长空气间隙负极性操作冲击放电特性研究(Ⅱ)-间隙系数

大气环境、电极布置方式和间隙类型等对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性均有不同程度的影响。分别采用20/2 500μs和80/2 500μs两种负极性操作冲击电压波进行放电试验,研究了气象条件、波头时间、下电极高度及导线接地方式等对空气间隙放电特性的影响,并对以棒–板间隙为基准,分析计算棒–棒间隙、棒–线间隙的间隙系数。试验结果显示:湿度对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性试验具有明显的影响;间隙距离大于3 m时,20/2 500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高,间隙距离小于3 m时,80/2 500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高;下电极高度对棒–棒间隙放电特性具有一定的影响;导线接地方式对棒–线间隙的50%负极性操作冲击放电电压具有显著影响。间隙系数随间隙距离呈非线性变化趋势,棒–线间隙对棒–棒间隙的间隙系数随间隙距离增大基本趋于稳定值1.05。

大直径球-板结构改进间隙系数及其在特高压直流换流站空气间隙净距计算中的应用

换流站阀厅空气间隙净距的选择直接关系到特高压直流工程的安全稳定运行和工程造价。以往工程主要采用IEC提供的方法计算空气间隙净距,方法中关于间隙系数K的考虑相对简单。为此,基于阀厅内典型电极结构50%放电电压U50的试验数据,提出了新的典型间隙系数值,用于阀厅空气间隙净距的选取计算。相对于以往方法,新的间隙系数包含了间隙尺寸和电极结构的影响。在间隙距离为4～9m的情况下,对于相同球直径,随着间隙距离L的增大,K值逐渐减小;对于相同间隙距离,随着球直径D的减小,K值逐渐减小。临近一面墙使K减小1.06倍,因此需要更大的空气间隙净距。该改进方法对优化阀厅结构、减小阀厅尺寸作用明显。以±800kV工程为例的计算结果证明,部分阀厅典型空气间隙净距可缩小尺寸0.6～0.9m,优化比例达8%～34%。

叶顶间隙对螺旋混流式喷水推进泵内流及推进特性的影响

喷水推进泵是舰船泵喷推进系统的核心部件,喷水推进泵在工作过程中,叶顶间隙处所产生的泄漏流会严重影响混流泵的工作性能。为了探讨叶轮叶顶间隙对喷水推进泵推进特性的影响,本文定义了叶顶间隙系数τ,设计了六种不同叶顶间隙系数模型并使用Ansys进行仿真分析,最终得到叶顶间隙对于喷水推进泵内流以及推进特性的影响规律。结果表明:随着叶顶间隙系数的增大,叶顶间隙处泄漏流逐渐增加,泄漏涡影响范围变大,轴向推力随着叶顶间隙系数的增大呈负指数下降,叶顶间隙处泄漏量随指数上升,喷水推进泵内流损失增加,推进效率持续减小,并且在大流量工况下叶顶间隙对喷水推进泵推进特性影响最大,在设计的六套模型中,叶顶间隙系数为0.08,叶顶间隙为0.16mm时效率最高。通过本文的研究可以发现,叶顶间隙对于喷水推进泵内流以及推进特性影响较大,在设计时应尽量减小叶顶间隙。

行波式透平间隙系数对气动特性的影响

在矩形流道内设置行波机构,它由入口通入的高压气体驱动,可以将来流的能量转变为行波机构的机械能,称这种能量吸收装置为行波式透平。将装置中的行波机构简化为二维行波板,采用数值模拟的方法,研究间隙系数对行波式透平气动特性的影响。结果表明:当间隙系数减小时,流量减小,侧向功率提升,能量吸收率增大。减小间隙系数可以提升流场中的中、高压区域的压力,减小行波板波峰波谷处的马赫数,削弱涡的掺混,降低能量损失。

考虑空间电荷效应时速调管射频间隙耦合系数的理论与模拟

在大功率速调管中,由于电子注电流较大,间隙距离较长,在间隙中由电子群聚产生的交流空间电荷效应不可忽略。根据传统的运动学理论来计算速调管间隙耦合系数,并没有考虑这个效应,计算的结果高于实际值。该文利用Webster去聚理论,建立了在任意间隙场分布情况下,考虑空间电荷效应的间隙耦合系数计算模型。利用粒子模拟工具,进行了仿真模拟,理论计算与仿真结果一致。

