工程电介质

2024-06-05

工程电介质（精选13篇）

篇1：工程电介质

关于第十三届全国工程电介质学术年会征文通知

第十三届全国工程电介质学术年会将于2011年10月9-12日在西安举行。会议由中国电工技术学会工程电介质专业委员会主办，西安交通大学承办。本次会议主要就工程电介质领域的科学技术问题进行交流，欢迎全国相关领域的学者、专家、工程技术人员、青年学者踊跃投稿并积极参会。全国工程电介质学术年会每2年举办一次，已成为电介质和电气绝缘研究领域学术交流活动的重要平台，至今已成功举办12届。

一、征文范围

优先议题：

1、纳米电介质及表面和界面现象；

2、高压直流绝缘；

3、太赫兹介电性能；

4、环境友好绝缘；

5、智能电网与新能源电力中的电介质；

6、运载装备中的电绝缘；

其他议题：

1、电介质电导和击穿；

2、空间电荷、局部放电、树枝化等介电现象；

3、绝缘老化劣化的监测诊断与寿命评估；

4、介电性能试验与测量技术；

5、电力设备绝缘技术；

6、新型电介质材料及其应用

二、投稿须知

1、论文内容应反映上述领域的理论和技术问题。

2、论文论点明确，论述充分，语言通顺，文字简洁，图表清楚。

3、论文按照附件格式排版。投稿时注明作者姓名、通信地址、电话、传真或Email地址。

4、文章格式：题目/作者-单位-邮编/摘要/关键词/正文/结论/参考文献/作者简介。

5、正文用5号字体，图片用黑白色。

6、稿件中的计量单位、图形文字符号符合国家标准，尽可能采用通行的、规范的名词术语；作者新提出的名词术语必须在文中给出定义。

7、论文篇幅不超过A4纸4页。

8、请通过电子邮件投稿。邮件发送到电子邮件：eiskl@mail.xjtu.edu.cn;

9、摘要截稿日期：2011年6月30日；论文录用通知：2011年7月15日；论文截稿日期：2011年8月31日

三、联系方式

联系人：李建英（***）、李娇凤（***）

通信地址：西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室

邮政编码：710049

传真：029-82668567

电话：029-82667884

E-mail：eiskl@mail.xjtu.edu.cn

篇2：工程电介质

考试内容

1.静电场中的电介质

电偶极距、电介质的极化、洛仑兹(Lorentz)有效电场、昂沙格(Onsager)有效电场、电子弹性位移极化、离子弹性位移极化、偶极子取向极化、晶体中的偶极取向极化、各类实际电介质的极化和介电常数。

2.变化电场中的电介质

变化电场中的极化响应、电介质极化的时域响应、电介质极化的频域响应、复介电常数、弛豫过程的物理意义、德拜（(Debye)弛豫过程。

3.气体与液体电介质的电导与击穿

电介质中的电荷输送、气体的电导与放电、液体电介质的电导与击穿。

4.固体电介质的电导与击穿

5.电介质的实验研究

6.电介质物理学的展望

参考书目

1.张良莹、姚熹，《电介质物理》，西安交通大学出版社，1991

2.方俊鑫，殷之文，《电介质物理学》，科学出版社，1998

篇3：工程电介质

关键词：流变性,固化强度,安全性,注浆材料

0 引言

井下破碎煤体维护较常采用的方法是注浆加固与顶板支护相结合, 通过对破碎煤体注浆固结, 提高其结构完整程度, 有效提高煤体顶板的自支撑强度, 可以大大减轻顶板管理的难度。

我国目前用于煤矿回采工作面和煤巷破碎煤体加固的化学浆液品种主要是聚氨酯类材料, 聚氨酯类浆液的优点是对破碎煤体有良好的粘结能力, 固结体显现较好的柔韧性, 缺点是在微裂隙中的渗透性较差, 固结强度低, 且其价格较高[1～4]。针对目前破碎煤体化学注浆材料方面存在的问题, 中国矿业大学研制开发了一种CN-6型高分子化学注浆材料, 应用其在潞安煤业集团屯留煤矿、郭庄煤矿及枣矿集团新安煤矿等矿井进行的破碎煤体注浆加固取得了良好的技术效果, 采用的工作面两侧预注浆和迎头注浆两种工艺的试验均取得了成功。

1 浆液的工程性能

CN-6型浆液为双液注浆材料:分甲液和乙液。甲液为放入添加剂的高分子树脂溶液, 乙液为酸性固化液。甲液与乙液按一定比例混合后, 经过一定的时间即会胶凝固结。

1.1 浆液的流变性

1.1.1 凝胶时间

(1) 测试方法。

凝胶时间是指主剂与固化剂混合后达到絮凝状态 (失去流动性) 所需要的时间。室内胶凝时间测定采用搅拌或晃动法:首先用量筒量取甲液100 ml, 乙液按一定比例量取, 并分别倒入烧杯中, 然后晃动烧杯 (或匀速搅拌) 直至浆液絮凝 (粘稠状) 。浆液混合至呈絮凝状所需的时间即为浆液的凝胶时间。CN-6型浆液的凝胶时间具有可调行, 可通过调节甲、乙液的浓度及二者的比例进行控制。

