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煤矿井下金属结构等效储能模型耦合电磁波能量安全性分析 被引量:1
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作者 田子建 侯明硕 +2 位作者 孙静 杜欣欣 石洋名 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第7期136-146,共11页
煤矿井下无线通信设备发射的电磁波能量可以被周围金属结构耦合吸收,这种现象存在点燃矿井内爆炸性气体的危险。现有针对井下金属结构耦合电磁波安全性研究只是对金属结构等效阻性模型耦合电磁波能量进行分析,缺乏对金属结构耦合电磁波... 煤矿井下无线通信设备发射的电磁波能量可以被周围金属结构耦合吸收,这种现象存在点燃矿井内爆炸性气体的危险。现有针对井下金属结构耦合电磁波安全性研究只是对金属结构等效阻性模型耦合电磁波能量进行分析,缺乏对金属结构耦合电磁波能量在时间上积累的储能过程研究。针对上述问题,提出一种适用于金属结构耦合−积累−释放电磁波能量研究的等效储能结构模型,即金属结构等效容性储能模型与金属结构等效感性储能模型。首先通过低衰减度传输线模型,推导出发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离与接收端感应电压之间的关系。然后建立金属结构等效储能模型,推导出接收端参数与放电火花能量之间的数学关系式,分析了接收端参数对放电火花能量的影响。最后通过接收端感应电压与感应电压有效值的关系,推导出发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离与放电火花能量之间的数学关系式,分析了发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离对放电火花能量的影响,并给出在其他参数确定情况下2种金属结构等效储能模型各自的理论参考安全点。仿真结果表明:①对于金属结构等效容性储能模型,放电火花能量随着等效储能电容、接收端感应电压有效值增大而增大,安全点向左偏移,对等效储能电容、接收端感应电压有效值的安全要求变得严苛。②放电火花能量随着发射天线功率增大而增大,随着发射天线与金属结构之间距离增大而减小,得到金属结构等效容性储能模型理论参考安全点。③对于金属结构等效感性储能模型,放电火花能量随着等效储能电感、接收端感应电压有效值增大而增大,安全点向左偏移,对等效储能电感、接收端感应电压有效值的安全要求变得严苛。④放电火花能量随着发射天线功率增大而增大,随着发射天线与金属结构之间距离增大而减小,得到金属结构等效感性储能模型理论参考安全点。⑤对比2种金属结构储能模型理论参考安全点,得到金属结构等效容性储能模型的危险性远大于金属结构等效感性储能模型的结论。 展开更多
关键词 电磁波能量 金属结构 等效储能模型 放电火花能量 爆炸性气体最小点燃能量
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井下环状金属结构等效多圈小环天线接收电磁波能量安全性分析
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作者 范思涵 杨维 田子建 《中国矿业》 北大核心 2024年第2期182-189,共8页
在井下狭小的巷道空间内金属结构集中,如存在长导线、铁轨、绞车钢丝、支架、铁丝环等不同的金属结构形式。井下金属结构可能会通过磁耦合或接收辐射电磁波的方式接收发射天线的电磁波能量。若金属结构存在断点,则在断点处可产生感应电... 在井下狭小的巷道空间内金属结构集中,如存在长导线、铁轨、绞车钢丝、支架、铁丝环等不同的金属结构形式。井下金属结构可能会通过磁耦合或接收辐射电磁波的方式接收发射天线的电磁波能量。若金属结构存在断点,则在断点处可产生感应电压;若金属结构断点处发生刮擦,则会在断点处以刮擦放电的形式以很低的电压产生刮擦放电火花,有点燃并引爆井下瓦斯气体的危险。金属结构的不同形式如环状金属结构、柱状金属结构等对耦合电磁波能量具有不同的特性。小型环状金属结构在井下广泛存在,具有体积小、摆放与安装自由度大的特点,井下小型环状金属结构等效为环状接收天线接收发射天线电磁波能量的安全性值得关注与研究。