沙尘环境模拟箱内颗粒流动与沉降的数值模拟

沙尘颗粒在摩擦表面的沉积是其影响摩擦性能的重要因素,而使用沙尘环境模拟装置是开展摩擦、磨损实验的主要手段。设计了一种沙尘环境模拟箱,其由沙箱、鼓风机、沙尘通道、隔板、沙尘沉降室及排风口等组成;运用DPM离散相模型对模拟箱内气-固两相流动进行分析,采用欧拉坐标系SST k-ε湍流模型计算空气流动,采用拉格朗日随机轨道模型计算沙尘颗粒的流动和沉降。模拟结果表明:当其他条件相同时,风速越大,颗粒在沙尘沉降室内的绕流现象越明显;当气相入口速度相同时,通道隔板通孔直径越大,沉降室内沉积的颗粒质量也越大;而当隔板通孔直径一定时,沉积颗粒的质量受气相入口速度影响较大。制作了沙尘环境模拟箱,对仿真结果进行了实验验证。结果表明:沙尘沉降室内摩擦副所在区域的颗粒沉积量和颗粒质量百分比分布与仿真结果吻合较好,验证了自制沙尘环境模拟箱的可行性和有效性。

沙尘环境下风速、粒径对直流金具起晕电压的影响

研究沙尘环境下风速、沙尘粒径对直流金具起晕电压的影响规律,对于指导极端气候条件下高压直流输电线路设计、运行、维护,增进系统的可靠性具有重要的意义,也是该领域的研究热点。选取4个不同直径的均压环为试品,在人工模拟沙尘气候环境下,利用紫外成像仪观测手段,分别测试了其在无风沙条件以及10-25 m/s风速、粒径〈65μm与〈105μm的典型沙尘这3种条件下的直流起晕电压,并通过电场模拟仿真对测试结果进行了分析。试验结果表明：沙尘介质环境会导致直流金具起晕电压出现下降;浓度一定的条件下,起晕电压随风速增加逐渐升高;相同风速下,粒径〈65μm的沙尘试样作用下金具起晕电压略低于粒径〈105μm的大粒径试样。

火星沙尘环境光学图像增强方法

针对火星探测器着陆时沙尘天气对机器视觉的影响,提出一种去除沙尘天气对光学成像影响的方法,为视觉系统提供清晰输入图像。首先对受沙尘天气影响的图像建立模型,然后求取模型中大气光值与透射系数值。对于大气光值的计算采用基于四叉树细分的方法,在最小值图像上搜寻指定阈值面积中灰度均值最大的区域,在初始图像中相同区域计算各通道均值,作为大气光值。在此基础上计算透射系数,完成清晰图像的恢复。通过对受沙尘影响图像测试表明,该方法能够将受沙尘影响的图像恢复成清晰的图像。即使在复杂的环境中,该方法对光照变化、沙尘强度变化和场景变化等仍具有较好的效果。与其他方法相比,本文方法在去除沙尘对光学图像影响方面效果较好,在恢复图像评价指标等方面优于其他方法,能够进一步提高图像清晰度,为光学图像的后期处理提供更丰富信息。

沙尘环境下绝缘子表面颗粒积聚特性研究

为研究沙尘环境下绝缘子表面颗粒积聚特性,基于流体力学和电场分布理论建立多物理场共同作用下的风洞仿真模型,应用有限元法分析计算绝缘子表面颗粒在不同沙尘环境下的绝缘子表面压强和沙尘积聚量。研究结果表明:风速、电势和沙尘粒径均与绝缘子表面颗粒积聚特性有关,风速、电势和沙尘粒径3个变量中任意一个增加,沙尘颗粒碰撞迎风面和背风面产生的压强均会增加且迎风面压强比背风面高;沙尘积聚量随风速增加而快速增加且积聚速度逐渐减缓并趋于平稳,随电势增加而增加且积聚速度比较缓慢,随沙尘粒径增加而缓慢增加并逐渐趋于饱和且积聚速度逐渐减缓。仿真结果与试验结果基本相符。

沙尘环境下工程机械的维护保养

分析了沙尘对工程机械主要零部件和总成性能的影响,叙述了沙尘环境下工程机械的维保技术和方法,指出了现有维保技术和方法存在的问题,展望了其未来发展趋势。

沙尘环境对金属抗磨损特性的影响

通过向摩擦副所在隔离空间内鼓沙的方式实现对自然沙尘环境的模拟。在沙尘环境和干摩擦情况下,对比研究了随着载荷的增加,沙尘环境的存在对C52100铜、2124铝、AISI-1045钢、Z25铸铁、AISI-52100钢5种不同硬度的典型金属抗磨损行为的影响。结果表明,在沙尘条件下,5种金属的磨损率随载荷的变化呈现一定的变化规律,C52100铜和52100钢的磨损率均随载荷的增加而减小,2124铝和Z25铸铁的磨损率随载荷的增加而增大,而1045钢的磨损率则先增大后减小,但磨损率随载荷变化非常小。沙尘的存在使52100钢、1045钢和Z25铸铁的磨损率比干摩擦条件下有大幅度的减小,但是却加剧了2124铝在较高载荷下的磨损,这说明对不同的材料而言,沙尘所起的作用是不同的,它可能会加剧材料的磨损,但也有可能提高材料的抗磨损性能。