(2) 添加剂浓度、固化剂浓度的影响

甲液中的添加剂浓度和乙液中的固化剂浓度是影响浆液胶凝时间的最主要因素, 室内试验所得到的凝胶时间与添加剂浓度 (甲液) 、固化剂浓度 (乙液) 及甲乙液比例等3因素之间的关系如图1、2所示。

试验结果反映出: (1) 浆液的凝胶时间从16 s到4 h, 可以任意调整时间; (2) 在甲乙液比例一定的情况下, 浆液凝胶时间随固化剂浓度的提高而缩短, 随添加剂浓度的提高而延长; (3) 在固化剂和添加剂浓度一定的情况下, 浆液凝胶时间随着甲乙液比例的提高而延长, 随着甲乙液比例的减小而缩短; (4) 常温条件下固化剂的溶解度有限, 在实际工程应用中仅靠增大固化剂的浓度来缩短凝胶时间是不科学的, 一般控制乙液的最高浓度为15%。

1.1.2 聚合过程

化学浆液聚合过程的粘度由小到大, 实际反映了浆液在注浆体孔裂隙中渗透扩散的摩擦力变化特点。

浆液聚合过程的粘度变化也主要受添加剂浓度 (甲液) 、固化剂浓度 (乙液) 及甲乙液比例控制, 室内试验所反映的总体特征为: (1) CN-6型浆液流动属于塑性流体; (2) 浆液在聚合过程中, 未达到凝胶状态以前粘度变化缓慢, 达到凝胶状态时浆液粘度陡增; (3) 乙液固化剂浓度可以控制粘度变化速率, 乙液浓度越大, 粘度变化速率越快, 反之越低; (4) 甲液添加剂用量可以控制粘度变化速率, 添加剂用量越大, 浆液在聚合过程中粘度变化越缓慢, 反之越快。

甲液添加剂浓度为4%, 乙液与甲液的体积比为0.2条件下粘度变化与乙液固化剂浓度、甲液添加剂浓度的关系曲线, 如图3、4所示。

1.2 静切力强度

静切力是指破坏浆液中单位面积上网状结构所需的力。静切力与浆液的触变性有关, 静切力过大则浆液的流动阻力大, 启动泵压高;过小则浆液容易流失。室内测试结果反映出, CN-6型浆液的静切力的最大影响因素是乙液浓度, 测试结果如图5所示。

从图5可以看出, 浆液在未达到凝胶状态以前静切力很小, 变化不明显;在达到凝胶状态时, 静切力陡增, 变化速度加剧。

1.3 浆液固化强度

试验方法是将不同配比的浆液混合后分别倒入直径4 cm、高9.5 cm的塑料试模内, 待其固化具有一定强度后, 将其从试模内取出, 测试目标是对比浆液中添加剂浓度变化、固化剂浓度变化和两者浓度不变而体积比发生变化时, 浆液固化体所显现出的强度变化。试验结果表明, 在固化剂浓度和含量不变的情况下, 添加剂含量越高, 强度也越高;在添加剂含量不变的条件下, 浆液中固化剂含量越高, 强度越低。试验结果如表1所示。

1.4 浆液安全性

CN-6型浆液以树脂材料作主剂, 添加剂和辅料均采用无毒性的有机材料, 浆液配制除游离甲醛会产生一定的嗅刺激性气味外, 浆液配料及浆液预聚体不易燃、不分解, 不会对人体健康产生不良影响。另外, 由于浆液主剂可直接采用树脂预聚体, 并以双液形式灌注, 浆液在注浆体中发生聚合作用, 这样, 大大降低了浆液嗅刺激对施工人员呼吸器官和施工环境的影响, 因此, CN-6型浆液可以在煤矿井下安全使用。根据DELPHI方法对CN-6型浆液在深井下微裂隙注浆防渗应用的适应性进行的检验评价结果, 浆液反应充分, 固化过程不会离析出有害物质, 因此, 注浆不会对地下水环境和生态环境造成不利影响。

2 室内粉细介质固化效果试验

通过室内模型试验对细砂、粉细煤粉进行的CN-6型浆液和常规水泥浆的固化效果对比试验, 可以明显反映出CN-6型浆液在孔隙介质中的良好渗透扩散性。

2.1 试验设备

室内注浆试验所用设备主要包括手动注浆泵、注浆管、模型箱等。

2.2 注浆介质

采用细粒砂和粉细煤粉作为注浆介质, 以试验取得的最佳击实含水量分层充填、夯实后, 将模型箱内注浆介质进行充水饱和。

2.3 注浆材料

CN-6型浆液采用8%添加剂浓度和8%固化剂浓度, 甲、乙液比例为10∶3;水泥浆液采用525#硅酸盐水泥配置, 水灰比为1∶1。

2.4 注浆过程控制及注浆压力

待模型箱内的砂土和煤粉饱和固结2 d后进行注浆。注浆流量大致控制在3～5 L/min, 注浆结束标准为注浆压力达到0.2 MPa (注浆泵极限泵压) 。

2.5 注浆效果

通过CN-6型浆液和水泥浆液对粉细砂、煤粉的固化效果的对比试验, 可以看出, CN-6型浆液在粉细砂和煤粉的微细孔隙中显示出了良好的渗透扩散性, 并具有良好的固结效果。而与其相比, 常规水泥浆液在这两种微细孔隙介质中的渗透扩散性则微乎其微。

