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直流电弧等离子体炬的能量特性实验分析

辐射防护 2023年第3期43卷 265-270页

作者：张子炜周东升刘春雨陆杰刘夏杰中广核研究院有限公司广东深圳518031

通过实验分别获得空气和氮气作为工作气体下自稳弧长型直流电弧等离子体炬的能量特性数据,得出弧电流、气量与弧电压之间的影响规律和函数关系,进而分析等离子体射流功率与比焓的变化特征。结果表明:弧电流恒定不变的情况下,弧电压及功... 详细信息

通过实验分别获得空气和氮气作为工作气体下自稳弧长型直流电弧等离子体炬的能量特性数据,得出弧电流、气量与弧电压之间的影响规律和函数关系,进而分析等离子体射流功率与比焓的变化特征。结果表明:弧电流恒定不变的情况下,弧电压及功率随气量的增大而增大,比焓随气量的增大而减小;气量恒定不变的情况下,功率及比焓随弧电流的增大而增大,弧电压随弧电流的增大而减小;拟合伏安特性函数式,空气为U_(air)=480(I^(2)/G)^(-0.08)G^(0.30),氮气为U_(N2)=693(I^(2)/G)^(-0.09)G^(0.25),两者的伏安特性曲线总体趋势相同,且在相同弧电流与气量下,氮气作为工作气的弧电压、功率及比焓均比空气大。

关键词：等离子体炬伏安特性功率比焓能量特性

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CO电弧加热器电热特性研究

实验流体力学 2023年

作者：欧东斌杨国铭朱兴营文鹏张智曾徽中国航天空气动力技术研究院电弧等离子体应用装备北京市重点实验室

在300 kW管式电弧加热器上，通过试验测定了CO2介质和空气介质条件下的伏安特性和热效率数据。基于相似参数进行回归分析，得到了可同时应用于CO2介质和空气介质的电热特性关系式，并与国外类似电弧加热器进行了比较。研究结果表明：CO... 详细信息

在300 kW管式电弧加热器上，通过试验测定了CO2介质和空气介质条件下的伏安特性和热效率数据。基于相似参数进行回归分析，得到了可同时应用于CO2介质和空气介质的电热特性关系式，并与国外类似电弧加热器进行了比较。研究结果表明：CO2和空气电弧加热器的电热特性相似，在相同输入参数(电弧电流、气体质量流量)下，CO2介质比空气介质条件下的弧室总压平均低18%，但电弧电压、焓值和热效率分别高5.9%、6.7%和10.9%；通过统一关系式得到的数据和试验数据一致性较好，伏安特性和热效率回归误差分别为-13%～11.4%和-33.0%～34.7%。

关键词： CO 电弧加热器伏安特性热效率相似理论

超微电极实验:基本原理、制备方法和伏安性能

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电化学 2023年第7期29卷 16-20页

作者：马桢林佳阳南文静韩联欢詹东平厦门大学化学化工学院福建厦门361005 厦门大学萨本栋微纳米科学技术研究院福建厦门361005

超微电极的电极尺寸小,双电层电容小,IR降小,传质速率快,响应快,信噪比高,兼具时间和空间分辨率,不仅可以研究快速电极反应动力学性质,而且可以作为电化学扫描显微镜探针,实现基底反应活性的成像,在电化学各个领域均有重要应用,成为一... 详细信息

超微电极的电极尺寸小,双电层电容小,IR降小,传质速率快,响应快,信噪比高,兼具时间和空间分辨率,不仅可以研究快速电极反应动力学性质,而且可以作为电化学扫描显微镜探针,实现基底反应活性的成像,在电化学各个领域均有重要应用,成为一种重要的电化学实验方法。本文将扼要介绍超微电极的基本原理、简易的制备方法及伏安性能的表征实验,以期对开展超微电极实验研究的电化学工作者有所裨益。

关键词：超微电极电极制备伏安特性

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荒漠化地区光伏板积尘规律及除尘机器人设计

荒漠化地区光伏板积尘规律及除尘机器人设计

作者：李凯宁夏大学

学位级别：硕士

随着全球煤炭石油等化石能源逐渐减少,太阳能等可再生能源的利用需求变得尤为突出。我国出台了一系列激励性政策支持发展光伏产业,全国光伏装机容量也稳居世界第一。但是光伏组件发电性能易受其表面积灰影响。为了保证光伏板高效运行,... 详细信息