沙尘环境下视频图像增强方法的研究

针对沙尘暴环境下,因大气介质中悬浮的沙尘颗粒的散射作用导致的视频图像质量严重下降,清晰度与对比度降低,边缘模糊等问题,本文提出了一种空间域与变换域相结合的沙尘图像增强方法。先将降质图像转换到模糊域进行全局沙尘图像的PAL模糊增强;然后在空间域利用带限局部直方图自适应均衡算法对局部分量进行增强处理,最后利用POSHE算法对局部细节再次进行增强处理。实验结果表明,所提方法能够有效的提高沙尘图像的对比度,突出图像细节与边缘信息,增强了图像的整体视觉效果。

高速沙尘环境对针-板电极击穿电压的影响

为了探明沙尘环境下高速列车车顶绝缘部件闪络机理,依托自建的风洞试验系统进行了沙尘环境下针-板电极间隙击穿试验,通过分析沙尘浓度、风沙速度、间隙距离、沙粒粒径等因素对间隙击穿电压的影响,揭示了高速沙尘环境对间隙放电影响的基本规律。结果表明:间隙击穿电压随沙尘浓度的增加而下降,随间隙距离的增加而增加;有风有沙和有风无沙条件下击穿电压均随着风速的增加呈先上升后下降的趋势,且有风有沙下的击穿电压比有风无沙下的低;随着沙粒粒径的增加,击穿电压先下降后上升,存在极小值。以上研究为沙尘环境中高速列车车顶高压绝缘提供理论基础。

沙尘环境对直升机的危害及防护对策探讨

我国是沙漠化危害严重的国家。沙尘环境,特别是沙尘暴天气对直升机危害非常大。通过大量的资料分析和国内外直升机在沙漠地区使用保障的实践经验总结,初步论述了沙漠地区的气象特点,以及为提高直升机在沙尘环境中的战备完好性所采取的防护措施。

高速荷电沙尘环境中环氧树脂绝缘子的闪络特性

为探明高速荷电沙尘环境下车顶绝缘子的闪络特性,依托自建的高速风洞试验系统与沙尘荷质比测量装置进行了高速气流、高速沙尘及高速荷电沙尘环境下环氧树脂绝缘子闪络试验,并结合仿真进行了机理分析。结果表明:在高速气流环境中,气吹效应与气流密度效应的联合作用是影响绝缘子闪络电压的主导因素,致使闪络电压随风速呈现先增加后下降再上升的特殊变化趋势;在高速沙尘及高速荷电沙尘环境下(风速>18m/s),绝缘子闪络电压相比于高速气流环境整体依次下降,且闪络电压均随风速增加呈现先下降后上升的趋势,但其变化趋势随风速逐渐变缓,其主要原因是由于在该环境下沙尘及荷电沙尘已经成为影响绝缘子闪络电压的主要因素。沙尘环境中闪络电压随着进沙口沙质量流量的增加呈下降趋势。此外,当沙尘荷电后,绝缘子周围电场发生畸变,电场不均匀度显著增加,导致闪络电压大幅降低,且闪络电压随着沙尘荷质比的增加呈线性下降趋势。以上研究可为高速荷电沙尘环境中列车车顶高压绝缘设计与防护提供借鉴。

强风沙尘环境下车顶复合绝缘子薄弱环节与优化综述

随着高速铁路运行速度的不断提高,对列车车顶高压系统运行性要求也逐渐增加.强风沙尘环境下,车顶复合绝缘子受到了极大的考验,其绝缘性能均出现了不同程度的降低,闪络事故频发,严重影响了高铁的安全稳定运行.首先介绍了强风沙尘环境下车顶绝缘子的薄弱环节并对存在的问题进行了研究,包括撕裂、积污、闪络特性以及磨损等方面.然后对车顶绝缘子的优化方案包括材料配方优化、结构优化及在线检测装置研发等方面进行了分析.最后指出了车顶复合绝缘子亟需解决的问题和未来研究发展的方向,希望从绝缘子材料配方、伞裙和高压绝缘系统结构以及绝缘子状态监测系统入手,提高动车组高压系统运行可靠性.

沙尘环境下交通流跟驰模型及仿真

沙尘环境下,沙、尘土及其他异物会影响驾驶员的视线,让驾驶员额外增加辨别道路条件和周围交通状况的反应时间,带来一定的交通安全隐患.为探讨沙尘环境对道路交通流的影响,本文建立了基于沙尘环境下驾驶行为的跟驰模型(SDM).线性稳定性分析和数值模拟结果表明:沙尘环境下,SDM的稳定区域缩小,交通流出现小的扰动后,难以恢复到稳定状态;而且,交通流受沙尘影响越严重,车辆速度的离散性越大,加速度的波动幅度也越大.可见,沙尘环境使交通流处于不安全的状态,易引发道路交通事故.