本文针对井下环状金属结构电磁波能量的安全性进行了研究,分析了将井下环状金属结构等效为多圈小环接收天线接收电磁波能量的安全性。建立了环状金属结构等效多圈小环接收天线的等效电路,求出了环状金属结构等效多圈小环接收天线负载上消耗的功率。当环状金属结构等效多圈小环接收天线谐振时,小环接收天线的输入阻抗恰好为阻性,可利用环状金属结构等效多圈小环接收天线等效电路求出负载上消耗的最大功率,以及环状金属结构等效多圈小环接收天线与发射天线之间应保持的安全距离。仿真分析了环状金属结构等效多圈小环接收天线的等效半径、导体直径、圈数以及环状金属结构等效多圈小环接收天线和发射天线之间的夹角对负载上消耗最大功率和安全距离的影响。仿真结果表明,安全距离随环状金属结构等效多圈小环接收天线等效半径的增大而增大,随环状金属结构等效多圈小环接收天线导体直径增大变化不明显,随表示发射天线和等效接收天线之间相对高度关系的夹角增大而减小。本文研究可为无线通信新技术在煤矿井下应用的电磁波能量安全性问题提供参考。 展开更多
关键词 煤矿 环状金属结构 电磁波能量 放电火花 安全距离
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井下柱状金属结构接收电磁波能量安全性分析
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作者 范思涵 杨维 田子建 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期426-434,共9页
在井下狭小空间内需要部设支架、照明线、钢轨、运煤车及风门等,导致井下金属结构集中。井下金属结构可能会通过磁耦合或接收辐射电磁波的方式接收发射天线的电磁波能量,若金属结构存在断点,则在断点处可产生感应电压。金属结构断点处... 在井下狭小空间内需要部设支架、照明线、钢轨、运煤车及风门等,导致井下金属结构集中。井下金属结构可能会通过磁耦合或接收辐射电磁波的方式接收发射天线的电磁波能量,若金属结构存在断点,则在断点处可产生感应电压。金属结构断点处发生刮擦,则会在断点处以刮擦放电的形式以很低的电压产生刮擦放电火花,有点燃并引爆瓦斯气体的危险。为了尽可能避免因金属结构接收发射天线的电磁波能量而引起瓦斯爆炸事故,保证矿井安全,研究电磁波能量对井下瓦斯气体的安全性具有重要意义。以往的研究中大多没有细分井下金属结构的形式,如将金属结构细分为柱状金属结构和环状金属结构等形式,而金属结构的形式对接收电磁波能量具有显著的影响。为此,针对井下柱状金属结构电磁波能量的安全性进行了分析,研究了将井下柱状金属结构等效为偶极子接收天线接收电磁波能量的安全性。通过建立柱状金属结构等效偶极子接收天线电路,求出了柱状金属结构断点处产生刮擦放电火花负载上消耗的功率。分析了频率及负载匹配问题对负载上消耗功率的影响,进而求出了负载上消耗的最大功率,以及柱状金属结构等效偶极子接收天线与发射天线之间应保持的安全距离。仿真分析了柱状金属结构等效偶极子接收天线臂长、半径和柱状金属结构等效偶极子接收天线和发射天线间的夹角对负载上消耗最大功率和安全距离的影响。仿真结果表明,安全距离随柱状金属结构等效偶极子接收天线臂长和半径的增大而增大,随夹角的增大而减小。 展开更多
关键词 煤矿 柱状金属结构 电磁波能量 放电火花 安全距离
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大能量电点火系统设计与火花放电特性实验研究 被引量:17
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作者 张云明 刘庆明 +1 位作者 宇灿 汪建平 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1267-1274,共8页