3 结论

(1) CN-6型浆液是一种材料来源广泛、价格便宜、运输方便的新型注浆材料, 这符合理想注浆材料的原则。

(2) CN-6型浆液是一种可注性很好的注浆材料, 适用地层广泛, 在砂层、破碎煤体中具有良好的渗透扩散性和固化效果。

(3) 浆液的凝胶时间和固化强度均可以根据工程实际条件需要适当调节固化剂和添加剂含量予以控制。

(4) CN-6型浆液安全性较好, 在煤矿井下可安全使用。

参考文献

[1]李东光.脲醛树脂胶粘剂[M].北京:化学工业出版社, 2002.

[2]马秀荣.岩体注浆理论评述[J].有色矿冶, 2001, (1) :3-6.

[3]朱岩华, 姜振泉.用化学止水注浆法治理井壁破坏[J].江苏煤炭, 2004, (2) :78-79.

篇4：工程电介质

摘要：以变压器油作为研究对象，采用有限元方法对针一球电极下建立的用于表述液体电介质流注预放电过程中载流子的产生及输运特性的偏微分方程进行求解分析，获得阶跃电压下变压器油隙预放电过程空间电荷动力学特性。数值模拟结果表明，液体介质击穿的根本原因是油隙中自由栽流子的产生、迁移形成了预击穿电流，由此产生的焦耳热使得油隙中温度升高，促进流注发展。根据这些现象得出的结论能够很容易理解液体电介质的击穿机理，有利于液体电介质在电力系统领域得到更合理的应用。endprint

篇5：多孔介质-技术总结

 设置合理的温度和压力限制值以避免求解过程发散。

 必要时,先以较低的进、出口边界压力比进行求解,然后再逐步升高压力比直到预定工况。对于低Mach 数流动,也可以先求解不可压缩流动,然后以所得到的解作为可压缩流动的迭代初值。

某些情况下,也可以先求解无粘性流动作为迭代初值。

2.5 无粘性流动

在高Re数流动中,惯性力相对于粘性力而言起支配作用,可忽略粘性的影响。例如高速飞行器在空气动力学方案分析阶段可以采用无粘性流动计算初步确定外形,然后进行粘性计算,将流体粘性和湍流粘性对升力和阻力的影响计入。无粘性流动计算的另一个用途是给复杂的流动提供好的迭代初值。对于特别复杂的问题有时这是唯一能使求解过程进行下去的方法。

无粘性流动的计算求解 Euler 方程。其中质量方程与粘性流动的相同:

其动量方程与粘性流动的相比,没有粘性应力项

粘性耗散项能量方程与粘性流动相比，式(2.34)~ 式(2.36)中符号的意义与粘性流动控制方程的相同见(2.1.1 ~ 2.1.3 节)。

2.6 多孔介质模型

多孔介质(Porous Media)模型可用于模拟许多问题,包括流过填充床、滤纸、多孔板、布流器、管排等的流动。多孔介质模型在流体区上定义(见17.2.1 节)。此外,一个被称为多孔阶跃面(porous jump)的多孔介质模型的一维简化可用于模拟已知速度−压降特性的薄膜。多孔阶跃面在界面区上定义。多孔阶跃面比多孔介质模型更健壮,收敛性更好.应 ANSYS FLUENT 参考手册 12首选采用。

2.6.1 基于表观速度的多孔介质动量方程

对于单相介质和多相介质,多孔介质模型可以使用表观速度或物理速度形式的公式。

基于表观速度的多孔介质模型根据多孔介质区中的体积流量率计算表观相速度或混合物速度。基于表观速度的多孔介质模型能够较好模拟多孔介质区内部的压力损失。但是在多孔介质区与非多孔介质区的交界面处的表观速度与的速度是相同的,不能反映实际速度变化所引起的动量变化,对计算精度不利。

多孔介质模型通过在动量方程中增加源项来模拟计算域中多孔性材料对流体的流动阻力。该源项由两部分组成即 Darcy 粘性阻力项和惯性损失项

其中,D 和 C 分别为粘性阻力和惯性损失系数矩阵。这个负的动量源项导致多孔介质单元中的压力降。同时,在全部变量的输运方程和连续性方程中,瞬态项变为,其中 γ 为孔隙率。

对于简单的均匀多孔介质,分别在系数矩阵D和C中对角线项代入1/α和 C2,而其它项为零,则有:

其中ɑ为渗透率C2为惯性阻力系数。也可以用速度大小的幂函数来模拟阻力:

 式中C0和C1为经验系数,且 C0的单位为SI制。采用幂函数时压力降为各向同性的。

2.6.2 Darcy 粘性阻力项

多孔介质中流动为层流时,典型情况下压力降与速度成正比, 即多孔介质模型简化为 Darcy 定律:

于是,在三个坐标方向上的压力降为

式中1/αij为系数矩阵D 的项Δni为多孔介质在三个坐标方向上的厚度。2.6.3惯性损失项

当速度比较高,或模拟多孔板和管排时,有时可忽略渗透项.只保留惯性损失项,则多孔介质方程简化为

或写成三个坐标方向上的压力降:

式中,C2,ij为系数矩阵C中的项Δni为多孔介质在三个坐标方向上的厚度。2.6.4 多孔介质中能量方程的处理

对多孔介质修正了扩散项和瞬态项的能量方程为

其中Ef为流体总能；Es为多孔介质基体固体总能r为孔隙率；为流体焓的源项，keff为多孔介质的有效导热系数，采用流体导热系数（包括湍流有效导热系数）kf与多孔介质中固体材料的导热系数ks的体积加权平均：

采用 UDF 可以定义各向异性的有效导热系数。

孔隙率 γ 定义为多孔介质区中流体的体积分数，也就是介质中空的部分所占的比例。孔隙率影响传热计算、输运方程中的非稳态项、以及介质中的化学反应和体积力。如果希望模拟介质为全空（即没有固体介质）的情况，应给定孔隙率等于1。

2.6.5 多孔介质中湍流的处理在多孔介质中，当介质的渗透性很大且介质的几何尺度与湍流涡的尺度不发生相互作用时，可以认为固体基体对湍流的生成和耗散率没有影响。但其它情况下应降低多孔介质中湍流的影响。当采用湍流模型时（LES 除外），可通过将多孔介质指定为层流区（Laminar Zone）。而使湍流粘性μt为零来抑制多孔介质区中湍流效应。此时，进口湍流量被输运穿过多孔介质区，而其对流体混合及动量的影响被忽略，同时介质中湍流生成被置为零。

2.6.6 粘性阻力系数和惯性阻力系数

阻力系数一般是基于流体在多孔介质中的表观速度定义的。

阻力源项的计算可以采用相对速度或绝对速度。选择 Relative Velocity Resistance Formulation（相对速度阻力公式），选项可以更精确计算有动网格和运动参考坐标系时的源项。对于高度各向异性的多孔介质，当使用基于压力求解器时，选择 Alternative Formulation非常规公式，选项可以使求解过程更稳定。采用非常规公式时，通过多孔介质的压力损失取决于速度矢量第i 个方向分量的大小

 计算粘性阻力系数和惯性阻力系数的方法如下：(1)已知压力降，计算基于表观速度的阻力系数

使用多孔介质模型时，FLUENT假定单元中没有多孔介质的固体基体，即单元是100%开孔的（100% open），且所给定的阻力系数值是基于这一假设的。在已知流体流过实际设备中多孔介质的压力降Δp与速度的关系时，可计算 C2。流体流过开孔率为open%的多孔板时，基于实际流动速度的压力损失系数 KL定义为

式中V%open为流过多孔板的实际流速。

对于 100%开孔时的压力损失系数值，有

式中 V100%为流过开孔率 100%多孔板时的流速。而在相同流量下,速度与开孔率成反比,将 KL折算为100%开孔时的压力损失系数值

阻力系数 C2为单位厚度多孔板的压力损失系数

 式中Δn为多孔板厚度。

(2)使用 Ergun 公式计算通过层床的阻力系数

在湍流时，层床用渗透率和惯性损失系数模拟。对于多种类型的层床，在较宽的 Re 数范围内阻力系数可以采用半经验的Ergun 公式计算：

当层床中为层流时，忽略式(2.51)中的第二项，可得 Blake-Kozeny方程：

 式中μ为粘性系数，Dp为平均颗粒直径，L为床厚度，ε 为孔隙率，其定义为孔隙体积与层床总体积之比。

比较式(2.40)、式(2.42)和式(2.51)，可得各方向粘性阻力系数和惯性损失系数

(3)使用经验公式计算流过多孔板湍流的阻力系数

流过锐边孔多孔板的压力损失系数可以采用 VanWinkle 等的公式计算（适用于孔呈等边三角形布置的情况):

式中,为通过板的流量；Af为孔的总面积；Ap为板的总面积；C为适用于不同Re数范围和不同孔径厚度比D/t情况下的系数，t/D > 1.6且Re > 4000 时（Re 数的特征尺寸为孔径，特征速度为孔内的速度）C≈0.98。利用式(2.55)和

式中v为表观速度而非孔内的流速。与式(2.42)比较可得在垂直于板方向的阻力系数 C2：

(4)用实验数据计算流过纤维状材料层流的阻力系数

在已知任意排列的纤维材料的无量纲渗透率 B 与纤维体积分数之间关系的情况下，粘性阻力系数1/α可由无量纲渗透率的定义

a 为纤维直径确定。

(5)用压力降与速度关系实验数据计算阻力系数

可以用通过多孔介质的压力降 Δp与速度 v 关系的实验数据确定阻力系数。设实验数据用二次多项式拟合为

式中a1和a2为拟合系数。动量方程源项为单位长度的压力降，即

式中Δn 为多孔介质厚度。则比较式(2.38)和式(2.58)及式(2.59)，可得阻力系数

和

该方法也可以用于多孔阶跃面。2.6.7基于物理速度的多孔介质模型

FLUENT 默认情况下，在多孔介质中使用按体积流量率计算的表观速度。表观速度（Superficial Velocity）与物理速度（Physical Velocity）即真实速度的关系为式中γ为介质的孔隙率。

