Experimental Verification to Estimate Ground Thermal Conductivity Using Spiral Coil Type Ground Heat Exchangers

This paper presents an experimental study on the evaluation of thermal response of a spiral coil type GHE （ground heat exchanger）. This GHE was installed on partially saturated landfill ground that was composed of silt and clay in the runway area of Incheon International airport. TRT （thermal response test） was conducted for more than 65 hours under continuous operation conditions. Ground thermal conductivity was derived based on line source theory, which has usually been found to be appropriate for line type GHEs such as U, W and 2U types. A reasonable method to derive ground thermal conductivity using the infinite line source theory for a spiral coil type GHE was introduced. Ground thermal conductivity from the TRT using spiral coil type GHE was compared with those from the analytical equivalent model of ground thermal conductivity.

基于宽频激励的平面电磁层析成像方法

为了实现对高低电导率材料的检测与成像,提出了一种基于宽频激励的平面电磁层析成像方法。根据线圈的电磁特性及实验测试结果,探讨了平面线圈阵列的优化方法。通过有限元仿真模型,采用场量提取法获取灵敏度矩阵,并针对灵敏度矩阵的均匀性问题提出了改进方法,提高了图像重建质量。通过仿真模型评估了不同电导率物体的图像重建质量,仿真结果证明了提出的平面电磁层析成像方法可以实现对高低电导率材料的成像。搭建了基于宽频激励的平面电磁层析成像实验系统,并对多种不同电导率物体进行了成像实验。实验结果表明,重建图像平均相关系数为0.77,平均定位误差为4.46 mm。

基于互易原理磁感应成像中灵敏度矩阵的计算

磁感应成像(MIT)是一种利用线圈传感器重建所测物体内部电导率分布的成像方法。MIT中的灵敏度矩阵为所测感应电压对物体电导率变化的函数,是反演成像的关键。基于有限元方法和互易原理,提出一种有效计算MIT灵敏度矩阵的方法,在所建立测量模型基础上,运用该方法进行了实验与分析。实验结果表明,该方法可以快速求解MIT中的灵敏度矩阵,应用在高斯一步牛顿算法中可以实现图像重建,为MIT逆问题提供了更有效的解决方案。

用ANSYS软件对铝材退火炉内铝卷温度场的数值模拟

以40 t铝材退火炉内铝卷为研究对象,建立了铝卷退火过程的导热数值模型。为获得铝卷温度分布规律,采用ANSYS分析软件对铝卷温度场进行数值模拟,得到对流换热、接触热导等参数对铝卷退火的影响规律,并对仿真结果进行试验验证。结果表明,循环风机所引起的对流换热参数和铝卷捆扎力所关联的接触热导在合适数值范围内能提高铝卷退火各方面的质量和稳定性,且能缩短加热时间,降低成本。铝卷内外部温度计算值与试验值之间有较好的一致性。

一种新型的混合平面结构电导率传感器的设计与实现

基于水体-电极系统的机理分析,设计并实现了一种新型的电导率传感器。传感器采用平面矩形线圈与叉指电极混合结构。通过搭建自动化实验平台,采用交流阻抗技术,对研制的传感器进行实测,以获得传感器在不同溶液、不同频率信号激励下的阻抗数据。经过与商用电导率传感器进行数据拟合,找出了阻抗数据与电导率之间的函数关系。实验证明,该电导率传感器是一种灵敏度高、稳定性强的测量工具,其测量精度达到了商用传感器标准,为水溶液电导率的测量提供了一个低成本的解决方案。

宝钢HPH全氢罩式退火炉钢卷加热时间的研究

控制全氢罩式退火炉钢卷的加热时间,对提高生产效率,改善产品质量有重大意义。本文在宝钢生产条件下建立并验证了钢卷传热模型,然后以此为基础分析了钢卷的径向等效导热系数,钢卷外径、高度,炉内循环气体的流量、温度对钢卷加热时间的影响。研究表明,钢卷径向等效导热系数增加8W/(m℃)时,退火加热时间缩短3.3h;钢卷外径增加0.8m时,退火加热时间延长3.9h;钢卷高度增加0.6m时,退火加热时间延长5.9h;循环气体流量增加6000m3/h时,退火加热时间缩短了0.50h;循环气体温度提高40℃,退火加热时间缩短了2.8h。