为满足爆炸极限测试和爆轰直接起爆实验的需求,根据火花放电原理,设计了大能量电点火系统。通过火花放电测试系统,实验研究了0.01 kJ、0.1 kJ和1 kJ能量档位下的火花放电特性。利用指数衰减的正弦周期性振荡函数拟合法,计算获得了放电... 为满足爆炸极限测试和爆轰直接起爆实验的需求,根据火花放电原理,设计了大能量电点火系统。通过火花放电测试系统,实验研究了0.01 kJ、0.1 kJ和1 kJ能量档位下的火花放电特性。利用指数衰减的正弦周期性振荡函数拟合法,计算获得了放电电路振荡周期、电感、电阻和火花电阻等参数,并通过2种方法得出了实验条件下的有效火花能量和变化规律。结果表明:能量档位越高,则电路振荡周期越长,电路电阻和火花电阻越小,有效火花能量占电容器储能的比例也越大。该研究工作对大能量电点火系统的设计、火花放电特性的研究和有效火花能量的计算具有重要的学术理论意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 大能量电点火系统 电火花 电容储能 火花放电特性 振荡放电 有效火花能量
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电火花放电能量及其损耗的计算 被引量:24
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作者 刘庆明 汪建平 +2 位作者 李磊 张云明 宇灿 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1255-1260,共6页
为了准确计算不同放电条件下的电火花放电能量,对系统中的能量损耗进行了量化分析。对3种常用放电能量的计算方法进行比较分析,并在此基础上系统地研究了不同放电过程中电容残余能量和电路损耗能量的损耗率及其变化规律。结果表明,当电... 为了准确计算不同放电条件下的电火花放电能量,对系统中的能量损耗进行了量化分析。对3种常用放电能量的计算方法进行比较分析,并在此基础上系统地研究了不同放电过程中电容残余能量和电路损耗能量的损耗率及其变化规律。结果表明,当电容储存能量在2 mJ^2 J之间时,随着储存总能量的增大,因电容残余能量造成的能量损耗率由1%增大到20%,电路损耗能量占总能量的比例由70%减小到5%,而整个系统的能量损耗率由70%减小到20%。因此,直接通过电容上的储存能量来计算火花放电能量会产生一定误差,应采用积分求解法来计算火花放电能量。当电容储存能量较大时,误差较小,可以直接通过电容上的储存能量计算得到放电能量。 展开更多
关键词 电火花放电 点火电压 有效放电能量 电容残余能量 电路损耗 能量损耗率
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典型静电放电火花点燃危险性评价方法研究 被引量:19
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作者 周本谋 范宝春 刘尚合 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2004年第4期27-31,共5页
通过研究典型静电放电火花的实际点燃能力 ,对实际生产工艺工程中的静电放电火花的点燃危险性进行定量评价。静电放电火花的放电相当能量、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间 ,决定了静电放电火花实际点燃可燃物的可能性大小 ,因... 通过研究典型静电放电火花的实际点燃能力 ,对实际生产工艺工程中的静电放电火花的点燃危险性进行定量评价。静电放电火花的放电相当能量、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间 ,决定了静电放电火花实际点燃可燃物的可能性大小 ,因此不同类型的静电放电火花点燃可燃物的差异性很大。根据数据序列理论分析 ,引入静电放电火花点火源序列和可燃物危险性序列之间存在的关联性 ,反映了静电放电火花点燃可燃物的危险程度 ,可用于对静电放电火花的实际点燃危险性进行量化评价。对聚烯烃粉体生产工艺过程中典型和频发性的静电放电火花的点燃危险性进行了定量评价。 展开更多
关键词 危险评价 评价方法 静电放电 化工行业 安全技术 安全生产
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输出本安Buck-Boost变换器的最危险输出短路放电工况研究 被引量:18