高海拔沙尘环境对典型长间隙操作冲击放电特性的影响

沙尘条件下输电线路容易发生闪络和跳闸事故。为了研究不同沙尘环境参数对输电线路外绝缘性能的影响,设计了能够调节沙尘天气强度、风沙流风速、沙尘含盐比、粒径和沙尘荷电量的沙尘环境模拟系统,利用额定电压为2400 kV的冲击电压发生器产生标准正极性操作冲击电压波,在青海塔拉地区(海拔3000 m)对1、2、3 m间隙距离的棒-棒、棒-板长空气间隙进行正极性放电特性研究。试验结果表明:风和沙尘混合作用下,间隙的50%操作冲击放电电压随着风速的增大而降低,且下降幅度随着间隙距离的增大而增大;沙尘环境对间隙的操作冲击放电特性既有促进作用也有抑制作用。

基于正交设计的纳米蛇纹石-纳米氧化镧/聚四氟乙烯复合材料在沙尘环境下的摩擦学性能

以聚四氟乙烯(PTFE)为基体,采用正交实验法研究了纳米蛇纹石(nano Serpentine)、纳米氧化镧(nano La2O3)和环境三种因素对nano Serpentine-nano La2O3/PTFE复合材料摩擦学性能的影响。采用自制沙尘模拟装置改进现有的MMU-5G摩擦磨损试验机对nano Serpentine-nano La2O3/PTFE复合材料进行摩擦学实验。通过SEM观察试样磨损表面和转移膜形貌,分析nano Serpentine-nano La2O3/PTFE复合材料磨损机制。结果表明:环境因素对nano Serpentine-nano La2O3/PTFE复合材料的摩擦系数影响最大,干摩擦摩擦系数比沙尘环境下摩擦系数低;nano Serpentine含量对nano Serpentine-nano La2O3/PTFE复合材料的磨损率影响最大,当nano Serpentine质量分数为9wt%时,nano Serpentine-nano La2O3/PTFE复合材料的总体磨损率最低。nano Serpentine-nano La2O3/PTFE复合材料的干摩擦的磨损机制主要为黏着磨损,沙尘环境的磨损机制主要为磨粒磨损。

高原环境下电力作业直升机沙尘危害及防护研究

高原地区沙尘环境对电力作业直升机的危害非常大。本文将通过分析高原沙尘环境的形成及其对电力作业直升机的危害,并提出针对高原沙尘环境下,电力作业直升机的防沙对策。

基于沙尘恶劣环境下光伏电站电量提升的研究

随着我国人口的不断增多,现阶段能源供应异常紧张,环境污染、气候变化等环境问题逐渐凸显。光伏发电作为一种能够保护生态环境的可再生能源,得到迅速发展。以光伏电站作为研究主题,以我国某一沙漠地带的光伏电站为例,探讨了在沙尘恶劣环境下提升光伏电站电量的有效策略。

高速气流中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响研究

运行于高速沙尘环境中的车顶复合绝缘子频繁发生异常及不明闪络现象,严重威胁列车的安全、稳定运行。风沙环境使得复合绝缘子附近的空间电场发生了一定的畸变,会影响复合绝缘子的闪络特性。文中基于风洞试验系统探究高速气流环境中沙尘对复合绝缘子闪络特性的影响,测定了高速气流沙尘状况下复合绝缘子的闪络电压,对比了在有沙尘与无沙尘时复合绝缘子的闪络电压,揭示了沙尘环境下复合绝缘子闪络电压的变化趋势;实验结果表明:高速气流环境下,复合绝缘子的闪络电压随风速的增加先增大后减小,有沙尘时复合绝缘子的闪络电压要比无沙尘时低;在同一气流速度下,当沙粒粒径为100μm、沙流量较小时,复合绝缘子的闪络电压要高于沙流量较大时的闪络电压;随气流速度的不断增大,沙尘通过畸变电场而影响闪络电压的程度将逐渐低于流场特性的影响,而使得在气流速度较高时不同沙尘流量的闪络电压差距较小。

沙尘对直升机挂架影响的分析及试验验证方法

介绍了直升机寿命周期中遇到的沙尘环境类型和沙尘破坏机理以及影响沙尘作用的主要因素。系统地分析了沙尘对挂架的影响以及在挂架设计中的抗沙尘设计和实际使用过程中的控制和防护,最后给出了实验室沙尘环境模拟试验方法。

热腐蚀环境下动力传输试验方法与系统

车辆转向架装置在运行中会经历很多苛刻复杂的工况,例如液体腐蚀环境、沙尘环境、高温高湿环境、交变扭矩载荷、交变弯曲载荷等。在此工况下,最容易出现的问题是:橡胶密封圈在高温高湿环境、交变载荷下发生异常,导致密封失效,从而使得转向架内部的结构受到腐蚀断裂。故在转向架装置研发中,需要进行试验验证。本文将提供一种转向架装置在热腐蚀环境下平稳实现动力传输的试验方法,设计并搭建了一套试验系统,解决了转向架装置试验验证的技术难题。本方法与系统成功的复现了转向架装置的实际工况,并得到了相关试验数据。