钢卷退火过程导热和热应力数学模型

研究了钢卷在罩式炉中的退火过程,建立了钢卷的导热和热应力数学模型,耦合求解出钢卷的温度场和应力场,所得结果对钢卷退火工艺的优化具有参考价值。

生物组织电导率CMIT平面螺旋激励线圈的分析

计算了平面矩形螺旋线圈的电感值,结果与近似公式计算得出的电感值吻合。另外,通过理论计算发现,矩形平面螺旋线圈产生的磁场具有聚焦的特性,并计算和讨论了分层生物组织的电导率对电感的影响,认为用矩形平面螺旋线圈来做生物组织非接触的电导率成像的激励线圈是可行的。

采用过电压波形识别的单相接地暂态过电压抑制方法

运行经验表明消弧线圈在中性点非有效接地的电网正常运行和故障时的参数整定、调节困难,常常难以兼顾两种工作状态,限制了消弧线圈的应用。而随着坚强智能电网的建设,为实现调节控制故障的发展需求,快速准确地对弧光接地过电压进行抑制显得非常必要。为此,提出了采用过电压波形识别,有选择性地投入消弧线圈对单相接地暂态过电压进行抑制的方法,并在考虑消弧线圈自身损耗电导和线路对地电导的基础上,推导了电网对地电容电流实时计算的方法,从而实时准确地调节消弧线圈参数。依据该方法,建立了某110 kV变电站的EMTP仿真模型,分析了线路参数和负载变化对消弧线圈参数调节的影响以及有选择性地投入消弧线圈时对暂态过电压的抑制效果。仿真结果表明该抑制方法对电网正常运行状态影响小,且发生单相接地故障时对暂态过电压有很好的抑制效果。

跟踪补偿消弧装置变参调谐通用方法

为实现消弧线圈精确跟踪调谐,适应不同变参调谐方式,提出了跟踪补偿消弧装置变参调谐通用方法。对于通过改变支路阻抗(变参)的形式实现自动跟踪调谐的消弧线圈,测量变参前后零序电压或中性点电流的幅值和相位差即可精确测量电网对地分布总电容和分布总电导,参数的变化可以是电阻或电感单个参数的变化,也可以是电阻和电感2个参数同时变化。由于不受变参形式的影响,在预调式和随调式消弧线圈中均可适用。仿真计算结果表明,该方法可在线实时测量,不影响系统运行,实现了消弧线圈的跟踪控制补偿。

便携式多功能涡流仪的研制

介绍了集涡流探伤、电导率测量和涂层测厚功能于一体的便携式多功能涡流仪的实现原理。利用ANSYS软件进行数值模拟,得出涡流检测线圈阻抗的变化规律。提出用相位分析法来抑制提离效应,并在此基础上,设计研制了基于AT91RM9200处理器的多功能涡流仪的测量系统。实验结果表明,该系统具有很好的推广应用前景。

导电平板上方聚焦线圈的瞬态电磁场(英文)

分析了位于导电平板上方任意张角的聚焦线圈所产生的线性瞬态电磁场。在单个倾斜圆环线圈电磁模型基础上,推导出了聚焦线圈电磁场量的复频域解析表达式。运用这些表达式和拉氏反变换的数值方法计算了瞬态响应,并讨论了瞬态响应与线圈张角以及平板参数的关系。研究发现,随着线圈张角变小,导体内部涡流密度分布更加集中、时域波形更为陡峭,线圈中感应电动势的峰值变大;平板导体的电导率和磁导率对涡流密度与线圈感应电动势波形影响较大,板厚对瞬态响应影响较小。通过与商用软件仿真结果的对比验证了该文模型与方法,其结果可以用于脉冲涡流检测的信号预测与解释以及探头结构的设计。

电磁勘探中磁场的直接测量方法

介绍了超导量子干涉仪直接测量磁场的基本原理 ;分析了用超导量子干涉仪直接测量磁场的可行性及其优越性 ;指出了超导量子干涉仪可能的潜在用途。研究表明 ,超导量子干涉仪的响应速度。