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作者 刘树林 马一博 +2 位作者 文晓明 祁俐俐 赵永秀 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期253-260,共8页
为得出Buck-Boost变换器最危险的输出短路放电工况,依据其输出短路火花放电曲线,深入研究了负载电阻、输入电压等参数对输出短路放电能量的影响。考虑到实际的参数取值范围,指出当负载电阻RL小于给定电感L对应的临界电阻RLC时,输出短路... 为得出Buck-Boost变换器最危险的输出短路放电工况,依据其输出短路火花放电曲线,深入研究了负载电阻、输入电压等参数对输出短路放电能量的影响。考虑到实际的参数取值范围,指出当负载电阻RL小于给定电感L对应的临界电阻RLC时,输出短路火花放电能量是关于RL的凹函数,且随输入电压的减小而增大;当RL>RLC时,放电能量与输入电压无关,但随RL的增加而增大。并得出Buck-Boost变换器存在一特征电感LT,当L>LT时,其最危险工况为:负载电阻和输入电压最小;而在L<LT时,其最危险工况为:负载电阻最大。仿真和实验结果验证了理论分析及所得出最危险工况的正确性。 展开更多
关键词 BUCK-BOOST变换器 输出本质安全 短路火花放电能量 最危险工况
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流光放电等离子体液相氧化降解亚甲基蓝 被引量:13
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作者 张祥龙 王毅 胡小吐 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1512-1520,共9页
针对染料废水常规方法难降解等问题,通过使用自行研制的高压窄脉冲电源系统,试验分析了流光放电等离子体对染料污染物主要代表亚甲基蓝(MB)的处理效果。介绍了流光电源装置的构成及工作性能,核心元件八电极旋转火花隙开关(E-RSGS)的结... 针对染料废水常规方法难降解等问题,通过使用自行研制的高压窄脉冲电源系统,试验分析了流光放电等离子体对染料污染物主要代表亚甲基蓝(MB)的处理效果。介绍了流光电源装置的构成及工作性能,核心元件八电极旋转火花隙开关(E-RSGS)的结构设计可产生电场畸变从而减少开关开断时间,有利于流光产生;同时延长开关寿命,简化开关绝缘设计。考察了液相流光放电条件下,脉冲电压峰值等因素对亚甲基蓝去除率的影响。实验结果表明:工业质量浓度范围内,提高峰值电压和放电频率可加大注入流光的能量密度,空气曝气量即空气体积流量的增大则增强了水中微泡局放强度,从而提高水中污染物的氧化速度。相同注入能量条件下,氧化效率随溶液量的增大而减小;高电导率会抑制流光形成,随亚甲基蓝质量浓度增大,氧化速度增势趋缓,氧化效率降低。在初始浓度1mol/L、pH=6.3、温度25°C下,等离子体自由基的消耗符合二级复合的特征,体现了氧化效果和摩尔能耗与注入功率密度的平方根线性关系。 展开更多
关键词 流光放电 旋转火花隙开关 液相放电 非热等离子体 亚甲基蓝氧化 能量密度
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等离子体合成射流的能效特性实验研究 被引量:2
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作者 雷鸣 刘汝兵 +3 位作者 郝明 林麒 王晓光 刘亚辉 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第7期195-198,共4页
针对两电极火花放电等离子体合成射流发生器,提出以发生器出口射流动能与所耗电能之比的无量纲参数——能效因子η,用以表征合成射流发生器的能效特性;分别采用皮托管测量射流出口流速,采用功率计测量合成射流发生器耗用的电能。经过实... 针对两电极火花放电等离子体合成射流发生器,提出以发生器出口射流动能与所耗电能之比的无量纲参数——能效因子η,用以表征合成射流发生器的能效特性;分别采用皮托管测量射流出口流速,采用功率计测量合成射流发生器耗用的电能。经过实验考察加载电参数、电极间距对射流发生器功率与射流速度的影响,从而得出能效因子η的变化规律。研究成果可为火花放电等离子体合成射流的应用提供参考。 展开更多
