对SF6断路器近区故障开断能力进行数值分析，首先应建立开断过程动态数学模型，因为电弧、灭弧室、喷口和动静触头等具有轴对称形状，且以灭弧室中轴线为其对称轴，所建数学模型在空间上为二维轴对称。采用K-ε两方程模型来描述湍流效应。......
2023-07-02
磁流体动力学电弧数学模型探讨
【摘要】：磁流体动力学是研究导电流体在电磁场中运动规律的一门学科，其理论基础是流体力学和电磁学。基于对断路器电弧基本属性的研究，研究者逐步建立并不断完善电弧的磁流体动力学数学模型，使得数值仿真已经成为一种研究电弧的有效手段。由于在燃弧阶段，电弧等离子体处于LTE状态，考虑电弧产生的焦耳热和辐射的影响，用Navier-Stokes控制方程就可以建立断路器电弧的二维、三维磁流体动力学数学模型。
近20年以来，伴随着计算机科学和数值计算方法等的进步，电弧动态数学模型也从最初的克西和麦也尔模型、黑盒模型发展到磁流体动力学模型。磁流体动力学是研究导电流体在电磁场中运动规律的一门学科，其理论基础是流体力学和电磁学。基于对断路器电弧基本属性的研究，研究者逐步建立并不断完善电弧的磁流体动力学数学模型，使得数值仿真已经成为一种研究电弧的有效手段。
尤其是近年来，随着计算机科学、数值传热学等相关学科的发展，也涌现出了很多优秀的计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）软件，如Phoenics、Fluent、CFX、FLOW3D等。这些软件本身是为解决流体力学和燃烧问题而开发的，但是随着其程序开放程度的不断提高，也为分析电弧这一高温、瞬变问题提供了条件，极大地促进了断路器电弧仿真技术的进步和发展。
由于在燃弧阶段，电弧等离子体处于LTE状态，考虑电弧产生的焦耳热和辐射的影响，用Navier-Stokes控制方程就可以建立断路器电弧的二维、三维磁流体动力学数学模型。为了更好地仿真得到电弧弧根的运动以及在栅片区域电弧的弯曲和切割等现象，在电极和栅片周围用厚度为0.1mm的鞘层包围，在电极鞘层区使用非线性的电阻或有效电导率来模拟，能够很好地得到电弧弧根的运动过程。
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喷口电弧的数学模型与描述技巧详细阅读
为了更好地分析电弧的加热作用，这里改变以往把电弧分成两段或三段考虑的传统观点，认为开断电弧对动触头内腔中的气体也有强烈的加热作用。断路器在开断电流过程中，电弧在强烈的气吹作用下，电弧根部弯曲于动触头内部。这里以位于动触头内部一微小段电弧长度lr1作为对Ⅲ部分中气体的热源，以喷口上游一微小段电弧lu作为Ⅱ部分中气体的热源，分别对电弧功率进行分析。......
2023-07-02
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无人炮塔动力学模型探讨详细阅读
式中，为系统的总惯性矩阵，其表达式为考虑到无人炮塔系统含有两个连接单元，故可使用拉格朗日方程建立完备的动力学模型。无人炮塔系统的动态方程可表示为式中，是克罗内克积算子，且有。无人炮塔系统的动态方程可表示为式中，为力矩向量，为火炮的重力产生的力矩，为q与之间的非线性耦合项。假设无人炮塔系统的不确定性可以表示为式中，W0、N0为估计项，ΔW、ΔN为响应的不确定项。......
2023-06-24
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尼迈亚电弧的简单数学模型优化详细阅读
简单的尼迈亚模型是一种经验公式类型的电弧数学模型，按图8-1所示，断路器开断过程可分成4个过程，它们是1）瞬动电磁铁动作过程；2）电弧停滞过程；3）电弧运动过程；4）电弧进入电弧栅片熄灭过程。经过停滞阶段后，电弧开始运动，迅速从动触头转移到导弧板，并在磁场力的作用下向栅片运动，计算这一阶段的电弧电压Uarc需要建立电弧动态数字模型，这里介绍尼迈亚模型，它由L.Niemeyer博士于1984年提出[1]。......
2023-06-15
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多柔性体动力学理论的探讨详细阅读
虚拟样机中的自由度是通过软件把柔性体的单元离散化来表示的。因此有必要进行小型转子发动机的刚柔耦合动力学特性分析。此外，K和D分别为柔性体的模态刚度和阻尼矩阵。由于偏心轴的存在，小型转子发动机在工作时可能受到复杂的冲击作用，可能引起系统的共振等不良反应，从而影响系统的正常工作，加剧零件的磨损和失效。......
2023-06-23
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电弧产生的气动斥力研究及实验结果探讨详细阅读
一旦电动斥力的数值超过触头预压力，动触头即斥开并在触头间产生电弧。此后，Holm力即消失，然而与此同时，由于电弧与电极、器壁等之间的相互作用，会在动触头上作用另外一个力，称之为气动斥力FB，其方向和动触头的运动方向相同。FB=Δp×Ac Shea[6-1]和Zhou[6-2]结合实验，从理论上给出了气动斥力的分析和计算方法。以下主要介绍气动斥力的实验研究结果。......
2023-06-15
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真空非自耗电极电弧熔炼技术优化探讨详细阅读
真空非自耗电弧电极熔炼法与自耗电弧电极熔炼法的原理基本相同。主要区别在于非自耗电弧电极熔炼时，电极并非所要熔炼的合金成分，电极是基本无损耗的。真空非自耗电极凝壳熔炼法是在惰性气体保护下，在水冷铜结晶器上，采用钨棒或石墨棒作电极进行电弧熔炼的一种方法。真空非自耗电极熔炼法示意图如图3-21所示。图3-22 非自耗电弧熔炼技术获得的TiAl基合金的典型组织示意图非自耗电弧熔炼获得的TiAl基合金的凝固组织为典型的柱状晶组织。......
2023-06-22
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T91钢管手工钨极氩弧焊和电弧焊盖面技术探讨详细阅读
表7-24 T91钢管焊接材料焊接设备 ZX5—400型弧焊整流器1台，氩气瓶，氩弧焊焊枪。表7-25 T91钢管对接水平固定手工TIG焊打底、焊条电弧焊盖面单面焊双面成形的焊接参数2）焊接过程采用短弧焊接为好，注意控制焊接速度。7）盖面焊接前，应仔细地打磨填充层表面，保持待焊层表面平整，填充层焊缝表面与焊件表面距离1.5～2mm。......
2023-06-15
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