中国科技论文

China Sciencepaper

  • 新型微小尺度肋片的表面排水性能研究

    徐象国;詹思成;梁灏彬;

    为提升空调换热器肋片表面的排水性能,提出了1种新型的百叶窗式微小尺度肋片结构,通过构建不连续的粗糙表面,增加液滴自由延展的能量障碍,从而减小固液接触面积以及相应的排水阻力。对新型微小尺度肋片表面的水滴受力情况进行定性分析,从理论层面论证其排水性能的增强,并提出最佳叶面宽度的判断依据。为验证理论,进一步开展了滴水和凝水实验,分别测试肋片样品对应的临界角与表面凝结水量,判断肋片的最佳叶面宽度。实验结果表明:新型微小尺度肋片能有效减少表面凝结水的滞留量,且对不同实验材料存在最佳的肋片叶面宽度,使得表面凝结水滞留量最小。

    2017年23期 v.12 2641-2650页 [查看摘要][在线阅读][下载 2208K]
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  • 脉冲激光加热条件下具有等离子体共振效应纳米流体流动沸腾成核实验研究

    王兆龙;李晓平;陈大衡;全晓军;郑平;

    为了探索激光加热纳米流体流动条沸腾潜在应用,实验研究了影响脉冲激光加热条件下纳米流体流动沸腾现象中气泡成核所需光能强度阈值的相关因素。热源采用波长为792nm的脉冲激光,并且将具有等离子体共振效应的直径为101nm且长度为433nm的金纳米棒分散在去离子水中,形成质量浓度为1.824μg/mL的纳米流体。实验所用激光将激发金纳米棒结构的轴向局域等离子体共振效应,从而强化对激光的光能吸收效率。实验针对纳米流体初始温度、激光脉冲频率以及脉宽对脉冲激光加热条件下的纳米流体流动沸腾气泡成核所需最小能量密度的影响进行了相关研究,结果表明:最低成核能量密度随着纳米流体初始温度的升高而降低;在脉宽不变的前提下,提高激光频率将会降低最低成核能量密度;在流速变化范围为0.01~0.1m/s并且脉冲激光占空比为50%时,最低成核能量密度在激光脉冲频率为100Hz时达到最大值。

    2017年23期 v.12 2651-2655页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K]
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  • 带一个回热器的Kalina循环的热力参数分析及优化

    娄聚伟;王建永;王江峰;戴义平;

    为了研究单一回热器对Kalina循环系统性能的影响,建立了带1个回热器的Kalina循环稳态数学模型,研究了循环的4个关键热力参数对Kalina循环净功和热效率的影响。对Kalina循环在不同热源温度下进行了热力参数优化,获得了循环在不同热源温度下的最大循环热效率。研究结果表明:在同一热源温度下,存在不同的最优蒸发器蒸发压力,使得循环净输出功和循环热效率分别达到最大值;循环净输出功和热效率随着蒸发器出口氨水溶液温度和氨水基本溶液浓度的增大而增大,随着透平背压的增大而减小;随着热源温度的增大,循环热效率逐渐增大,所对应的最优蒸发器蒸发压力和蒸发器出口氨水溶液温度逐渐增大,同时,透平背压和氨水基本溶液浓度逐渐降低。

    2017年23期 v.12 2656-2661页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K]
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  • 舱内气压与湿度对器件散热的实验研究

    王正宇;覃俊霖;黄庆仁;孙创;

    为了掌握不同飞行条件下仪器舱内发热器件的温度变化特性及影响因素,基于实验测量,获得了密封环境内气压与湿度作用下仪器设备的耦合传热特性;密封舱可提供的温度范围为-40~200℃,压力范围为1~101.325kPa、相对湿度为30%~90%;设计加工了阵列型、方体及柱体发热器件,通过改变舱内压力、温度、湿度等因素,获得了不同发热功率下器件的温度变化数据。实验表明:当舱内压力低于30kPa时,自然对流散热作用不明显;当舱内压力为10kPa,热板温度分别为150℃和50℃时,因辐射作用而引起的柱体侧面温度差达7℃;舱内相对湿度增加,可有效降低设备温度。

    2017年23期 v.12 2662-2665页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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  • 两侧叶轮叶片数不同的双面离心压气机性能研究

    魏龙宇;杨策;侯红娟;张涵之;老大中;

    为了改善双面离心压气机性能和稳定性,采用数值方法,以非对称进气双面离心压气机为研究对象,研究了具有不同叶片数的两侧叶轮组成的双面离心压气机在稳定工作范围上存在的差异。通过增加低总压进气侧叶轮的叶片数,平衡两侧叶轮的做功量和流量分配,抑制一侧叶轮的提前失速。研究结果表明:增加低总压进气侧叶轮叶片数后,能够拓宽双面离心压气机在小流量侧的稳定工作范围;大流量工况下两侧叶轮的流量分配略有恶化,压气机效率有所下降,而小流量工况下流量分配明显改善,压气机的效率也得到提高;本文中2种改型方案,分别使失速边界拓宽了约5.6%和22.2%。

