载荷与电动力,重点分析了在接触网相同载流下风载荷对电弧运动所起的作用,进一步探讨了不通风载荷对升降弓拉弧形态的影响。仿真结果表明,利用所提出的仿真模型研究风载荷下高速动车组升降弓拉弧的空间运动形态和长度变化过程是可行的。

水电站引水系统取消尾水调压室过渡过程计算研究

对洪家渡水电站引水系统在设置尾水调压室和取消尾水调压室两种情况下的过渡过程进行了计算研究 .计算表明 ,通过考虑机组特性、优化机组导叶关闭规律及合理整定调速器参数 ,该水电站取消尾水调压室的方案是可行的 ,其各设计参数控制值基本上能满足设计要求 .

晶闸管水冷散热器的热仿真与实验

为协调散热性能与流动阻力的矛盾关系,开发了一款基于阿基米德螺旋流道结构的晶闸管水冷散热器。分别利用Hyper Mesh和FLUENT软件划分高质量网格与求解计算,得到了流速分布与温度场分布,可以看出冷却水在水冷散热器中间部位出现流速不均,导致中心部位的温度最高。通过分析冷却水流量、温度和发热量等因素对温升与压降的影响可知:入口流量不变时,温升随发热量增大而提高;发热量不变时,温升随入口流量增大而降低,流量增大至一定程度,温升受入口流量的影响很小;入口流量不变时,温升随冷却水温度升高略有下降;压降随入口流量增大而急剧上升;压降随冷却水温度提高而小幅度下降。建立了样品测试环境,测量了不同入口流量下的试验数据,对比分析可知仿真结果的准确性。对水冷散热器中间部位的流道进行改进后,最高温度降低了7.8%。