关键词 火花放电 等离子体 合成射流 能效分析 实验研究
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高电压点火有效能量的测量及相关问题 被引量:6
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作者 张博 白春华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期85-90,共6页
建立了测量高电压点火产生的爆炸波参数装置,利用PCB压力传感器测定了在空气中高压电火花产生的爆炸波压力及其到达时间。改变点火能量和测试距离,得到了爆炸波的变化趋势和传播规律,并探讨了爆炸波各参数的标度尺寸。结果表明,电火花... 建立了测量高电压点火产生的爆炸波参数装置,利用PCB压力传感器测定了在空气中高压电火花产生的爆炸波压力及其到达时间。改变点火能量和测试距离,得到了爆炸波的变化趋势和传播规律,并探讨了爆炸波各参数的标度尺寸。结果表明,电火花产生的爆炸波符合Hopkinson-Sachs爆炸相似律。把1/4周期放电能量与数值模拟结果进行比较,得知初始1/4周期放电能量(点火能量)与爆炸波能量基本吻合;因此,1/4周期放电能量可被视为作用于直接起爆引起爆轰的有效能量。进一步探讨了高电压点火各能量的分布;结果表明,储存于电容的总能量1/2CU2中约91%消耗于能量损失和欧姆损耗,初始1/4周期放电能量仅约占2%,其余的点火能量只起到加热混合物的作用。 展开更多
关键词 爆炸力学 爆炸波能量 PCB压力传感器 高压电火花 Hopkinson-Sachs爆炸相似律 1 4周期放电能量
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一种高频高能点火系统放电特性及其对早期火焰发展影响的研究 被引量:4
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作者 叶昌 祝华 +2 位作者 李雪松 郑明 许敏 《车用发动机》 北大核心 2020年第1期10-19,共10页
设计了一种高放电频率、高点火能量的火花放电点火系统,利用准纳秒级伏安特性测试和定容室燃烧试验,系统地研究了该高频高能点火系统的放电特性,以及放电频率、单次放电延时等参数对可燃混合气的初始火核形成和早期火焰发展的影响。结... 设计了一种高放电频率、高点火能量的火花放电点火系统,利用准纳秒级伏安特性测试和定容室燃烧试验,系统地研究了该高频高能点火系统的放电特性,以及放电频率、单次放电延时等参数对可燃混合气的初始火核形成和早期火焰发展的影响。结果表明:对比普通的高频点火,该点火系统放电电流更大,相同的放电频率和放电时长下火花塞释放的点火能量更大。增加放电频率,点火能量随之增加,当频率为5kHz时,点火能量约为60mJ,当频率上升到15kHz时,点火能量上升到150mJ,表明点火能量随着放电频率的变化具有良好的相关性。增加单次放电延时也可以获得更高的点火能量,在0μs放电延时情况下,点火能量约为60mJ,放电延时逐步增加到40μs时,点火能量增加到150mJ。记录放电期间火弧变化的图像,可以观察到高频高能点火明显亮于普通高频点火,说明该点火方式具有更大的放电体积和能量。提高放电频率、增加单次放电延时,高频高能点火的火弧持续时间更长,更容易呈现出火弧连续放电的特性。定容室燃烧试验对比结果表明高频高能点火可以形成更大的火核体积和更加稳定的初始火焰,且增加放电频率和延长单次放电延时,可以进一步加速燃烧过程。 展开更多
关键词 稀薄燃烧 火花放电点火 高频点火 高能点火
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水下等离子体声源的电声转换模型研究与计算 被引量:1
12
作者 刘小龙 李宁 +1 位作者 雷开卓 李洪兵 《高技术通讯》 CAS 2021年第10期1020-1026,共7页