    2017年23期 v.12 2666-2672页 [查看摘要][在线阅读][下载 2537K]
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  • PAM水溶液在多孔介质中流动实验分析

    王平;张章;罗以涵;吕金鹏;于秉琛;田兴旺;

    为了研究幂律流体在规则排列多孔介质中的流动特性,以聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)水溶液为实验研究对象,通过改变流体的温度、质量浓度和流速,分析了多孔介质段的压降随绕流颗粒雷诺数的变化和多孔介质阻力系数随孔隙雷诺数变化的影响因素,给出了4种多孔介质模型之间的压降和阻力系数的比较。结果表明:提高溶液的温度,减少溶液的质量浓度,PAM溶液的压降明显的减小,多孔介质的阻力系数减小;多孔介质模型的孔隙率越小,溶液流程越长,多孔介质的压降越大,模型的阻力系数应综合考虑各个因素的影响关系。

    2017年23期 v.12 2673-2677页 [查看摘要][在线阅读][下载 1181K]
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  • 大功率谐振式无线电能传输线圈仿真优化研究

    刘言伟;卢闻州;陈海英;

    为优化大功率谐振式无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统线圈设计,提高系统传输效率,分析了电流源供能的两线圈串串拓扑结构的等效电路模型,提出了优化平面圆形线圈的4个方面,即更多的线圈匝数、更大的线圈半径、更近的传输距离以及合适的负载大小,并利用COMSOL软件进行仿真验证;利用COMSOL软件还获得了收发线圈在谐振时各自的磁场分布图,从而能够全面、直观地优化谐振式WPT系统线圈设计,实现大功率谐振式WPT系统的高效率传输。结果表明:通过增加线圈匝数、增大线圈平均半径、减小传输距离、选择合适负载对线圈进行优化,并且考虑将平面圆形线圈内外径之差尽可能减小,能够提升谐振式WPT系统的传输效率。

    2017年23期 v.12 2678-2684页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K]
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  • 一种改进的故障定位矩阵算法

    李小强;王军;张贺;倪明;

    针对现有矩阵算法未考虑馈线含故障电流指示器(fault current indicator,FCI)及在处理节点信息漏报情形下,难以处理"T"形等特殊节点和需二次构造矩阵的弊端,提出了利用特殊符号分别标记相应故障信息,并通过对矩阵进行伪初等行变换来消除特殊符号影响的处理策略。结果表明:在关键节点信息缺失时,该策略会适当扩大定位区间;在普通节点信息丢失时,该策略不会影响定位结果;该策略简单、有效,适用于复杂多电源环网开闭环运行方式。

    2017年23期 v.12 2685-2689页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 不同湍流模型对平面叶栅气动性能预测的研究

    杨凌;李大春;钟兢军;

    为验证不同湍流模型对跨声速轴流压气机平面叶栅气动性能预测的可靠性,采用Fluent软件,选用SA、标准及SST这3种常用湍流模型,在不同来流马赫数(0.5 Ma和0.8 Ma)及冲角(-3°、0°、+3°)下,将平面叶栅流场数值模拟值与实验值进行对比。结果表明:SA模型在不同工况下叶表静压分布和节距平均出口气流角与实验最贴近;当来流马赫数为0.5 Ma时,SA模型总压损失系数沿节距分布的峰值及相对位置在设计冲角下与实验最吻合,模型偏差最大;当来流马赫数为0.8 Ma时,模型总压损失系数沿节距分布在设计冲角下与实验最贴近。3种湍流模型数值模拟结果与实验均有一定偏差,SA模型与实验偏差更小,计算效率更高,更适用于轴流压气机平面叶栅流场计算。

    2017年23期 v.12 2690-2694页 [查看摘要][在线阅读][下载 2246K]
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  • 超短期太阳辐照度多模型预测

    周海;朱想;金山红;朱婷婷;张雪松;魏海坤;

    为了提高太阳辐射预测精度,提出了1种超短期混合预测模型。该模型用非线性方法集成多个子模型,从而克服了单一模型的局限性,提高了整体预测性能。预测时,首先将历史太阳辐射值转换为晴空系数,消除太阳位置对辐射值的影响;然后根据相关性分析,将转换的晴空系数输入各子模型,并将子模型的预测结果非线性集成。最后,将预测的晴空系数转换为目标水平总辐照度。实验结果表明:所提出的混合模型性能优于单一预测模型,非线性集成方法优于传统的平值加权集成方法,且整体预测均方差相对持续模型提高了约60%。

