电场对稀燃预混钝体旋流火焰结构的影响

本文研究了开放空间内的直流电场对甲烷稀燃预混钝体旋流火焰结构的影响。施加电场后,火焰面向上游移动,火焰面之间的夹角增大。电场能够提高钝体旋流火焰中上部分的火焰面褶皱率,从而提高湍流火焰速度,但是对根部火焰面结构没有影响。电场对最大火焰面密度没有明显作用,而是通过提高火焰刷厚度提高湍流火焰速度。预混气当量比和燃烧器出口平均速度能够影响电场作用强度。当量比越低,出口平均速度越高,电场的作用越不明显。电场对钝体旋流火焰根部结构影响较弱,且在临近吹熄工况下电场流体动力学作用很弱,对钝体旋流火焰的稀燃吹熄极限没有明显影响。     

电场对火焰形状及碳烟沉积特性的影响

建立了三种类型的直流电场分别作用于层流扩散火焰,研究了电场类型、电场强度对火焰形态及所产生的碳烟颗粒在电极上的沉积特性的影响.实验表明,针状电极由于离子风的作用会使火焰高度变短;平板状电极由于电场力的作用可使火焰顶部向阴极板倾斜,证明了有一部分碳烟颗粒本身荷正电.同时,由于环形电极同时产生离子风和电场力,影响火焰形态.而荷正电的中心电极对碳烟颗粒的排放起到抑制作用.     

高频高压电场对甲烷预混倒置焰锥火焰的影响与分析

采用平面火焰燃烧器实现了一种甲烷预混倒置焰锥抬升火焰,在没有发生放电击穿的条件下着重分析了高频高压电场对火焰的影响。实验观测发现倒置焰锥火焰的抬升高度受高频高压电场的增强而降低,并且焰锥夹角随电压的增加而减小。对照实验现象分析,结果表明由于高频高压电场带来的离子风效应较小,高频高压电场对火焰面中电子或离子参与的化学反应碰撞的增强可能是最主要的原因。     

重电子金属CeCu(6-x)Nix低温电阻与比热的研究

测量了重电子金属CeCu6-xNix(x=0,005,01,015,02)01K—250K的低温电阻和5K—70K低温比热,发现样品电阻的极大值温度随着掺Ni含量的增大而急剧下降,这一现象反映少数与Ni邻近的Ce离子在极低温下磁矩的加强和整个Ce离子点阵对导电电子相干散射的减弱.与此相反,低温电子比热系数γ在较低温度下近于常数,而在8K附近因有效质量变大而明显上升,但γ明显上升的温度,对Ni的含量却不敏感,表明绝大部分Ce离子的状况并未受到影响 关键词： 重费米子系统 低温比热 低温电阻     

硫酸锂钾的室温相和低温相的锂离子位置

核磁共振实验表明,LiKSO₄在T_c=195K发生结构相变。本文报道了温度低于T_c时,Li位电场梯度张量的温度依赖关系。结合理想离子晶体模型,讨论了该晶体的结构,指出室温相Li的位置并不像Bradley所推测的,在(2/3,1/3,0.849)的位置,而应在(2/3,1/3,0.706)的位置;195K的相变是由于Li离子的位移造成;低温相的空间群可能为R3。 关键词：     

对冲火焰中煤粉着火的实验研究

本文发展并建立了一套适用于研究煤粉穿越气相火焰面着火特性的对冲火焰实验系统,基于碰撞解聚原理研制了全新的微小载气量给粉系统。通过统计ICCD拍摄的煤粉着火图像,结合数值计算分析煤粉颗粒的沿程温度经历,发现穿越扩散火焰面时颗粒升温速率可达10~5 K/s,火焰面温度及煤粉停留时间是决定煤粉穿越火焰面后着火模式的主要因素。     

多碱光电阴极灵敏度理论模拟

针对多碱光电阴极进行了理论建模和性能模拟,采用层状模型:Na2KSb+K2CsSb+Sb·Cs偶极层,讨论了各层厚度、掺杂离子浓度对多碱阴极能带以及光谱响应特性的影响,结果显示表面K2CsSb和Sb·Cs两层的n型掺杂较高时,能够有效降低表面亲和势,有利于光电子的输运以及逸出。Na2KSb的掺杂离子浓度并非越高越好,主要原因是掺杂离子浓度影响着内建电场强度与范围,内建电场增大使电子扩散距离增加,有更高的几率到达阴极表面,在掺杂离子浓度为1016 cm-3左右时可获得最高灵敏度。分析了厚度对阴极灵敏度的影响,对于特定波长入射光,存在最佳厚度使对应波长的灵敏度最高,且由于内建电场的影响,不同掺杂离子浓度会使最佳厚度有所不同,当内建电场较强时,阴极的最佳厚度增大。对700nm入射光,在掺杂离子浓度为1017 cm-3以及1016 cm-3时,最佳厚度分别为80nm和200nm。     

