磁收缩效应型液态金属限流器起弧特性研究

基于磁收缩效应的液态金属限流器具有体积小、结构简单、自检测故障和自恢复的优点,在未来中低压系统中具有良好的应用前景。采用高速摄影技术对液态金属收缩动态过程进行观测,并对其弧前时间进行测量,通过所建立的仿真模型对该物理过程进行分析研究。采用以上方法对不同因素下的液态金属起弧特性进行了全面研究,包括初始自由液面高度、隔板通孔孔壁粗糙程度及预期电流上升率等关键因素。研究结果表明:液态金属磁收缩过程往往同时包括源于液面凹陷的收缩及通孔液柱直接收缩两个过程。通过研究获得了两个过程的规律及影响,为未来限流器结构设计与性能优化提供依据。

中子管冷阴极潘宁离子源起弧特性测试

实验建立了中子管冷阴极潘宁离子源起弧特性的测试方法。该方法采用对比实验方法对中子管离子源起弧时刻进行研究,可得到离子源起弧规律,发现同步脉冲与中子脉冲之间的差异。通过改变变量,对存在的差异进行研究,得到中子脉冲时序关系,为脉冲中子类测井仪方法研究提供数据基础。

基于阳极极化曲线的预测镁合金微弧氧化起弧特性的新方法

提出了一种以镁合阳极极化曲线来判断微弧氧化起弧难易的新方法。在不同的电解液中,测试了镁合金的阳极极化曲线及微弧氧化的起弧特性。结果表明,起弧电压首先与其在对应电解液中进行阳极极化时形成的钝化膜的稳定性有关:膜层越稳定,即阳极极化曲线上钝化区宽度越宽,则在相应的电解液中微弧氧化起弧电压越低;当钝化区间宽度相近时,则在钝化区间后期极化电流越小,起弧电压越低。

大功率电弧加热器起弧过程流场特性研究

电弧等离子体是通过电极之间击穿放电,产生热电弧,实现对冷态介质加热,目前大功率的电弧等离子体发生器在航空航天领域有重要的应用,是国内外开展飞行器防热材料筛选和考核研究最重要的地面模拟试验设备.本研究基于发展的高焓气流非接触式光谱诊断方法,开展对10 MW量级大功率长分段电弧加热器起弧过程流场特性的定量、定性研究,在线测量等离子气流的辐射光谱,并获得了等离子体气流电子温度和电极烧蚀铜原子摩尔组分浓度的测量结果.研究结果表明起弧开始阶段,纯氩气通入,等离子体辐射光谱以分立的氩原子谱线为主;过渡阶段,随着空气的通入出现了N_(2)和N^(+)_(2)的连续分子谱和Ar、N、O原子谱,等离子体电子温度随之降低;正式运行阶段,纯空气介质运行,辐射光谱以N_(2)和N^(+)_(2)连续分子谱和N、O原子谱为主.整个电弧加热器起弧过程伴随持续的电极烧蚀,等离子体辐射光谱中铜原子谱线一直存在.氩气起弧时,等离子体气流电子温度稳定在11000 K±300 K,显示出电弧加热器稳定的起弧特性.同时,电弧等离子体气流中铜原子摩尔组分浓度在(1~25)×10^(-6)之间周期性变化,显示弧根旋转过程中不规则的电极烧蚀变化.发展的发射光谱诊断方法为研究电弧加热器真空氩气起弧特性提供量化手段,可以为真空-常压氩气起弧试验技术的发展和电极优化提供直接量化依据,为大功率常压叠片电弧加热试验平台发展奠定基础.