由于孔隙率小于1流体流入多孔介质中物理速度会提高，而表观速度不反映出来。为精确模拟多孔介质中的流动，应求解物理速度，而不是表观速度。

(1)单相多孔介质模型，单相流动情况下各向同性多孔介质中的通用标量输运控制方程为

体积平均质量方程和动量方程为

式(2.65)中最后一项代表多孔介质对流体的粘性阻力和惯性阻力。

采用物理速度求解时，式(2.65)中的两个阻力系数仍以表观速度计算（见本节2.6.6）FLUENT将其转换为与物理速度公式相应的值。

入口质量流量亦是以表观速度计算的。对于相同的入口质量流量和阻力系数对于表观速度或物理速度均应得到相同的压力降。

(2)多相多孔介质模型

可以使用物理速度多孔介质公式模拟包含有多孔介质区的多相流。关于多相流理论见第5章。各向同性多孔介质中第 q 相的通用变量的控制方程取如下形式：

其中γ为孔隙率；pq为第q相的物理密度；ɑq为第 q 相流体体积分数；为第 q 相的速度；为第q 相通用扩散系数；为源项。质量方程和动量方程为通用变量控制方程(2.66)适用于 Euler 多相流模型的所有输运方程。质量方程和动量方程为

式中最后一项为多孔介质中的动量阻力源项。该项由两部分组成粘性损失项和惯性损失项。K 为渗透率，C2为惯性阻力系数，二者均为(1 − γ)的函数。能量方程为

式中Qsp为多孔介质中固体表面与第 q 相的传热量。默认情况下，FLUENT 假定多孔介质的固体与多相流体之间处于热平衡，则

且

但也可以用求解用户定义标量（UDS）的方式单独求解多孔介质固体的导热方程：

 这时如仅考虑对流换热，有

式中hq,eff为有效传热系数，Ts为多孔介质固体表面温度。2.6.8 多孔介质模型的限制和求解策略

多孔介质模型的假定和限制条件

多孔介质对湍流影响的模拟是近似的。当在运动坐标系中应用多孔介质模型，多孔介质采用相对速度形式的阻力公式时，动量方程可以采用相对速度形式或绝对速度形式。

篇6：扩充存储介质

扩充存储介质

，

篇7：介质安全管理制度

为加强**县政务服务局移动存储介质管理，确保国家秘密的安全，根据《中华人民共和国保守国家秘密法》，结合实际，制定本制度。

第一条

保密委员会办公室负有建立健全使用复制、转送、携带、移交、保管、销毁等制度以及对单位所执行本制度的监督、检查职责。保密工作领导小组界定涉密与非涉密移动存储介质（包括硬盘、移动硬盘、软盘、U盘、光盘、磁带及各种存储卡），并由保密委员会办公室登记造册。

第二条

各单位必须指定专人负责涉密移动存储介质的日常管理工作。涉密移动存储介质必须妥善保存。日常使用由使用人员保管，暂停使用的交由指定的专人保管。

第三条

涉密移动存储介质严禁在互联网外网上使用。确因工作需要携带涉密移动存储介质外出，须报分管领导批准，履行相关手续和采取严格的保密措施。严禁将涉密移动存储介质借给外单位使用。