    2017年23期 v.12 2695-2700页 [查看摘要][在线阅读][下载 767K]
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  • 谐波电能追责警示指标及实例分析

    贾秀芳;许磊;李盖;郭敏;华回春;

    谐波会对计量产生影响,但是影响的严重程度如何衡量,以及什么时候需要考虑谐波对计量的影响,以往的文献没有进行过系统的讨论。为了弥补这一缺陷,提出了谐波电能追责警示指标即谐波有功功率含有率的概念,用于判断是否需要对非线性用户实行谐波电能计费。首先,在计量点建立谐波分析的等效模型;然后,通过理论推导计算了谐波在不超标时的谐波有功功率含有率的最大取值,并结合实际案例分析验证了所得到的结论;最后,简单讨论了在谐波超标情况下的电能计量问题。研究结果表明:在母线或公共连接点谐波符合国标情况下,谐波电能带来的计量收费偏差低且可以忽略;但对于谐波超标、污染严重的系统或负荷,谐波电能可能会严重影响计费结果;此时需结合实际工况对计量对象进行测试评估,从而对谐波电能收费做出合理的调整。

    2017年23期 v.12 2701-2707页 [查看摘要][在线阅读][下载 599K]
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  • 寄生电容对SiC MOSFET开关特性的影响

    秦海鸿;张英;朱梓悦;王丹;付大丰;赵朝会;

    为了探究电路中寄生电容对SiC MOSFET高速开关特性的影响,采用理论分析与实验研究相结合的方法,考虑相关寄生电容,对SiC MOSFET的开关过程进行模态分析,确立各部分寄生电容的影响,进而建立高速双脉冲测试平台,对各部分寄生电容对SiC MOSFET开关特性的影响进行研究,揭示各部分寄生电容对SiC MOSFET开关特性的影响规律。实验结果表明:随着SiC MOSFET极间电容的增大,其开关速度降低、开关能量增大,开关过程中的电压、电流尖峰有所降低;与极间电容不同,C_J增大时会引起电流尖峰的增加。

    2017年23期 v.12 2708-2714页 [查看摘要][在线阅读][下载 3616K]
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  • 基于载波层叠的五电平调制与飞跨电容控制研究

    王付胜;付航;张兴;李祯;李飞;

    为实现对五电平有源中点钳位(active neutral-point-clamped,ANPC)逆变器的有效控制,在分析了逆变器的输出特性与开关状态的基础上,提出一种基于载波层叠的五电平调制策略,具有较小的开关损耗且总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)性能良好。为解决飞跨电容电压不平衡问题,提出了五电平的飞跨电容电压平衡控制方法,并给出本方法运用在所提调制策略中的所有开关切换方式,该方法思想简单,便于工程应用。仿真和实验结果验证了该调制策略与飞跨电容控制方法的有效性与正确性。

    2017年23期 v.12 2715-2720页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K]
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  • 凯塞窗奇点校正的谐波分析方法

    孙仲民;何正友;臧天磊;

    为了减小电力系统稳态谐波信号在非同步采样时经离散傅里叶变换产生的频谱泄露和栅栏效应,采用凯塞窗截断信号并提出了奇点校正的谐波算法;利用频域相位旋转后主瓣谱线方向相同、旁瓣相邻谱线方向相反的特点,无需提高窗函数主瓣宽度就可通过多阶叠加处理减小频谱干扰;在此基础上推导了三频点和五频点校正算法,并采用复杂电力系统谐波信号进行了仿真验证。结果表明:所提方法可以提高谐波参数的测量精度,对基频变化的适应性强,而且具有一定的抗噪性。

    2017年23期 v.12 2721-2726页 [查看摘要][在线阅读][下载 2247K]
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  • STATCOM在风电并网系统不对称故障下控制策略研究

    张鹏;霍利民;

    为了使静止无功发生器(static synchronous compensator,STATCOM)在不对称故障期间也能快速、有效、安全地发挥其最大的作用,提出了一种正、负序网络解耦空间矢量控制策略(space vector pulse width modulation,SVPWM),该控制策略一方面可以在不对称故障期间对负序电流进行补偿,另一方面解耦可以精确快速补偿无功负荷;同时空间矢量脉宽调制的应用也提高了直流侧电压的利用率。仿真结果表明:提出的控制策略不仅减少了STATCOM直流侧电压的波动,避免了装置在不对称故障期间的退网,而且对负序电流进行了补偿,消除了能量传输中的波动量,使STATCOM在不对称故障期间无功补偿能力进一步加强,维持了风电系统并网处电压的稳定性。

    2017年23期 v.12 2727-2732页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K]
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  • 不同行驶模式对轻型混合动力蓄电池系统的影响研究