水下等离子体技术已经在诸多领域得到广泛应用,由于其高压脉冲放电的瞬时性和不易观测性,对于该技术电声转换的研究尚未有成熟的理论模型。本文结合水下等离子体声源电声转换装置,较全面地分析了充电回路和放电回路的电特性。在此基础上... 水下等离子体技术已经在诸多领域得到广泛应用,由于其高压脉冲放电的瞬时性和不易观测性,对于该技术电声转换的研究尚未有成熟的理论模型。本文结合水下等离子体声源电声转换装置,较全面地分析了充电回路和放电回路的电特性。在此基础上,给出了系统输入能量、电容器储存能量、负载消耗能量和声能量等概念的定义和计算公式,建立了水下等离子体声源电声转换的模型以及系统总效率模型。最后结合实验装置参数,对水下等离子体声源的电声转换模型进行了验证性计算。研究结果表明本文的电声转换模型是有效的,本文研究成果可为水下等离子体声源系统充放电回路参数的合理设计提供理论参考。 展开更多
关键词 水下等离子体声源 能量 电声效率 电弧放电 放电电极 冲击波
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本质安全电感电路电弧放电时间双正态分布 被引量:15
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作者 孟庆海 王进己 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期119-124,共6页
本质安全电感电路的电弧放电时间本应整体服从正态分布,但试验发现存在双正态分布情况,即放电时间被分为大小不同的两组,每一组均服从正态分布。为解释该现象,对IEC火花试验装置的钨丝在镉盘凹槽内的分离情况进行数学推导,得到钨丝的分... 本质安全电感电路的电弧放电时间本应整体服从正态分布,但试验发现存在双正态分布情况,即放电时间被分为大小不同的两组,每一组均服从正态分布。为解释该现象,对IEC火花试验装置的钨丝在镉盘凹槽内的分离情况进行数学推导,得到钨丝的分离轨迹,并结合钨丝的实际分离速度计算,确定了钨丝在镉盘凹槽内分离的最短和最长时间。指出放电时间存在双正态分布时,较低平均值一组对应钨丝与镉盘凹槽内边缘的分离,较高平均值一组对应钨丝与镉盘外边缘的分离。给出了存在双正态分布的判据。 展开更多
关键词 IEC火花试验装置 本质安全 低能电弧放电
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火花放电和高能球磨组合高效制备纳米硅颗粒 被引量:1
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作者 赵明才 曹祥威 +2 位作者 孙洪凯 朱文魁 汪炜 《电加工与模具》 2017年第4期15-19,共5页
提出一种高质高效、自上而下的纳米硅制备方法,从半导体复合加工方法入手,以重掺杂晶体硅为原料,采用火花放电法高效预制备微米/亚微米硅材料,其平均粒径(D50)约1.45μm,进而通过高能球磨法将尺寸缩减至数十纳米,获得尺寸均布、平均粒径... 提出一种高质高效、自上而下的纳米硅制备方法,从半导体复合加工方法入手,以重掺杂晶体硅为原料,采用火花放电法高效预制备微米/亚微米硅材料,其平均粒径(D50)约1.45μm,进而通过高能球磨法将尺寸缩减至数十纳米,获得尺寸均布、平均粒径(D50)约60 nm的硅颗粒。微米/亚微米硅材料首次放电比容量较高,超过3500 m Ah/g,但经65次循环,电极的可逆比容量仅剩300 m Ah/g,容量保持率不足15%。纳米硅颗粒首次放电比容量为2717.3 m Ah/g,经65次循环,电极的可逆比容量仍保持有1458.6 m Ah/g,容量保持率高达66.84%。 展开更多
关键词 纳米硅颗粒 火花放电 高能球磨 硅基电极材料
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基于放电齿开关的自供电摩擦纳米发电机能量管理电路
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作者 陆翔 唐嘉玲 +3 位作者 梁创健 刘舒欣 阮璐英 陶云鹏 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第10期56-62,共7页
