气垫式调压室水击穿室的研究

从水击基本方程出发,考虑了气垫式调压室内水击波的反射作用,用分析法推出了穿室压力系数的公式,采用数值解法,并编制了计算程序、进行计算及分析了各种因素对穿室压力系数的影响。

纳秒激光水击穿成丝实验研究

为了研究水与纳秒激光相互作用的现象,利用相机拍摄了经显微镜放大之后的击穿区域的图像。激光射入水中后,若激光功率超过击穿阈值,水被击穿,在传播方向上形成纺锤形状的等离子体光点,同时在纵向上出现光束分裂和多丝现象。增大入射能量,传输方向上光点变密,纵向上多丝现象更加明显。利用B-T理论模拟了一维光场经调制之后的光场分布,与实验结果吻合较好。

带长连接管的阻抗式调压室水击穿室影响研究

针对带有长连接管的阻抗式调压室的有压引水系统,研究了长连接管对水击穿室的影响,推导了水击穿室系数的理论公式,并基于工程实例进行了数值模拟验证。结果表明,当连接管长度小于引水隧洞的10%时,水击穿室系数、蜗壳末端最大压力、引水隧洞最大压力变化幅度分别在10%、1%、2%以内。因布置需求连接管长度超过引水隧洞的10%时,须对连接管的影响加以考虑,必要时对隧洞衬砌提出特殊要求。随连接管管径和阻抗孔孔径增大,水击穿室系数减小,其中阻抗孔孔径对水击穿室的影响更大;连接管与阻抗孔直径相等和连接管管径略大于阻抗孔孔径方案相比,当阻抗孔孔径较小时,前者能更明显地降低水击穿室系数,当阻抗孔孔径较大时,后者水击穿室系数更小。

多通道自击穿水开关测试方法研究

在西北核技术研究所的“闪光-Ⅱ”装置上进行了水介质多针自击穿开关实验研究,该开关由2个或4个开关间隙、1个预脉冲屏蔽板及其支撑结构组成。给出了实验研究所使用的测试方法及波形分析方法(两个判据)。开关输入预脉冲较大时,可以认为开关输出波形的预脉冲作用时间就是开关的击穿延迟时间,故可以利用波形的预脉冲确定开关的自击穿延迟时间和开关间隙的击穿分散性以及间隙之间的击穿同步分散性;在实验测试分析过程中,可以利用间隙自击穿放电电流的dI/dt信号判断开关间隙的自击穿状态。分析表明,这两个判据可有效地确定开关的特性参数和击穿状态。

微秒脉冲作用下毫米级水介质间隙击穿特性研究

研制了一种带孔球头-平板电极结构的激光触发水介质开关,实验获取了4种间距下的自击穿电压与击穿延时曲线,并根据Martin公式对实验数据进行了分析。结果表明,固定结构下的水介质击穿存在击穿电压上限,该上限与间距近似成正比;在稍不均匀场条件下,Martin公式中的M值随间距变化而变化,不是一个常数,而M值与场增强因子之比较M值随间距的变化波动更小。

盾尾密封油脂的抗水压密封性能评价标准研究

为解决目前国内外盾尾密封油脂抗水压密封测试标准不统一,不能定量测试油脂抗水压密封性等问题,研制出一种新型抗水压密封测试仪,并对国内外常见盾尾密封油脂进行抗水压密封性能测试。经分析,总结油脂抗水压密封机制,并定义水击穿压力测试指标,即实验室25℃下,使用1层网孔孔径为0.76 mm、丝径0.3 mm的金属钢丝网,300 g盾尾密封油脂被水击穿的最小压力。用水击穿压力可定量表征盾尾密封油脂抗水压密封性,进而提出抗水压密封测试标准。

耐高水压盾构用盾尾密封油脂及其性能表征

针对国内跨江越河等高水压(0.4~0.8 MPa)盾构施工所需盾尾密封油脂被进口产品垄断的难题,通过正交试验研究盾尾密封油脂各个配方组分之间的相互作用。结果表明:1)增稠流变剂的引入,提供了层间距为5~10 nm的片层结构,为基础油和聚异丁烯提供了进入空间,实现了增稠分散,提高了耐高水压盾尾密封油脂的剪切流变性,保证了稠度与泵送性的平衡;2)不同尺度的天然可降解纤维与配方中其他组分形成复合纤维增强阻水结构,使得耐高水压盾尾密封油脂的水击穿压力达7 MPa,是进口产品的1.75倍。在实现盾尾密封油脂稠度和泵送性适中的同时,大大提高了盾尾密封油脂的抗水压密封性,为我国跨江越河等高水压复杂地层盾构用高端盾尾密封油脂的进一步研发与转化打下坚实的基础。

“聚龙一号”装置同步性实验研究

分析了"聚龙一号"装置同步控制时序及Marx发生器、主开关、自击穿水开关工作状态对装置同步性的影响,Marx发生器的同步性影响装置的能量传输效率,主开关和自击穿水开关的同步性共同决定装置的同步性。实现装置精确同步的关键,即每台激光器经过左右分光后同时触发2个主开关导通,12台激光器可以独立调整精确的出光时间,用下方的主开关比上方的提前20ns导通的方式来修正传输线长度上的差异,将自击穿水开关的电极间隙设置为合适的距离来控制其导通时间。实验结果表明,Marx发生器同步性抖动为11ns,主开关和自击穿水开关上下分组的平均同步性抖动分别为4ns和10ns,"聚龙一号"装置的同步性抖动为6ns。在同一负载参数下,磁绝缘传输线和负载电流具有较好的重复性。

盾尾密封油脂耐水压密封性能测试方法研究

采用静液压试验设备与耐水压密封试验装置相结合的方式进行耐水压密封性能试验,测试盾尾密封油脂可封堵的最大金属网孔直径(D_(max)),找出判定密封性能合格与否的测试条件,研究可用于对油脂密封性能进行等级评定的试验指标。结果表明:油脂样品经历2 MPa恒压10 min水压力后,其在可封堵最大金属网孔上形成的密封层可进一步完成3.5 MPa恒压60 min耐水压密封试验;将一层金属网、D_(max)、3.5 MPa恒压60 min无水渗漏作为耐水压密封性能合格判定条件,使用可封堵最大金属网孔直径与最大水击穿压力进行密封等级评定,结果表明两种测试方法效果均不理想,建议使用合格判定条件+渗油质量协同表征油脂样品耐水压密封性能。

水体惯性对调压室波动的影响分析

本文通过对调压室内和上游引水管道内的控制体进行受力分析,考虑水体惯性对调压室水位波动的影响,推导出调压室的动力方程和连续方程;本文用四阶龙格库塔法编程,通过对实例的计算分析,得出水体惯性对调压室波动的影响。