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电弧作用下浸铜碳材料烧蚀过程的数值模拟

论文摘要

电弧侵蚀是影响浸铜碳材料使用寿命的关键因素之一。首先,将电弧等效为高斯分布的热源,基于热传导理论和流体理论,考虑材料相变,探讨了浸铜碳材料的温度变化过程、材料发生相变的熔化-凝固过程;接着,分析了液体表面张力是烧蚀熔池流动的主导因素,影响材料内部的温度分布;最后,考虑浸铜碳材料的蒸发升华,求解了材料表面的形貌及温度分布。仿真研究结果表明:电弧作用下,浸铜碳材料相变形成熔池域,电弧熄灭后,熔池域继续扩大一段时间才逐渐减小;熔池表面散热较内部散热快。液体表面张力导致熔池表面流动,进而加快材料表面散热。电弧持续作用下,浸铜碳材料表面逐渐形成烧蚀熔池和烧蚀凹坑。烧蚀熔池的半径和深度随着时间的变化近似线性增长,材料表面烧蚀凹坑处的温度最高,其值在碳的升华温度附近波动。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 模型建立
  •   1.1 几何模型及假设
  •   1.2 控制方程
  •   1.3 边界条件
  • 2 仿真结果及分析
  •   2.1 浸铜碳材料的温度变化及相变过程
  •   2.2 熔池流动对浸铜碳材料内部热场的影响
  •   2.3 考虑蒸发升华后浸铜碳材料表面温度及形貌
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 伍玉鑫,王阳明,杨泽锋,许潘,吴广宁

    关键词: 电弧,浸铜碳材料,相变,液体表面张力,温度分布,熔池

    来源: 电工技术学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 西南交通大学电气工程学院,国家电网成都供电公司

    基金: 国家自然科学基金(51577158,516071147),中央高校基本科研业务费(2682016CX039)资助项目

    分类号: TM501.2

    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.180113

    页码: 1119-1126

    总页数: 8

    文件大小: 1448K

    下载量: 151

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/c041e206f3ce87f6045b95e0.html