基于摩擦起电和静电感应耦合的摩擦纳米发电机(TENG)是一种清洁、可持续的能源技术,但由于其输出具有高电压、低电流特点,限制了其的广泛应用。为提高TENG对传统电子设备的供电效率,提出一个基于气体放电开关与变压器的自供电电源管理... 基于摩擦起电和静电感应耦合的摩擦纳米发电机(TENG)是一种清洁、可持续的能源技术,但由于其输出具有高电压、低电流特点,限制了其的广泛应用。为提高TENG对传统电子设备的供电效率,提出一个基于气体放电开关与变压器的自供电电源管理电路。该实验利用印刷电路板(PCB)技术制造的放电齿克服了手工制作火花开关的缺点,能够精准控制放电间距,具有更稳定、体积更小等优点,使电源管理电路实现了高度集成化。实验结果表明,该电源管理电路具有优秀的输出性能,在0.6 Hz超低工作频率下,能在60 s内将220μF的电容充电至9.21 V,即存储了9.33 mJ能量,是直接方式的9.5倍。最后,将TENG与此电源管理电路相结合实现了为小型电子设备的高效供电,促进了TENG的实际应用。 展开更多
关键词 TENG 电源管理电路 放电齿 火花开关 变压器
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粉尘云最小点火能测试技术综述 被引量:1
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作者 王志宇 杨遂军 +1 位作者 栾伟玲 叶树亮 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第4期1357-1369,共13页
最小点火能(minimum ignition energy,MIE)是表征可燃粉尘爆炸危险性的核心参数,其测试准确性对粉尘爆炸控制至关重要。然而最小点火能测试方法多样,测试结果有诸多影响因素,不利于粉尘爆炸控制工作开展。为此,梳理了最小点火能测试过... 最小点火能(minimum ignition energy,MIE)是表征可燃粉尘爆炸危险性的核心参数,其测试准确性对粉尘爆炸控制至关重要。然而最小点火能测试方法多样,测试结果有诸多影响因素,不利于粉尘爆炸控制工作开展。为此,梳理了最小点火能测试过程中粉尘分散、静电火花发生、火花能量计算及最小点火能判定等阶段不同方法的原理和特点,分析了粉尘理化性质、粉尘分散状态、火花发生参数以及测试环境等因素对最小点火能测试结果的影响,归纳了近五年来该领域的研究热点,并对未来研究方向提出建议。 展开更多
关键词 最小点火能(MIE) 粉尘爆炸 粉尘分散 火花能量 静电放电
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井下金属结构近场耦合大环发射天线电磁波能量安全性分析 被引量:6
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作者 范思涵 杨维 刘俊波 《工矿自动化》 北大核心 2022年第6期118-127,共10页
当井下巷道内分布的金属结构处于大环发射天线近场时,会耦合大环发射天线的电磁波能量。一旦金属结构存在断点并发生刮擦,可能会以刮擦放电的形式产生放电火花并点燃瓦斯气体,对煤矿井下安全造成威胁。针对该问题,从近场耦合危险系数及... 当井下巷道内分布的金属结构处于大环发射天线近场时,会耦合大环发射天线的电磁波能量。一旦金属结构存在断点并发生刮擦,可能会以刮擦放电的形式产生放电火花并点燃瓦斯气体,对煤矿井下安全造成威胁。针对该问题,从近场耦合危险系数及安全距离2个方面分析了井下金属结构近场耦合大环发射天线电磁波能量的安全性。通过建立金属结构近场耦合大环发射天线电磁波能量等效电路,推导出近场耦合危险系数表达式和金属结构与大环发射天线之间的安全距离的表达式。分析了大环发射天线半径、金属结构等效接收线圈半径、刮擦放电火花负载、金属结构与大环发射天线之间的距离对近场耦合危险系数和安全距离的影响。仿真结果表明:近场耦合危险系数随大环发射天线半径的增大先稍增大再稍减小或一直增大;刮擦放电火花负载在一定条件下可使近场耦合危险系数达到峰值,当大环发射天线半径大于等于金属结构等效接收线圈半径时,峰值处的近场耦合危险系数有可能超过近场耦合危险系数临界值0.46,可能会造成危险;当大环发射天线半径小于金属结构等效接收线圈半径时,峰值处的近场耦合危险系数大部分情况下小于临界值0.46,造成危险的可能性较小;环发射天线半径在一定条件下可使近场耦合危险系数达到峰值,峰值处的近场耦合危险系数随金属结构等效接收线圈半径的增大先增大后减小,超过近场耦合危险系数临界值0.46的可能性较大,这种耦合在瓦斯气体环境中很可能造成危险。