第四条

涉密移动存储介质需要送外部维修时，必须到国家保密工作部门指定的具有保密资质的单位进行维修，并将废旧的存储介质收回。涉密移动存储介质在报废前，应进行信息清除处理。

第五条

涉密移动存储介质的销毁，经分管领导批准后，到自治区国家保密局指定的销毁点销毁或送交自治区国家保密局统一销毁，不得擅自销毁。禁止将涉密移动存储介质作为废品出售。

第六条

工作人员不按规定管理和使用涉密移动存储介质造成泄密事件的，将依法依规追究责任，构成犯罪的将移送司法机关处理。

第七条

本制度由校保密委员会办公室负责解释。

第八条

篇8：工程电介质

关键词：随机介质,射水掏土,移动概率方程

1 概述

射水掏土纠偏法在工程纠偏中广泛应用[1]。射水掏土是这样的过程:在建筑物沉降较小的一侧, 设置一条射水坑或设置若干射水沉井, 在建筑物基础下的一定深度处的坑内或井壁上布置一定数量的射水孔, 通过射水孔用高压水枪伸入基础下进行长时间的连续冲水, 使得沉降较小侧地基下的土以泥浆的形式从孔洞排出。该方法适用于土体为粘土或土质较硬、不方便掏土纠偏的倾斜房屋[2]。地基土体经高压水枪的冲蚀成孔后, 孔壁的土体继续受到水流的冲刷, 孔壁表面的土体源源不断的以泥浆的形式从孔洞排出, 孔壁周围未被冲刷的土体在自重作用下补充被冲刷掉的土体[3], 故假定射水纠偏过程中射水冲出的孔洞维持在一个半径稳定的圆孔状态。土体是一种粘性散粒介质[4], 将地基土体视为体积相同的土颗粒散体的集合, 射水掏土导致地基沉降过程可视为一个由底部散粒土体放出导致孔洞上部散体场移动的过程。射水掏土过程是一个复杂的宏观物理过程, 土颗粒散体既表现出变化的力学响应, 同时又伴随着土颗粒散体本身结构的变化[5], 这给数学建模及计算带来了极大的困难。由于土颗粒散体移动带有极强的随机性质, 且土体是连续的, 因而将土体简化为连续流动的随机介质, 从概率论的观点去描述这类介质既可以避开散体复杂的本构研究, 又能在宏观统计意义上建立相互制约的大量颗粒群整体运动的规律。1957年, 波兰科学院院士J.Litwiniszyn首先提出了随机介质理论的概念, 并推导出岩土体在地下开采引起的移动规律的基本方程, 即二阶抛物线型偏微分方程[6]。由于其方程在形式上与随机过程的方程相同, 由此定义介质的移动方程可以用随机过程来描述的介质, 即为随机介质。散体石英砂、碎石堆、开挖影响下的岩土体等均可看作随机介质。利用随机介质理论计算射水掏土作用下基础沉降的大致思路为:从概率统计理论出发, 把整个射水掏土分解成无限多个微元掏土的总和。应用随机介质理论推导的概率式来推测该次微元掏土后土体场内土体颗粒的移动。将各次微元掏土产生的移动效果叠加, 即可求得宏观上基础的沉降曲线及沉降量。

2 射水作用下土体散粒移动概率方程

2.1 基本假定

1) 在射水纠偏过程中, 地基下土体在射水作用下形成长柱形空洞, 射水空洞的横截面面积相对于空洞的长度很小, 因此可将射水形成的长柱形空洞上部土体的受力视为平面应变问题[7], 射水掏土引起的空洞上部土体位移视为平面位移问题。

2) 实际土体颗粒之间具有较大的粘聚力和摩擦力, 同时土体受到上部结构传递的荷载, 因此射水掏土难以引起空洞上部土体的松散。故将受掏土作用影响的空洞上部土颗粒散体视为无膨胀散体 (即散体颗粒在移动中无二次松散现象) [8], 其密度场在射水掏土作用中为均匀场。

2.2 土颗粒散体移动概率密度方程

图1为土体颗粒三体的移动模型, 假定坐标原点为理想放出口, 任一土散体颗粒经理想放出口移出网格后, 其原所在位置形成空位, 空位由其上相邻方格里的颗粒随机递补。

由该移动模型可得土颗粒散体的平面移动概率密度方程:

其中, x, z均为坐标值;k为散体的侧向填补系数, 0<k<1;n0为土体粘结系数, 0≤n0≤1。

由2.1的平面假定可知:任意散体颗粒在其空间坐标 (x, y, z) 上的下移概率与y的取值无关, 只是x和z的函数。平面应变假定中y的实际范围为长柱形空洞在y方向上的长度, 假设形成的长柱形空洞长H0, 则0≤y≤H0。

由式 (1) 可直接得出土颗粒散体空间移动的概率密度方程:

上述各参数的意义同前。

2.3 土颗粒散体移动范围的近似确定

工程中常用σ, 2σ, 3σ等来表征样本的取值范围[9]。根据散体下移概率分布, 散体发生移动的概率随x (z轴对称时) 的增大而增大, 当z值确定时 (同一层土体) , p (x, y, z) 为关于x的标准正态分布。由正态分布概率积分表可知, 在正态曲线下, ±2.58σ所对应的概率积分面积为0.990 0。也就是说, 在当|x|>2.58σ范围之外时, 散体移动概率的可增加量仅为0.01, 可见在散体移动场内, 以2.58σ来确定散体移动范围足以满足精度的要求, 即散体移动边界可近似为x=±2.58σ, 可得移动边界的近似表达式为:

可见近似移动边界是一条特定的颗粒移动迹线, 将射水孔任一横截面上土颗粒散体每层土体的移动边界连接起来, 可得一条介于直线和二次抛物线之间的曲线。

3 实例及结论

取江苏省淮安市某射水纠偏工程检验以上公式的实用性。欲使用上述公式推导该工程由射水作用引起的地表沉降量及射水作用对地表的影响范围, 首先需要通过实验确定地基土的n0和k值。由随机介质放出实验可知该工程地基土的散体粘结性常数n0=0.61, 散体侧向填补系数k=0.13。将实验n0和k值代入前文各公式中, 最终可绘制出多个射水孔影响下该工程地表沉降形态, 见图2, 由图2可知地表上各点的沉降量最小为40 mm, 最大为60 mm。这与实测的房屋受射水纠偏作用引起的沉降量相近, 可见运用随机介质理论预测射水掏土纠偏中土体的移动规律是具有很强的实用性的。

射水孔A位置为x=0, z=0;射水孔B位置为x=2, z=0;曲线为射水作用后地表形态, 原地表形态为z=2.50注:

篇9：液压介质的污染与控制

液压介质的污染与控制

变通运输业的发展给社会生活带来便利,汽车的普遍带来了很多问题:噪音污染、大气污染等.本文分析了造成液压介质污染的原因和控制液压介质污染的`方法和措施.