随着全球煤炭石油等化石能源逐渐减少,太阳能等可再生能源的利用需求变得尤为突出。我国出台了一系列激励性政策支持发展光伏产业,全国光伏装机容量也稳居世界第一。但是光伏组件发电性能易受其表面积灰影响。为了保证光伏板高效运行,亟需对其进行清洁。鉴于已有相关装置的不足及荒漠化地区对光伏板表面积灰高效清扫的现实需求,本文研制了一种新的光伏板无水除尘装置。主要工作有:1、在中卫腾格里沙漠光伏产业园边缘安装了约60片倾角分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°,朝向分别为正东、正西、正南、东南、西南、西北的光伏玻璃,通过自然积尘研究了沙尘天气条件下不同倾角光伏玻璃板的积尘量以及透光率的变化规律,实验结果表明,随着板倾角的增加,其积尘量呈现先增加后减小的变化趋势,透光率呈现先减小后增加的变化趋势,其中15°倾角玻璃板积尘量最大、透光率最小。同时利用室内模拟积尘实验,利用光伏电池伏安特性测试仪器测量了不同倾角、表面积尘光伏电池经串并联后的伏安特性曲线,研究了它们的输出功率的损失率,结果表明,串联时光伏电池的发电效率损耗为13.7%～23.43%,并联后对光伏电池的发电效率损耗为9.31%-20.11%。2、鉴于已有光伏板除尘装置存在的一些环境适应性问题,设计了一种新的无水除尘装置。该装置主要包括行走结构、限位结构、清扫结构及滑动结构以及控制系统设计等。该装置采用上中下三排行走轮设计并配以辅助轮,实现越障功能;为了防止滚刷引起二次扬尘问题,采用滚刷倾斜安装的方式,加速灰尘在板面的下滑。同时在滚刷上方设计锯齿条结构,实现清除刷毛灰尘及毛絮等作用。这样的设计有助于提高光伏板除尘效率。通过在宁夏中卫某光伏电站进行试机实验,验证了装置的性能及可靠性。3、基于Solidworks软件对除尘装置的滚刷、滑动板和行走轮的应力应变进行分析,对其机械结构的强度和刚度设计的可行性进行验证,确保除尘装置能正常运行。本文的研究成果为光伏电站积灰清除提供了一种新的解决方案。

关键词：光伏电池积灰伏安特性除尘装置设计有限元分析

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基于附加电量的直流微电网动态稳定控制策略

电力自动化设备 2021年第5期41卷 136-144,159页

作者：付媛邵馨玉赵欣艳张祥宇华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室河北保定071003

直流微电网的低惯性问题以及遭受扰动后分布式电源与负荷短时保持功率恒定引入的负阻尼,均会削弱直流电压的动态稳定性。对此深入探讨了直流微电网的动态稳定机理,从电量的角度赋予系统稳定判据物理意义。首先基于直流微电网的伏安特性... 详细信息

直流微电网的低惯性问题以及遭受扰动后分布式电源与负荷短时保持功率恒定引入的负阻尼,均会削弱直流电压的动态稳定性。对此深入探讨了直流微电网的动态稳定机理,从电量的角度赋予系统稳定判据物理意义。首先基于直流微电网的伏安特性,分析系统运行点的移动轨迹与稳定运行约束条件。其次,基于直流微电网的状态方程,推导系统的电量模型,分析各端换流器具备的暂态电量对系统稳定运行的影响机理,并结合稳定运行条件,提出基于附加电量的直流微电网的动态稳定裕度及判据。然后,基于直流微电网的动态稳定裕度,通过改进储能侧换流器的电压下垂控制,提出基于附加电量的直流微电网电压动态稳定控制策略,并分析其对直流电压暂态过程的影响。最后,搭建多端直流微电网仿真系统,验证所提电压动态稳定判据的正确性,以及附加电量对直流微电网动态稳定的支持能力。

关键词：直流微电网伏安特性附加电量稳定裕度电压稳定

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空间碎片超高速撞击下太阳电池阵伏安特性

物理学报 2021年第18期70卷 360-368页

作者：郑建东周江皮晓丽邹晨李一帆徐坤博龚自正胡帼杰中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094 北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术国防科技重点试验室北京100094

太阳电池阵是航天器的电力来源,时常受到微流星体和空间碎片撞击而损伤,导致太阳电池阵输出功率下降.采用二级轻气炮对航天器太阳电池阵开展了空间碎片超高速撞击地面模拟试验,研究了不同撞击速度、弹丸直径、撞击点位置工况下太阳电池... 详细信息

