离子推力器电参数对真空度及工质流率的敏感特性实验研究

为探究影响LIPS-200离子推力器地面测试一致性的因素,深入理解离子推力器工作机理,通过实验研究获取了LIPS-200离子推力器电参数对真空度及工质流率的敏感特性。结果表明:真空度从2×10^(-3)Pa至1×10^(-2)Pa的变化过程中,束电流为额定束电流的1.7%左右,而加速电流升高了3倍;在改变中和器工质流率时,束电流及阳极电压几乎没有变化;而在增大阳极及主阴极工质流率的过程中,阳极电压均减小,束电流随着阳极工质流率的增大而逐渐增大,随着主阴极工质流率的增大而逐渐减小。研究结果对提升离子推力器地面测试一致性及优化工作点设置具有参考价值。

计及工质流和热传导的热力管网能流动态建模

能源互联网在国内兴起,其物理核心多能系统的动态特性和运行调控引起广泛关注,其中热力管网是热力系统和多能系统组网的关键。然而现有热力管网模型绝大多数是管网的水力稳态模型,未考虑管网存量工质的蓄能特性及工质流动、热功转换过程中管网的热力动态过程。此外,管网中工质流动和热传导动态过程同时发生且相互耦合,少有模型对这两类动态过程联立求解。对此,根据能流理论和系统动力学理论,将工质流和热传导动态联立,提出表达统一化的热力管网能流模型,能够对管网的蓄热、做功、能量传输等关键过程准确定量刻画,且易实现较大规模热力管网组网及编程实现。最后通过算例分析验证该热力管网动态模型的合理性和正确性。

放电室长径比对射频离子推力器影响的数值模拟研究

为获得推力器的性能与推力器工况之间的变化规律,利用等离子体密度平衡方程、中性气体密度平衡方程、中性气体功率平衡方程、电子功率平衡方程构成的全域模型对氙工质射频离子推力器开展了数值模拟研究。结果表明,放电室长径比(L/R)的改变引起放电室壁上消耗功率的变化,从而影响推力器的性能。在放电室体积和工质流率不变的情况下,放电室的开口面积越大,越有利于射频功率的转换和推力器性能的提升。此外,改变工质流率导致离子间碰撞平均自由程和碰撞频率发生变化,进而使推力器的射频功率转换效率、推力效率、推功比随工质流率的增加而增加,工质利用率随着工质流率的增加而减小。

封闭压力舱压降问题研究

以某船水线以下某水压舱为例,从物理学及工程热力学的角度研究和分析在水压舱封闭状态下发生的舱内水压压降现象,以此确定发生舱内水压压降的原因,可为类似现象的判断提供参考。

新能源电力消纳与燃煤电厂弹性运行控制策略

提升燃煤机组的弹性运行能力,是解决我国乃至世界新能源电力规模化并网难题的有效手段与必由之路。给出并阐明了包括凝结水节流、凝汽器冷却工质节流、供热机组抽汽调节、厂级负荷优化分配以及循环流化床机组大范围调节在内的5种可提升燃煤机组弹性运行能力的策略;建立了凝结水节流与凝汽器冷却工质节流的静态、动态模型,仿真结果表明模型具有较高的精度,可直接用于控制系统与策略设计;设计了联合凝结水节流、凝汽器冷却工质节流与协调控制系统的新型协调控制方案,该方案可大大缩短机组跨出调节死区的响应时间,并显著提升机组的变负荷速率。