作者：作者单位：刊名：科技创新导报英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：“”(25)分类号：U12关键词：液压介质污染原因分析控制措施

篇10：光的传播需要介质吗

光在同种且均匀的介质中是沿直线传播的`。小孔成像、日食和月食还有影子的形成都证明了这一事实。注意光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中。光的直线传播不仅是在均匀介质，而且必须是同种介质。

光在两种不同的均匀介质的接触面上方向会发生改变，一部分反射，一部分折射，改变后依然沿直线传播。光传播的方向与光的亮度、光与照明参照物的距离有关。

篇11：氩气介质阻挡放电的发光特性

氩气介质阻挡放电的发光特性

摘要：本文使用水电极介质阻挡放电装置, 采用光学方法测量了氩气介质阻挡放电的发光特性. 发现在驱动电压处于一定的范围内时, 放电处于丝极模式, 在驱动电压的每半周期内, 无论是放电的总光还是单个微通道的.放电发光均只有一次脉冲, 单个微放电的时间为2 μs, 而总放电时间为2.4 μs, 这表明在氩气的丝极模式中, 各单丝产生与熄灭的时间极其接近, 各个放电丝之间有着很好的时间相关性. 最后将本文的结果与空气中介质阻挡放电丝极模式的发光特性相比较, 空气放电在每半周内的总光信号由多个脉冲组成, 而每一个脉冲对应多个放电丝, 因而氩气中各个放电微通道之间的时间相关性远强于空气的情况. 作者：尹增谦董丽芳柴志方李雪辰 Author：作者单位：河北大学物理科学与技术学院,河北,保定,071002 期刊：光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal： SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS 年，卷(期)： ,23(5) 分类号： A5280P O565 关键词：介质阻挡放电放电微通道发光时间特性机标分类号： O56 O43 机标关键词：氩气介质阻挡放电发光特性Atmospheric Pressure时间相关性驱动电压放电微通道模式脉冲对空气放电光学方法测量放电装置放电时间微放电水电极光信号半周期组成熄灭单丝基金项目：河北省科技攻关项目，教育部科学技术基金，河北省教育厅博士基金氩气介质阻挡放电的发光特性[期刊论文]光谱学与光谱分析 --2003,23(5)尹增谦董丽芳柴志方李雪辰本文使用水电极介质阻挡放电装置, 采用光学方法测量了氩气介质阻挡放电的发光特性. 发现在驱动电压处于一定的范围内时, 放电处于丝极模式, 在驱动电压的每半周期内, 无论是放电的总光还是单个微通道的放电发光均只有一...

篇12：工程电介质

1 实验

1.1 双层涂层的制备与性能测试

底层 (第一层) 材料选择纯环氧树脂和9% (质量分数, 下同) 石墨/环氧树脂材料。将其分别浇铸在180mm×180mm钢板上制成涂层的底层。表层 (第二层) 分别选用15% 40～60nm和15% 10～20nm碳纳米管 (深圳纳米港公司生产) 与环氧树脂混合, 丁酮作为溶剂, 乳化机混合成均匀溶液。用喷枪分别喷涂在底层上, 制成复合双层吸波涂层。在喷涂过程中, 采用真空除去残留溶剂。将制备涂层过程中剩余的材料制成波导样片, 采用HP8510C矢量网络分析仪运用传输反射法测试样片的散射参数, 计算样片的电磁参数。环氧树脂的电磁参数取ε′=2.8, ε″=0.1, μ′=1, μ″=0。采用自由空间法测试涂层的微波反射率。

1.2 双层涂层吸波设计

公式 (1) - (5) 是双层涂层反射率计算公式。从公式可知, 若是要入射波得到大量衰减, 则|Z2in|→Z0。

undefined

式中:k=1, 2, 涂层序号, 1是底层, 2是面层;εkr, μkr分别为涂层材料的复介电常数, 复磁导率;Zkin 为第k涂层的入射阻抗;f, c分别是频率和自由空间中的光速。

令Z2in=a+jb (归一化值) ; Z0取归一化阻抗, Z0=1;

则undefined

降低R, 可使a→1, b→0。第二层材料一旦选定, Z2c可认为是定值。第二层涂层可以预先设定厚度, tanh[jγ2d2]可确定。这样就可以根据公式 (1) , 确定Z1in值, 再按两种方式确定第一层材料参数:1) 预定厚度, 计算电磁参数 (电介质材料认为μ′=1, μ″=0) , 进而选定材料;2) 选定电介质材料, 计算相应涂层厚度。这个过程可以通过计算机编程完成。按照上述原理, 在双层吸波材料中, 可选择具有高本征阻抗材料为底层, 提高Z1in;将较高本征阻抗层放在低本征阻抗层底部构成双层吸波体, 可以提高入射面阻抗。若要获得底层的高阻抗, 则可选择低介电常数、高磁导率的材料。目前该材料主要是铁磁材料和亚铁磁材料, 这些材料的比重普遍较高, 不利于降低吸波体的面密度;另一材料可选择低介电常数的电介质材料。如各种树脂和橡胶材料等。这些材料本身介电常数较低, 本征阻抗较高。用于吸波体的底层材料也能够起到降低涂层微波反射率的作用。