超高海拔换流站交流侧空气间隙取值及布置研究

相较于常规换流站,超高海拔换流站中的空气间隙取值对整体布置尺寸的影响程度偏大很多。文章根据以往试验和工程经验研究提出某超高海拔换流站500 kV交流侧关键位置不同形状间隙系数的对应数值,按规程规范计算相应的过电压水平和空气间隙。通过研究选取不同关键位置合理的空气间隙差异化数值,给出该换流站500 kV交流滤波器配电装置布置。通过合理的差异化取值,不仅优化了布置尺寸,节省了滤波器区域整体占地面积,而且降低了工程造价。

±1100 kV特高压直流杆塔间隙放电特性

±1100 kV直流是一个新的电压等级,杆塔间隙距离的选择是保证工程可靠和经济的关键技术之一,我国正在建设的±1100 kV输电线路超过3000 km,并且途经高海拔地区,为解决杆塔间隙放电电压的海拔校正问题,在国内两个不同海拔的试验基地,采用±1100 kV真型尺寸模拟杆塔,进行了空气间隙冲击放电试验,获得了相应的操作冲击、雷电冲击放电电压,并分析了不同海拔下操作冲击和雷电冲击放电电压的分散性;其次,利用典型的棒板间隙操作冲击放电公式,分析了间隙距离6~11 m范围的间隙系数;然后,结合IEC 60071-2规定的海拔校正方法,分析了±1100 kV杆塔操作冲击和雷电冲击的海拔校正系数,并计算得到了操作冲击的电压修正因数m。最后结合昌吉—古泉±1100 kV工程的过电压计算结果,推荐了海拔3000 m及以下地区±1100 kV输电线路直流电压和操作冲击电压所需的最小间隙距离。结果表明：未发现海拔的变化对间隙放电电压的相对标准偏差有明显影响,在1.57 pu操作过电压下,海拔1000 m时,±1100 kV输电线路杆塔操作冲击所需的最小间隙距离为8.9 m,海拔为3000 m时,最小间隙距离为9.8 m。直流电压要求的间隙距离较小,海拔3000 m时为4.2 m。

轴向间隙对对旋式喷水推进泵水力特性的影响

为研究对旋式喷水推进泵叶轮轴向间隙对泵水力性能及推力的影响,基于RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,参考导叶与叶轮间的轴向间隙范围,对五组不同间隙系数的喷水推进泵模型进行了数值模拟。定义了对旋叶轮首次级间隙系数δ,分析了不同轴向间隙系数下泵外特性、内部流动能量转化以及推力特性的变化规律。通过推进泵性能实验结果与数值模拟结果的比较,验证了数值计算方法的可靠性。研究表明:在研究的间隙范围内,对旋叶轮轴向间隙的增加可以改善首级叶轮的低压区;当0.13<δ<0.17时不利于次级叶轮回收首级叶轮的流体能量;在轴向间隙系数0.09<δ<0.13的范围内可以明显提高推进泵的效率,δ=0.09时效率最高,达到85%;当轴向间隙系数δ>0.17时,推力有较明显的下降趋势。因此,通过内部流动分析和外特性以及推力特性的研究,共同验证了首次级叶轮间的轴向间隙是影响对旋式喷水推进泵水力特性的重要因素。

耳片接头系数的研究

带有衬套的耳片通过销钉连接部件,以此来传递力和弯矩。由于连接形式的特殊性,因此在销钉与衬套、衬套与耳片之间不可避免地会存在摩擦接触,在周期载荷作用下势必会产生一些非线性行为。当分析损伤容限时,NASGRO软件中只有直耳片轴向受力的模型,该文通过3个系数简化受力分析,研究结果表明,该方法可以为实际工程提供相应的指导。

