W波段带状注耦合腔慢波结构行波管的设计与冷测

对W波段三槽梯形线耦合腔慢波结构(包括大功率输入输出耦合器和射频窗)的加工和冷测进行了研究。此慢波结构由一个矩形波导耦合器馈电,该耦合器由放置在输入腔短边上的三阶阶梯变换矩形波导组成。首先,利用仿真方法研究了慢波结构的色散、互作用阻抗、传输特性和注-波互作用。结果表明,采用三槽梯形线耦合腔慢波结构的行波管能够在91~96 GHz的频率范围内提供大于1000 W的饱和输出功率,并且在94 GHz频点,饱和输出功率最大,可以达到1125 W。其次,采用高精度数控铣床加工出三槽梯形线慢波结构,并将其固定在非磁性不锈钢外壳中。文中给出了带有耦合器和射频窗的三槽梯形线慢波系统的测试结果,表明在90 GHz到100 GHz的频率范围内,S11<-10 dB。因此,三槽梯形线慢波结构在W波段大功率行波管方面具有应用前景。

喷淋密度对吸收塔液体分布器分布性能的影响研究

吸收塔液体分布器结构及喷淋密度对塔内液体分布影响很大,从而影响到吸收塔的吸收分离效果。为此,搭建直径1.2 m的吸收塔实验平台,针对管式、槽式和自己开发的新型管槽式分布器,考察不同气相进料风速下,喷淋密度对液体分布性能的影响。实验结果表明,气相进料风速对三种分布器吸收塔内液体分布情况的影响均很小。管式以及槽式分布器在较小的喷淋密度下表现较好,增大喷淋密度时,液体分布会向罐壁方向趋近,越靠近罐壁,液体分布的增长趋势越明显,但不同喷淋密度下槽式分布器的液体分布更加平稳。新型管槽式分布器在喷淋密度较大时有更好的表现,越大的喷淋密度,表现出越均匀的分布状况,对于在工业生产中喷淋密度大都大于实验时的喷淋密度,新型管槽式分布器将有更优异的表现,具有很好的规模化应用前景。

气体通过内置不同液体分布器吸收塔的压降实验研究

压降是吸收塔设计及操作的重要参数,吸收塔内置不同结构的液体分布器时产生压降情况不同。为此,搭建1.2 m吸收塔实验平台,基于不同液体分布器,针对气速与喷淋密度对整塔及局部内件压降的影响进行实验研究。结果表明,吸收塔中分布器、填料、集液器等部件压降都较小,绝大部分压降集中在除沫器部分;吸收塔内置管式和槽式分布器时,整塔压降随喷淋密度增大有下降的趋势,整塔压降随气速增大而变大。在1 326 m^3/h和1 329 m^3/h的气速下,整塔压降峰值分别为0.45 k Pa和0.445 k Pa。吸收塔内置新型管槽式分布器,整塔压降随喷淋密度增大基本上保持不变,整塔压降同样随气速的增大而变大,在1 350 m^3/h气速下整塔压降峰值为0.375 k Pa,相比内置管式和槽式分布器有较大的优势,且在不同喷淋密度下表现更加平稳。经计算,u=1 362 m^3/h时,吸收塔内置新型管槽式液体分布器相对于内置管式和槽式分布器的整塔压降分别降低16%和12%。

新型管槽式吸收塔液体分布器的研制及性能测试

针对气体吸收分离中常见的吸收塔管式、槽式分布器液体分布不均匀的问题,开发出一种新型的管槽式液体分布器,并搭建直径1.2 m的吸收塔实验平台,对不同气相进料风速、不同喷淋密度下管式、槽式及管槽式分布器的液体分布情况和整塔压降,以及壁流效应进行了实验测定。实验结果表明:风速对分布器的液态分布性能没有太大的影响。随着喷淋密度的增大,新型管槽式液体分布器的不均匀系数逐渐下降,最大喷淋密度[L=6.99m3/(m2·h)]时其值接近0,相对于管式和槽式分布器分别下降6%和11%。不同风速下,管槽式分布器相对于管式、槽式分布器的整塔压降最高分别降低24%和16%;而且管槽式分布器壁流效应比管式与槽式的更不明显。最后,针对实验中管槽式分布器出现的问题,进行了分析并提出进一步优化的方案。对于在工业生产中喷淋密度大都大于实验时的喷淋密度,新型管槽式分布器将有更优异的表现,具有很好的规模化应用前景。

相速跳变优化Ka波段梯形线行波管效率研究

相速跳变技术是通过改变慢波结构的尺寸,从而改变慢波结构中微波信号的相速度,使其与互作用过后的电子注速度实现再同步,重新激励起有效的注-波互作用,实现输出功率的进一步提高。本文利用CST计算了不同周期长度的慢波结构的色散特性和耦合阻抗特性,在此基础上利用粒子模拟(PIC)技术计算了注-波互作用。为进一步提高行波管的电子效率,将相速跳变技术运用到Ka波段带状注三槽梯形线慢波结构行波管中。结果证实:对于周期均匀的慢波结构构成的第一种行波管,在33GHz频点处最大输出功率为10.15kW,电子效率为10.36%;而对于由1段周期跳变的慢波结构构成的第二种行波管,在33GHz频率处输出功率为12.09kW,电子效率为12.34%;两者相比,电子效率提高了1.98%。

台阶缝筛管加工技术研究

为克服矩形缝和梯形缝筛管存在的缺陷,提出了台阶缝筛管及新的加工方法——塑性成型加工方法,制造出数控多刀铣床和挤缝机,通过加工试验,摸索出了一套切实有效的工艺参数,加工出了合格的台阶缝筛管产品。

多层微波材料阶梯板压合技术探讨

多层微波材料阶梯板由于其材料、结构的特殊性,其阶梯槽边溢胶量控制、层间结合力一直是此类型板的控制难点。为改善压合槽边溢胶、层间结合力的问题,进行测试对比验证,抓取最佳压合生产参数,为此类型板压合生产提供技术参考。

筐形保持架一次压坡凹模结构的改进

通过改进筐形保持架一次压坡凹模开槽的结构,提高了一次压坡凹模的使用寿命,节省了模具,降低筐形保持架的加工成本。