也谈电风吹蜡烛焰的演示

现行教材的描述是“在一个导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断地给导体充电时,火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏斜。……因为在尖端强电场作用下……会使空气分子电离,从而产生大量新的离子……。与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端,最后与尖端上的电荷中和。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方,蜡烛火焰的偏斜就是受到这种离子流形成的     

高温超导限流器终端绝缘材料低温绝缘特性研究

基于高温超导限流器终端的电场分布特点,开展了G10环氧在液氮中的击穿特性研究、G10环氧在低温氮气和液氮中的沿面闪络特性研究,以及液氮和低温氮气的击穿特性研究。实验结果表明,击穿电压受施加电压类型、电极形状和电极间隙长度等因素的影响。利用Weibull分布得到了50%击穿电压和电极间隙的关系。实验结果可作为高温超导限流器终端设计的参考和依据。     

两种电场结构下离子运动轨迹模拟与实验对比研究

结合最新的离子与分子碰撞模型,编写在Simon 7.0平台下的离子运动模拟程序,实现了在漂移管电场中离子运动轨迹的模拟,开展在两种漂移管电极结构即均匀电场和周期性聚焦电场下离子的运动轨迹模拟与质子转移反应质谱(PTR-MS)实验检测对比研究,得到了常见有机物的可探测灵敏度,发现周期性聚焦电场PTR-MS的性能总体上要比均匀电场PTR-MS好,可探测灵敏度增加了5～9倍,显示了通过对离子运动轨迹的理论模拟在仪器性能优化与改进上的优势,同时该方法具有用于提高其他质谱检测仪器灵敏度的巨大潜力.     

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采用PIC/MCC模型,通过数值模拟的方法研究了束线离子和靶台复合加速离子注入过程中靶台偏压大小对注入过程离子动力学行为的影响,重点考察了不同偏压作用下离子的注入能量、注入剂量、注入角度以及注入范围的变化.结果表明,靶台上施加脉冲偏压后,在束流离子的作用下空间电荷分布发生变化,束流正下方的电势线会发生凹曲,凹曲的电场同时又作用于空间中的带电粒子,影响粒子的运动;靶台偏压越高,零电势线距离靶台越远,靶台电场对离子的作用范围越大.离子的注入剂量、注入能量随着靶台偏压的增大而增大,而偏压对离子注入角度的影响并不大,大部分离子都以垂直入射的方式注入到靶台表面.另外,离子注入到靶台上的面积会因束流离子在靶台电场中飞行偏转而增大,并且偏压越大注入面积增大越明显.     

两种电场结构下离子运动轨迹模拟与实验对比研究

结合最新的离子与分子碰撞模型,编写在Simon 7.0平台下的离子运动模拟程序,实现了在漂移管电场中离子运动轨迹的模拟,开展在两种漂移管电极结构即均匀电场和周期性聚焦电场下离子的运动轨迹模拟与质子转移反应质谱(PTR-MS)实验检测对比研究,得到了常见有机物的可探测灵敏度,发现周期性聚焦电场PTR-MS的性能总体上要比均匀电场PTR-MS好,可探测灵敏度增加了5~9倍,显示了通过对离子运动轨迹的理论模拟在仪器性能优化与改进上的优势,同时该方法具有用于提高其他质谱检测仪器灵敏度的巨大潜力.     

液体乙醇微尺度扩散火焰高度的影响因素研究

通过实验研究了微尺度扩散火焰高度的影响因素,结果表明:对液体乙醇微尺度扩散火焰,在稳定燃烧区域,其火焰高度与乙醇流量,燃烧器内径,燃料雷诺数,陶瓷管露出在空气中长度有关。另外,外加电场也对微尺度扩散火焰高度有影响。实验结果为掌握液体燃料微尺度扩散火焰高度的影响因素,提高火焰燃烧稳定性和燃烧效率提供了有益的参考。     

考虑共振电荷转移的离子引出过程理论研究

离子引出是激光法分离同位素技术中的关键环节之一,对产品丰度和产率有重要的影响,而离子引出中离子和原子间的共振电荷转移过程则会对产品丰度造成污染,因此在研究离子引出过程时应考虑共振电荷转移的影响.本文利用粒子模拟(PIC)法以及基于PIC法和杂化PIC法的混合算法研究了考虑共振电荷转移的电场法离子引出过程,通过对一维平行板法的引出方式进行数值计算,获得了离子引出过程中共振电荷转移的基本性质和关键影响因素—共振电荷转移截面、引出时间、背景原子密度和蒸气宽度,并据此得到了离子发生共振电荷转移比例的经验公式;二维工况下的平行板法、交替偏压法、P型电场法和M型电场法四种引出方式的计算结果则表明,在其他条件相同的情况下, M型电场法具有最小的离子引出时间和共振电荷转移损失比例.本文的研究结论对于指导激光法分离同位素技术中离子引出装置设计和实验工艺设计具有比较重要的参考意义.     