    夏琦;王奎;韩志强;田维;薛光明;

    为了探究不同行驶模式对混合动力蓄电池系统的影响,在混合动力系统上采用急速行驶模式和平顺行驶模式进行工况试验,对2种行驶模式下蓄电池的SOC值、电压、电流和温度等相关参数进行对比分析。结果表明:在行驶减速过程中,急减速状态不利于制动能量的回收,平顺行驶模式减速过程中制动能量的回收率明显高于急速行驶模式。

    2017年23期 v.12 2733-2736页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]
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  • 壁面下方圆管加热熔盐自然对流换热的数值研究

    贾笃雨;田丽亭;闵春华;王进;

    以熔融盐硝酸锂为工作介质,对壁面下方布置的水平圆管自然对流换热进行了数值模拟,研究了圆管周围热羽流态的变化,以及上壁面和圆管间距(h/d)对圆管壁面自然对流换热特性的影响。结果发现:h/d=1时,随着Ra增大,上壁面和圆管间流动滞止区逐渐压缩,热羽逐渐从圆管左右上方移向正上方,圆管顶部换热主要方式从导热变为自然对流;圆管壁面自然对流换热性能随着上壁面远离逐渐增强并趋于稳定,临界间距随着Ra增大而减小;对于Ra≥10 000的自然对流,当h/d≥3以后,上壁面对圆管换热几乎没有影响。

    2017年23期 v.12 2737-2741页 [查看摘要][在线阅读][下载 3744K]
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  • 基于Petri网与粒子群算法的主动配电网故障定位

    高正中;商春雷;赵晨晖;谭冲;

    针对主动配电网故障定位的容错性差、运算时间长及通用性差等问题,引入一种基于Petri网与粒子群算法结合的故障定位方法。根据主动配电网的拓扑结构和馈线终端单元上传的故障信息建立开关函数,提出基于Petri网的并行粒子群算法定位故障区段。通过实验对所提方法的有效性进行验证。结果表明:Petri网与粒子群算法相结合的故障搜寻方法对于接线复杂、分支众多的主动配电网结构具有较好的适应性与收敛性。

    2017年23期 v.12 2742-2745页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 一种基于负荷最优控制的智慧家庭能量调度方法

    郝允梁;王威;张建中;王丙辉;师恩浩;

    针对智慧家庭的能量调度问题,提出了结合实时电价和负荷控制的智慧家庭电器设备最优调度方法。以费用最小为目标,建立智慧家庭日前能量调度的数学模型,重点研究实时电价与倾斜块率(inclining block rates,IBR)相结合电价下的智慧家庭电器设备控制策略;在考虑负荷控制约束条件下,研究以实时电价系数为控制变量的智慧家庭实时调度方法。算例结果表明,提出的方法具有有效性和实用性。

    2017年23期 v.12 2746-2750页 [查看摘要][在线阅读][下载 934K]
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  • 敷设过程中海底电缆面内力学行为的理论分析

    夏超凡;张大长;蔡新未;宋林辉;

    为了研究海底电缆敷设过程中电缆的形态、受力特性,考虑电缆张力、自重及海水浮力耦合作用,提出电缆敷设过程中海洋深度方向二维平面内力学行为的半解析近似分析方法。利用牛顿运动定律建立海底电缆微段的力学平衡方程,即微分方程组;考虑电缆敷设过程中海底电缆切角、曲线形状和张力变化,分析海底电缆面内力学行为。通过数值分析可以得出:敷设过程中电缆的张力沿着海深分布几乎呈线性,与海底电缆自重、船速和初始张力相比,电缆的放张速度对海底电缆受力的影响较小,且可以忽略不计。

    2017年23期 v.12 2751-2755页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K]
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  • 滚抛磨块参数对离心式滚磨光整加工过程中接触力的影响

    郝志明;李文辉;李秀红;武锋锋;赵文渊;

    为了揭示滚抛磨块参数对离心式滚磨光整加工的影响,采用Plackett-Burman试验方法,以滚抛磨块在加工过程中的平均接触力作为评价指标,分析滚抛磨块9项参数对离心式滚磨光整加工的影响,筛选出对滚抛磨块在加工过程中平均接触力影响显著的参数,并初步判断显著性参数对评价指标的影响情况。然后使用Box-Behnken试验法进一步研究显著性参数与平均接触力的关系,推导出显著性参数与平均接触力的方程,使用该方程可通过滚抛磨块参数预测计算离心式滚磨光整加工过程中滚磨磨块的平均接触力,进而选择合适的滚抛磨块。从滚抛磨块参数角度,为优化与完善离心式滚磨光整加工技术提供理论支撑。

    2017年23期 v.12 2756-2760页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K]
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