安全距离随大环发射天线半径的增大而增大,即刮擦放电火花负载上电磁波能量的安全性随大环发射天线半径的增大而降低;当大环发射天线半径大于等于金属结构等效接收线圈半径时,安全距离随金属结构等效接收线圈半径的增大而增大,即刮擦放电火花负载上电磁波能量的安全性随金属结构等效接收线圈半径的增大而降低;当大环发射天线半径小于金属结构等效接收线圈半径时,安全距离随金属结构等效接收线圈半径的增大先缓慢增大再减小,即刮擦放电火花负载上电磁波能量的安全性随金属结构等效接收线圈半径的增大先降低再升高。 展开更多
关键词 矿井无线通信 大环发射天线 金属结构 近场耦合 电磁波能量 放电火花 近场耦合危险系数 安全距离
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GIS设备局部火花放电故障SF6分解特性 被引量:7
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作者 苗玉龙 谢刚文 +2 位作者 邱妮 姚强 侯雨杉 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2020年第2期76-83,共8页
为了更好地利用分解组分分析(DCA)法诊断SF6气体绝缘设备绝缘故障,在搭建的火花放电实验平台上,开展了不同放电频率和不同火花放电能量作用下的SF6气体分解实验研究,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对火花放电作用下SF6分解生成的特征... 为了更好地利用分解组分分析(DCA)法诊断SF6气体绝缘设备绝缘故障,在搭建的火花放电实验平台上,开展了不同放电频率和不同火花放电能量作用下的SF6气体分解实验研究,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对火花放电作用下SF6分解生成的特征产物进行定量检测。结果表明:在火花放电作用下,SF6的主要分解产物有SOF2、SO2F2、SOF4、SO2和CF4,其生成量均随火花放电频率的增加而上升。随着单次火花放电能量的上升,不同分解产物的生成趋势各异,其中SOF2与CF4的生成量不断上升并趋于饱和,而SO2F2的生成量不断下降并趋于稳定,SOF4的生成量呈线性上升趋势,火花放电能量对SO2的生成量没有显著影响。 展开更多
关键词 SF6 火花放电 放电能量 特征分解气体
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点火器的火花放电能量转换分析
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作者 徐志豪 郭玥 吴淑群 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3315-3323,共9页
火花放电是一种航空发动机点火方式,通过研究点火器的火花放电能量转换过程,有助于提升点火器性能。实验向电极间隙为1 mm的火花塞施加4 kV固定电压,通过调整储能电容大小改变火花塞释放的能量。采用放电回路等效模型计算火花能量,火花... 火花放电是一种航空发动机点火方式,通过研究点火器的火花放电能量转换过程,有助于提升点火器性能。实验向电极间隙为1 mm的火花塞施加4 kV固定电压,通过调整储能电容大小改变火花塞释放的能量。采用放电回路等效模型计算火花能量,火花能量从0.44 J增加至7.87 J时,电能转换效率从54.99%降低至49.23%。建立火花放电全局模型,仿真得到电子数密度、电子温度和环境温度,发现40.91%~62.51%火花能量转换为重粒子总和热能,0.18%~0.33%火花能量转换为电子总和能量。采用高速纹影技术拍摄火花放电动态过程,发现气流动能非常小,可忽略不计。 展开更多
关键词 火花放电 点火器 空气放电 电点火 火花能量
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