复杂工况下电子制动助力器密封圈间隙咬伤机制研究

针对电子制动助力器主缸密封圈在高动态工况下发生间隙咬伤的问题,建立基于Mooney-Rilvlin的橡胶本构模型对密封圈应力进行仿真分析,通过构建间隙咬伤系数参数来定量表征密封圈在复杂因素下发生间隙咬伤的程度及损伤破坏速度。结果表明:在高压工况下,橡胶材料硬度在80以上时,密封圈具有较强抵抗变形的能力,根部不易被挤入间隙中,所以橡胶材料硬度是决定密封圈根部发生间隙咬伤的主要原因;而当接触面摩擦力过大时,活塞在运动过程中会将密封圈唇部挤入缝隙,因而接触面摩擦力是影响密封圈唇口间隙咬伤程度的主控因素。综合考虑材料硬度和接触面摩擦因数2个影响因素,通过正交试验确定了在实际摩擦因数为0.1~0.15的情况下,将橡胶硬度提高到80以上,可有效地降低密封圈唇口和根部发生间隙咬伤的概率。

特高压交流变电设备相间操作冲击的放电特性

为取得特高压交流输变电工程的设计依据,结合晋东南—荆门百万伏级交流输变电示范工程,研究了交流变电设备的相间操作冲击电压特性。用电压分别为5400、3000kV的冲击电压发生器联合进行相间试验,通过适当调整时延实现相间试验时2台冲击同步;采用升降法获得5～9m距离的环、管型母线、4分裂导线相间操作冲击电压放电特性曲线;通过计算得到其相间操作冲击的间隙系数k,并分析电压分配系数α对相间50%操作冲击击穿电压U50的影响。试验表明,U50随着α增大而增加,且通过长间隙放电理论中临界电荷法解释相间绝缘的U50随着α增大而增加的原因,试验结果与IEC等国外类似试验相接近,证明本次试验的可比性和可靠性。

750kV输电线路相间操作冲击放电特性的研究

为取得我国750kV同塔双回输电线路的设计依据,结合我国西北电网公司即将建设的750kV同塔双回输变电线路工程,进行了模拟其线路相间操作冲击放电特性的试验研究。相间试验采用两台电压分别为5400kV和3000kV的冲击电压发生器联合进行,适当调整时延实现两台冲击同步。采用升降法获得5～9m距离6分裂导线相间操作冲击电压放电特性曲线算得其相间操作冲击的间隙系数K,并分析电压分配系数α对相间50%操作冲击击穿电压U50的影响。试验表明,U50随着α增大而增加,且通过长间隙放电理论中临界电荷法解释了相间绝缘的U50随着α增大而增加的原因,该结果接近IEC等国外类似试验,证明了其可比性和可靠性。

蜂窝面迷宫密封内流动和总温升特性的研究

研究了典型燃气轮机蜂窝面迷宫密封内的流动和总温升特性,并与光滑面迷宫密封进行了比较.采用标准k-ε紊流模型数值求解了三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程,计算了2种流量、不同转速时蜂窝面和光滑面迷宫密封的内流场以及间隙热系数.计算得到的蜂窝面和光滑面迷宫密封的间隙热系数与实验数据吻合良好,验证了数值方法的可靠性.研究结果表明:在相同转速、径向间隙和流量条件下,蜂窝面迷宫密封的总温升高于光滑面迷宫密封,即蜂窝面迷宫密封的间隙热系数高于光滑面迷宫密封,表明蜂窝面的阻尼作用提高了间隙热系数.对于蜂窝面和光滑面迷宫密封,其总温升和间隙热系数随转速的升高而增大,随流量的增大而减小.对于蜂窝面迷宫密封,在相同转速条件下,泄漏流量的增大使得子午面上速度增大,但密封内的泄漏流动形态基本相似,光滑面迷宫密封内的泄漏流动形态也具有类似特性.