2 结果与分析

2.1 两种管径的碳纳米管电磁参数分析

图1是构成涂层的不同材料在3.95～5.85GHz频段的电磁参数。从图1可知, 9%石墨/环氧树脂材料的εr=4.4-j0.24。可认为是低介电低损耗材料, 其本征阻抗较高。另两种材料是两种管径的碳纳米管/环氧树脂材料。其中15% 40～60nm碳管/环氧树脂的εr= (60-55) -j (22-25) , 15% 10～20nm碳纳米管/环氧树脂的εr= (27-25) -j (7-8) 。这两种材料具有较高的复介电常数和较低的本征阻抗。其中15% 40～60nm碳管的电磁参数高于15% 10～20nm碳管电磁参数。对比上述材料可知, 阻抗由大到小的顺序如下:纯环氧树脂、9%石墨材料、15% 10～20nm碳管复合材料、15% 40～60nm碳管复合材料。

(a) 9%石墨/环氧树脂; (b) 15% 40～60nm碳纳米管/环氧树脂; (c) 15% 10～20nm碳纳米管/环氧树脂

(a) 9%graphite powder; (b) 15% 40-60nm carbon nanotubes; (c) 15% 10-20nm carbon nanotubes

2.2 碳纳米管/电介质双层吸波涂层吸波特点分析

图2是以9%石墨/环氧树脂为底层, 15% 10～20nm碳纳米管/环氧树脂为表层的双层涂层理论反射率。分别将两者电磁参数和不同的底层厚度代入公式 (1) - (5) , 得到的系列反射率。从图2 可知, 保持面层厚度 (d=1.5mm) 不变, 改变底层厚度, 可以迅速降低涂层的反射率。当底层厚度d=1mm时, 涂层反射率-5dB的频宽达到1.3GHz, 明显好于单层涂层。同样将15 % 40～60nm碳纳米管/环氧树脂和纯环氧树脂组成材料的电磁参数和不同的底层厚度代入公式 (1) - (5) , 得到系列反射率, 如图3所示。从图3可知, 同样增加底层厚度, 涂层反射率明显下降。2.5mm厚涂层反射率位于-7～-13dB。-5dB频宽要高于1.9GHz。且吸收峰在3.95GHz附近, 暗示涂层具有好的低频吸波性能潜力。

图4, 5是上述两种涂层结构的输入阻抗模。可知, 将高阻抗层作为涂层底层后, 随着底层厚度的增加, 涂层输入阻抗模逐渐增加。可推知, 涂层与空气的阻抗匹配得到改善。这种涂层结构设计与许多文献采用的方法相反[13,14,15,16,17,18]。根据这个思路, 假设底层是1mm空气层, 面层是1mm 15% 40～60nm碳管层, 计算得到涂层反射率见图6。从图6可知, 在不增加涂层质量的前提下, 涂层-5dB 频宽反射率高于1.9GHz。由此可联想到, 实际中若能将涂层悬空 (如底层采用蜂窝状多孔底层) , 涂层反射率也能改善, 且也有助于降低涂层质量。

图7是15% 40～60nm碳管材料单层反射率实测曲线。从图7可知, 在3.7GHz处, 有一个约-10dB的吸收峰; R<-5dB的频宽仅0.7GHz , 吸波频宽较窄, 且在S波段几乎没有吸收。图8, 图9是根据上述思路制备的两种涂层反射率实测曲线。从图8可知, 在2.6～6GHz范围内, 面层15% 10～20nm碳纳米管/环氧树脂、底层9%石墨/环氧树脂构成的吸波涂层反射率R<-5dB的频宽约1.5GHz, 涂层厚度约2.8mm。从图9可知:面层15% 40～60nm碳纳米管、纯环氧树脂底层组成的吸波涂层反射率R<-5dB的频宽约1.5GHz, 涂层厚度约2.8mm, 尤其在S波段, 具有-3～-7dB的反射率, 明显好于单层吸波涂层 (图7) 。与计算值相比, 有一些偏差。主要是喷涂过程不可避免在涂层中留有气孔以及喷涂过程中, 每层涂层厚度控制有误差, 造成与计算值间的偏差。上述涂层参数的选择有一定随机性, 若能优化工艺如采用遗传算法优化涂层设计, 考虑表层、底层厚度组合, 应该可获得更薄、性能更好的涂层参数。

3 结论

(1) 在3.95～5.85GHz频段, 15% 40～60nm碳纳米管/环氧树脂以及15% 10～20nm碳纳米管/环氧树脂的复介电常数较高, 显示出较强的微波衰减能力。

(2) 碳纳米管单层涂层, 具有一定的低频损耗能力, 但衰减频宽较窄。

(3) 反射率公式分析表明, 在双层吸波涂层设计中, 选择低介电常数的材料为涂层的底层, 可以起到提高吸波涂层入射阻抗, 降低涂层反射率的目的。