旋转滑动弧放电等离子体对氨气旋流火焰稳定性的影响

本文实验研究了三维旋转滑动弧(RGA)放电等离子体对氨气旋流火焰稳定性的影响。实验表征了等离子体特征,测试了等离子体对氨气旋流火焰的助燃效果,研究了火焰形态特征的转变和OH自由基分布,揭示等离子体对氨气旋流火焰的助燃机理。结果表明,RGA放电等离子体可以作为点火源和火焰稳定器,能够提高火焰稳定性和拓展吹熄极限。另外较高流速下,火焰迟滞现象消失,在低流速下氨气火焰容易受到电场/等离子体的流体动力学不稳定性的影响。     

空心阴极直流放电的二维自洽模型描述和阴极溅射分析

建立了空心阴极放电的二维自洽理论模型,理论研究了气压为50—120Pa,电压为150—300V的范围内Ar空心阴极放电特性、粒子密度和电离速率空间分布,特别考察了影响阴极溅射分布有关因素:阴极面上的电场、离子流和离子密度的沿阴极截面的空间分布.研究结果不仅证实了在所讨论的范围内,空心阴极效应明显存在而且发现归一化电离速率的空间分布形状强烈依赖于气压.通过研究电场、离子流和离子密度的空间分布解释了空心阴极溅射型离子激光器中不均匀阴极溅射的现象来源于阴极面附近的电场、离子流和离子密度的不均匀分布 关键词： 空心阴极放电 自洽模型 气体激光 阴极溅射     

火焰原子吸收对K元素激光诱导击穿光谱测量的影响

当使用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）测量火焰场内碱金属元素时,等离子体内碱金属原子所发出的LIBS信号,会受到等离子体外火焰中基态碱金属原子的吸收,影响测量精度。基于Beer Lambert定律和CH4 空气火焰场内气态含K物质的热力学平衡原理,建立了火焰场内K元素LIBS信号的原子吸收模型,并分析了实际生物质颗粒燃烧K元素释放浓度范围内,火焰气氛、K元素浓度分布以及总K浓度对火焰原子吸收效率的影响。研究发现,随着O2/CH4的摩尔比值的增加,火焰中热力学平衡状态下K原子占总K的比例从约25%逐步降低,火焰原子吸收效率也从86.8%逐步降低。当O2/CH4的摩尔比值大于2时,火焰尾气中会存在剩余O2,此时火焰内K原子的吸收效率均低于13%。同时,火焰中K元素浓度分布以及总K浓度的合理调整亦对火焰原子吸收效率具有降低作用。在此基础上,提出了创造氧化性气氛、调整K浓度分布来降低火焰原子吸收效率和提高LIBS测量精度的解决途径。     

直流电场作用下生物柴油液滴的雾化特性和燃烧特性研究

设计搭建了电场作用下燃油液滴燃烧实验装置,对比了不同电压下生物柴油液滴的形态演变、变形程度、子液滴等行为,分析了不同电压下液滴火焰形貌演变、火焰尺寸等燃烧特性及最高液滴温度变化。结果表明,电压为3 k V和4 k V的电场会诱发生物柴油液滴产生锥射流,其破碎生成子液滴,尺寸范围为20～120μm,速度基本低于2.5 m·s^-1;受电场对火焰和液滴的综合影响,火焰变化主要表现为高度减小、宽度增大,纵横比减小;电压为1 k V和2 k V的电场降低了最高液滴温度,而当电压增加至3 k V和4 k V时最高液滴温度增加。     

风沙流对高压绝缘子电位和电场分布的影响

研究风沙流对高压绝缘子电位和电场分布的影响,基于有限体积法建立绝缘子风沙气固两相流模型和风沙天气下绝缘子的风-沙-电耦合场模型,计算不同风沙天气下绝缘子表面沙尘的空间分布和沉积及其对绝缘子沿面电位和电场的影响,结果表明：风沙天气下绝缘子沿面电位和电场畸变受风速和粒径影响显著,电位的畸变幅度随风速和粒径的增加而升高,电场的畸变幅度随风速和粒径的增大而减少;风沙天气下绝缘子表面不同的沙尘空间分布和沉积导致绝缘子不同位置沿面电位和电场畸变不同.     

垂直腔面发射激光器低温光电特性

垂直腔面发射激光器通常被用作常温下850 nm波段短波长短距离光互连领域的激光光源,多在室温下进行测试和使用.在低温环境下垂直腔面发射激光器工作状态的表征是本文的研究重点.我们表征了在不同温度下直流驱动垂直腔面发射激光器的发光光谱和10%占空比脉冲电流驱动垂直腔面发射激光器的发光光谱和功率-电流-电压曲线.通过测试激光器在室温和10 K温度下性能的变化,证明了现有的垂直腔面发射激光器在低温下仍能工作,激光器在10 K低温环境下仍可以作为光互连的光源使用,这一特点使得该激光器的应用范围可拓展至低温领域,预示着垂直腔面发射激光器在低温光互连系统中具有应用价值.