水中放电预加热过程的数值模拟研究

论文摘要

为研究水中放电预加热过程,设计并搭建了一套水中脉冲放电系统。该系统储能电容最高充电电压10 kV,最高储能5 kJ。通过放电实验获取了水间隙从预加热至主放电过程的电压、电流波形。通过数值模拟获取了预加热阶段水中温度场、电场、电流密度场、耗散热量的空间分布,以及预加热阶段水间隙的电压波形,该电压波形与实验波形相符。通过数值模拟还分析了水介质电导率、放电间距大小、电极形状等因素对预加热阶段的影响。在实验条件下预加热过程约为毫秒量级,增加水的电导率、减小水间隙和增加电场不均匀程度,均能加快预加热过程,并发现水中最先汽化的位置为阳极尖端处,这对后续的流注起始的研究提供了参考。

论文目录

• 0引言
• 1 实验装置及结果
•   1.1 实验装置
•   1.2 放电实验结果
• 2 预加热阶段数值计算模型
•   2.1 假定条件
•   2.2 物理方程
•   2.3 边界条件
•   2.4 有限元分析
• 3 数值模拟结果与分析
•   3.1 电场与温度场分布
•   3.2 水中能量消耗
•   3.3 改变水电导率的结果
•   3.4 改变水间隙长度的结果
•   3.5 改变电极形状的结果
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 童得恩,朱鑫磊,邹晓兵,王新新

关键词: 水中脉冲放电,等离子体,脉冲电压,击穿电压,预加热过程

来源: 高电压技术 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 物理学

单位: 清华大学电机系

基金: 国家自然科学基金(51777113)~~

分类号: O461.25;O53

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20190430014

页码: 1461-1467

总页数: 7

文件大小: 1386K

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