生物组织磁聚焦电导率成像原理及反演算法

生物组织磁聚焦电导率成像系统利用多圈螺旋电感线圈形成聚焦磁场激励和检测导电目标,达到了提高成像空间分辨率的目的。根据所推导的频率变化与分层生物组织电导率的关系,引入遗传算法对目标电导率进行反演优化计算,获得了充足的成像数据。对于给定的十层分层生物组织模型,反演优化所得电导率除最深层有较大偏差需要进行数据处理外,其余均与目标一致,成像数据非常可靠;成像速度为百毫秒数量级但是具有很大提高潜力。计算结果表明该方法能够有效地对生物组织进行分层媒质建模计算,进一步采取措施能够实现较高分辨率的实时成像。

开放式磁感应成像系统设计

磁感应成像是一种交换机型功能性成像技术。回顾了磁感应成像技术的发展历史及现状,指出了其研究意义,介绍了磁感应成像技术的原理及实验设计模型,分析了设计方法的特点,给出了系统结构和仿真实验结果,并指出了磁感应断层成像技术的发展前景。

沼气工程罐内盘管加热传热速率与效率分析

国内沼气工程中广泛采用的加热方式——罐内盘管加热。从热力学角度出发,基于热力学第一、第二定律,对影响罐内加热的各因素从传热速率与传热效率方面进行分析。研究表明,从传热速率-总传热系数角度分析,选用热导率在15 W·m-1·K-1以上的厚管壁管径,同时采用低转速的搅拌方式能实现最大化的传热速率。另外,从传热效率-有效能角度对传热过程进行能耗分析,在逆流搅拌下,提高冷物料进口温度可以减少换热的不可逆性,可增加传热过程有效能的利用率。研究结果为实现沼气工程罐内加热过程传热速率与效率统一,达到能量的最优化利用提供理论参考。

任意层导电板上方线圈阻抗的级数计算模型

为解决积分法求解层叠导电结构上方通电线圈阻抗困难、费时的问题,采用一种基于Maxwell方程组、矢量磁位和空间解域截取的级数展开快速计算方法,将有限层导电结构检测模型拓展到任意层,并导出级数形式的通电线圈阻抗变化表达式;通过设定适当的解域截取半径和级数求和项数,并对复杂项预先计算,可以在保证计算精度的同时提高计算速度。在多种线圈激励频率下,分别采用级数展开法与有限元仿真法,对单层导电平板上方线圈的阻抗变化进行了比较计算,两种方法的计算结果非常吻合,验证了级数展开计算模型的正确性,可应用于涡流法缺陷定量检测的正向模型中。

垂直U型埋管换热器准三维热渗耦合模型及其实验验证

为了探讨热渗耦合对土壤源热泵地埋管换热的影响,基于多孔介质传热传质及地下水渗流理论,通过耦合竖直方向一维流体模型与水平面内土壤二维非稳态热渗耦合模型,建立了考虑地下水渗流影响的准三维U型埋管热渗耦合模型。基于模型的数值求解,探讨了土壤热物性及地下水渗流对埋管换热特性的影响。结果显示:土壤导热系数与比热容的增大均有利于加强埋管的换热,且地下水渗流的存在有利于强化地下埋管与周围土壤间的换热能力,提高土壤源热泵系统的运行效率。实验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,可为地下埋管换热器传热特性的研究提供理论基础。

空心杯电机电磁阻力矩特性的实验研究

一种特殊空心杯电机的电枢是由导电材料制成的杯子,为了研究其电磁阻力矩特性,研制了不同磁路结构、转子材料和转子长度的样机。样机实验表明:四极空心杯电机的电磁阻力矩大于二极;电磁阻力矩和转子长度成正比;电磁阻力矩与转子材料电导率的关系与理论分析尚有出入,有待进一步验证。

家电板用黑色导电背漆的研制

讨论了家电板用黑色导电背漆的研制,着重讨论了导电材料的选用、树脂、颜填料及助剂对涂膜导电性能的影响。