太阳电池阵是航天器的电力来源,时常受到微流星体和空间碎片撞击而损伤,导致太阳电池阵输出功率下降.采用二级轻气炮对航天器太阳电池阵开展了空间碎片超高速撞击地面模拟试验,研究了不同撞击速度、弹丸直径、撞击点位置工况下太阳电池阵伏安特性的衰减规律.共进行了12次试验,其中5次因弹托撞击试件而无效,7次试验数据有效.试验结果显示,弹丸的直径和撞击速度、撞击位置三者均对伏安特性影响较大,地面模拟试验与在轨飞行试验产生的损伤形貌符合良好.通过数据分析了电池阵失效面积与剥落区面积、穿孔面积、弹丸动能、撞击位置四者之间的关系.研究发现,电池阵失效面积与剥落区面积两者之比介于7-37,电池阵失效面积与穿孔面积两者之比介于50-150.撞击在电池片中心区域,失效面积明显高于撞击在电池片边缘或者连接处.电池阵失效面积△S_(SA)与动能E(E=πρd^(3)v^(2)/12)的立方根比较吻合.为了建立功率损失面积与弹丸直径和撞击速度的准确方程,首先假设三者存在幂指数关系,再通过数据拟合方法求解待定系数,最终建立了适用于国内太阳电池阵的功率损失△P_(max)方程和△S_(SA)方程.当撞击在电池片中心区域△P_(max)=0.047dv^(2/3)时,△S_(SA)=260dv^(2/3).当撞击在电池片边缘或者连接处△P_(max)=0.033dv^(2/3)时,△S_(SA)=180dv^(2/3).方程预测偏差在±13.3%以内,平均偏差为7.6%.该方程可用于描述在0°撞击角条件下电池阵功率损失或失效面积两者与弹丸的直径、撞击速度、撞击位置的函数关系.本文的研究方法对我国航天器太阳帆板超高速撞击环境下性能退化评估有借鉴意义,所建立的功率损失方程和失效面积方程,能够预测空间碎片造成的太阳电池阵的功率下降规律和失效面积规律,对我国航天工程实践具有重要的工程应用价值.

关键词：太阳电池阵超高速撞击伏安特性功率损失方程失效面积方程空间碎片

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镍粉/碳纤维复合导电沥青胶浆的电热性能

材料科学与工程学报 2024年第2期42卷 290-298页

作者：汤智杰王路生杨景玉长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长安大学公路学院陕西西安710064

基于电阻率、升温速率、车辙因子和劲度模量等指标优选出镍粉/碳纤维复合导电沥青胶浆Ni-CF-2,研究了其电性能和热性能,并根据其内导电材料微观分布研究其导电机理。结果表明,Ni-CF-2在交流电下的电流值显著大于直流电,但非线性伏安特... 详细信息

基于电阻率、升温速率、车辙因子和劲度模量等指标优选出镍粉/碳纤维复合导电沥青胶浆Ni-CF-2,研究了其电性能和热性能,并根据其内导电材料微观分布研究其导电机理。结果表明,Ni-CF-2在交流电下的电流值显著大于直流电,但非线性伏安特性离散性较大,且同时存在温敏效应和压敏效应;10 mm厚Ni-CF-2的导热系数比基质沥青高18.8%,通电时热量呈现层状的均匀分布,20 min内升温幅度达50℃以上,并具有良好切缝愈合能力;Ni-CF-2试样由导电颗粒的接触或电子跃迁形成导电通路。

关键词：镍粉碳纤维导电沥青胶浆伏安特性导热系数

基于伏安特性动态轨迹的谐振接地系统弧光高阻接地故障检测方法

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中国电机工程学报 2021年第20期41卷 6959-6967页

作者：王宾崔鑫电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点试验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

在谐振接地系统中发生弧光高阻接地故障时,暂稳态故障电流均微弱,且电弧引发的非线性特征显著。现有检测方法多采用阈值设定的定量分析方法,其可靠性与灵敏性存在明显博弈,难以同时兼顾,正动率较低。针对上述问题,该文分析了弧光高阻接... 详细信息

在谐振接地系统中发生弧光高阻接地故障时,暂稳态故障电流均微弱,且电弧引发的非线性特征显著。现有检测方法多采用阈值设定的定量分析方法,其可靠性与灵敏性存在明显博弈,难以同时兼顾,正动率较低。针对上述问题,该文分析了弧光高阻接地故障时零模电压与零模电流间的伏安特性动态轨迹,并基于零模电压、零模电流间的初始极性特征和伏安特性动态轨迹设计了一种新的弧光高阻接地故障检测算法,可兼顾检测的灵敏性和可靠性;仿真和现场录波数据验证了所提算法的有效性。

关键词：消弧线圈弧光高阻伏安特性动态轨迹初始极性

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直流双管式电弧等离子体发生器性能研究

核聚变与等离子体物理 2023年第3期43卷 366-372页

作者：郭志刘志敏王硕航天环境工程有限公司天津300301

利用实验手段研究了双管式电弧等离子体发生器的特性,包括旋流进气特性、伏安特性和运行热效率等,建立了基于双管式电弧等离子体发生器的数学模型。结果表明,旋流流速对电极烧蚀速率有较大影响,电弧电压降和发生器热效率随电流增加而下... 详细信息

利用实验手段研究了双管式电弧等离子体发生器的特性,包括旋流进气特性、伏安特性和运行热效率等,建立了基于双管式电弧等离子体发生器的数学模型。结果表明,旋流流速对电极烧蚀速率有较大影响,电弧电压降和发生器热效率随电流增加而下降,发生器热效率随气流量增大而增大。根据相似理论建立的数学模型能够准确模拟等离子体发生器的负电弧动态电阻伏安特性。以上研究可为大功率、长寿命双管式电弧等离子体发生器的开发及其在材料制备和环境保护领域的应用提供参考。

关键词：双管式电弧等离子体发生器伏安特性运行热效率电极烧蚀率