常导磁浮列车动态磁轨关系研究

研究常导磁浮列车动态磁轨关系,从车辆-轨道耦合动力学思想出发,结合特定悬浮控制规律,建立考虑微小波动时的单磁铁动态悬浮控制数学模型;通过悬浮控制的磁浮车辆-轨道的相互作用研究具有特定悬浮控制系统的车辆在运行过程中的动态磁轨关系。研究结果表明:间隙反馈系数对悬浮系统的初始状态影响很小;当系统受到外界激扰时,间隙反馈系数对悬浮状态影响变大,随着间隙反馈系数的增大,悬浮间隙的动态变化趋于稳定;车辆在桥梁上运行时,悬浮间隙一直处于波动状态,且车辆在进、出桥梁时波动最大,动态悬浮间隙与车速成正比,车辆载重与桥梁振动幅度成正比。当车速超过250km/h后,动态悬浮间隙受车速的影响迅速增大,磁轨关系的线圈电流、电磁悬浮力的变化与悬浮间隙变化基本一致。

预旋对迷宫密封内流动传热特性影响的研究

采用三维周期性模型对发散型光滑面迷宫密封内传热及流动特性进行了研究,得出了两种流量下有无进口预旋时密封的间隙热系数随周向马赫数的变化关系,并与实验值、经验公式、二维轴对称模型得到的结果进行了比较,结果表明:该模型能较好地模拟有进口预旋时迷宫密封内的传热特性。在相同的流量和进口预旋比条件下,间隙热系数随转速的增加而增大;在相同流量和转速下,施加进口预旋能明显降低密封内总温升、减小间隙热系数,但不会影响子午面上的速度场;在相同转速和预旋比条件下,随着流量的增大,间隙热系数减小,子午面上速度增大,但流场结构不会发生变化。

高速旋转光滑面迷宫密封内流动和传热特性的研究

采用三维计算模型,分析了在2种流量和不同转速时燃气轮机用收敛型和发散型高速旋转光滑面迷宫密封内的流动形态和传热特性.数值预测得到的光滑面迷宫密封的间隙热系数与试验数据吻合良好,验证了所采用数值计算方法的可靠性.结果表明:对于收敛型和发散型光滑面迷宫密封,在相同流量下,间隙热系数均随着旋转轴转速的提高而增加;在相同转速下,大流量时的间隙热系数小于小流量时的数值;在相同流量和转速时,2种型式光滑面迷宫密封的间隙热系数近似相等.

磁共振动态对比增强扫描定量参数与原发性肝癌患者病理特征及缺氧诱导因子-1α水平的关系

目的探讨磁共振动态对比增强扫描(DCE-MRI)定量参数与原发性肝癌患者病理特征及缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)水平的关系。方法选取2019年1月~2020年12月收治的94例原发性肝癌患者作为研究对象,并选取同期收治的40例肝脏良性结节患者作为对照组。所有受试者均进行DCE-MRI检查,评估两组微血管密度(MVD)、血管内至血管外细胞间隙的转运系数(K^(trans))、血管外细胞外间隙转运至血管内的速率常数(K_(ep))、血管外细胞外间隙体积百分比(V_(e))及HIF-1α。分析肝癌患者中不同肿瘤分期、不同分化程度、是否有转移、不同HIF-1α水平者DCE-MRI定量参数的差异。结果肝癌患者MVD、K^(trans)、K_(ep)、V_(e)及HIF-1α水平均高于对照组(P<0.05);肝癌患者Ⅲ/Ⅳ期者MVD、K^(trans)、K_(ep)、V_(e)水平均高于Ⅰ/Ⅱ期者(P<0.05);肝癌低分化患者MVD、K^(trans)、K_(ep)、V_(e)水平均高于中高分化者(P<0.05);有淋巴结转移的肝癌患者MVD、K^(trans)、K_(ep)、V_(e)水平均高于无淋巴结转移者(P<0.05);HIF-1α≥162.96 ng/L的肝癌患者MVD、K^(trans)、K_(ep)、V_(e)水平均高于HIF-1α<162.96 ng/L者(P<0.05);肝癌临床分期与MVD、V_(e)呈正相关关系(P<0.05),肝癌淋巴结转移与K^(trans)、V_(e)呈正相关关系(P<0.05)。HIF-1α与MVD、K^(trans)、K_(ep)、V_(e)呈正相关关系(P<0.05)。结论DCE-MRI定量参数与原发性肝癌患者病理特征及HIF-1α均密切相关,可利用DCE-MRI定量参数评估肝癌患者病情进展情况。