空间高轨高压太阳电池阵静电防护技术研究

目的提高太阳电池阵的可靠性。方法对空间用高轨高压太阳电池阵的静电防护技术进行试验研究,通过外加电弧的方式对太阳电池试验件进行一次放电模拟试验,通过电子注入模拟高轨等离子体环境,采用单一电子能量模拟多能谱能量的环境,对太阳电池阵二次放电进行摸底试验。结果一次放电对太阳电池试验件无影响,二次放电发生时,太阳电池串之间电压的阈值为80 V,二次放电会对太阳电池串输出功率造成一定影响。结论在太阳电池阵设计过程中,控制太阳电池串之间的并联间隙为1 mm,相邻太阳电池串之间电压差不大于80 V、在相邻太阳电池串之间涂敷硅橡胶等方法能有效控制太阳电池阵二次放电的发生,大大提高了太阳电池阵的可靠性。     

温度对GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律研究

由于GEO轨道空间环境的特殊性,温度、辐照电子能量和束流密度等环境因素会对处于该轨道的航天器太阳电池阵充放电效应造成影响,为掌握GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律,以航天器太阳电池阵为研究对象,对太阳电池阵机理和研究现状进行分析的基础上,设计了太阳电池阵静电放电试验电路,确定了太阳电池阵静电放电试验参数与试验程序,重点开展了一定电子能量和束流密度条件下环境温度因素对太阳电池阵静电放电特性试验研究,获得了环境因素对太阳电池阵静电放电的影响规律。研究表明,静电放电频率、放电电流幅值与环境温度相关,温度越高,放电频率越小,放电电流幅值相应减小,放电电流主要能量集中在10 MHz以下频段。研究成果可为航天器静电放电效应分析和防护设计提供参考。     

微米级空间碎片撞击太阳电池研究

目的评估航天器太阳电池阵遭遇微米级空间碎片撞击后性能的下降程度。方法利用激光驱动飞片发射系统针对硅太阳电池开展系统的试验工作,对太阳电池机械损伤特性及伏安特性进行测试。利用ORDEM2000软件计算航天器所在轨道的碎片通量和速度。结合试验结果,计算航天器太阳电池阵因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率。结果太阳电池最大输出功率衰减率与溅射区直径呈二次函数关系,与表面污染率近似相等。未来5年天宫一号所在轨道航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率为0.45%。结论利用该研究结果可以预计航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率,为航天器总体设计提供技术支持。     

LEO等离子体环境中HVSA的电弧放电研究

由于高压太阳电池阵在低轨等离子体环境中会发生电弧放电,这会造成航天器表面退化、电磁干扰、PN结破坏等负作用,因此进行了这方面的地面模拟试验研究。首先阐述了低地球轨道等离子体环境及高压太阳电池阵发生触发放电和二次放电的机理,然后介绍等离子体环境模拟设备原理与结构、试验方法及两次高压太阳电池阵的放电试验结果,系统的研究了电池片的放电位置及外界环境和结构条件对放电的影响。     

冷库输氨管道氨气泄漏扩散特性分析及事故后果研究

针对冷库输氨管道老化腐蚀从而发生泄漏问题,建立开放空间氨气泄漏计算流体力学模型,分析了泄漏时间、泄漏速度和环境风速对氨气在开放空间浓度分布规律的影响。结果表明,泄漏时间对氨气浓度分布影响很大,随着时间增长,空间各点氨气浓度总体逐渐增大后稳定不变,不同点浓度增大的路径不同,浓度达到稳定的时间也不同;泄漏速度越大,氨气在同一时间内扩散范围越大,对大气环境危害更严重;风速越大,扩散区域有所偏移,但区域内氨气浓度变化不大。研究结论可为冷库氨泄漏事故处理提供借鉴。     

风速及泄漏量对无组织排放的苯污染物浓度影响的CFD模拟研究

利用Fluent软件对某化工厂苯污染物的无组织排放在居民区的扩散规律进行了模拟,研究并比较了风速及无组织泄漏量对污染物浓度的影响。研究结果表明：存在伙,当实际泄漏量大于QC时,敏感点的苯污染物浓度随风速增大而减小;当泄漏量小于伙时,敏感点的苯污染物浓度随风速增大而增大。风速较小时,随着敏感点到泄漏源距离的增大,敏感点的污染物浓度有减小趋势;风速较大时。敏感点的苯污染物浓度不仅与敏感点到泄漏源的距离有关,还与污染物的泄漏量有关。在污染物扩散方向的下风向街区内,迎风一侧的污染物浓度高于背风一侧的污染物浓度。     

石墨加热器电极放电特性试验研究

采用试验方法研究了电极着火电压与表面温度、压强、距离、材料、环境气体成分的关系。结果表明,着火电压随电极表面温度升高而下降;在压强为10-2～103 Pa之间,着火电压先下降后升高,最小值为Ub,min;Ub,min右侧着火电压随电极间距的增大而增大,Ub,min左侧着火电压随电极间距的增大而减小;氮气环境相较于空气环境,电极着火电压更低;对于材料为石墨、钼和铜的电极,着火电压依次降低。     

汽油泄漏的池火灾危害特性及安全间距研究

针对油料泄漏引起池火灾的危害特性,重点研究池火灾热辐射作用范围的影响因素以及油料储存设备设施的安全间距问题。通过对汽油泄漏池火灾的燃烧特性参数进行分析,重点研究了油池直径对安全间距的影响,并结合具体案例对汽油池火灾的热辐射危害范围进行了经验估算和CFD仿真模拟分析。结果表明:当油池直径从10 m增加到40 m时,热辐射通量增大了11倍;当油池直径大于40 m后,热辐射通量随油池直径的增加以0.25倍的速率稳定增长;案例火灾发生时,救援人员应在距离火源220 m以外的区域展开救援。该研究结果可为油料泄漏引发的池火灾事故救援提供参考。     

ESFF复合式电袋除尘器形式的电场特性研究

ESFF(静电强化纤维过滤)复合式电袋除尘器采用的是一种特殊的线筒式电晕放电,实验通过模拟其基本的电场形式,进行电特性方面的研究工作。研究了线筒间距、圆筒数量、圆筒直径和电晕线曲率半径这些影响因素下的伏安特性。测量得到不同情况下的放电电流值,绘制伏安特性曲线和功率曲线,并计算电场强度和电势。实验结果表明放电电流和放电功率随着圆筒数量和圆筒直径的增大而增大,随着线筒间距和电晕线曲率半径的增大而减小。     

湿式电除尘器极配改进及性能测定

极配形式作为电除尘器的核心组成部分,对电晕放电特性的影响十分重要。电除尘器极配系统电晕放电性能可用伏安特性曲线来描述和判断。通过实验研究了电场风速、雾滴粒径和喷水量对湿式电除尘器电晕放电特性的影响。结果表明:电场风速对起晕电压和火花放电电压的影响不大;在相同的试验条件下,随着电场风速的增大,伏安特性曲线向下偏移;在相同的电压下,雾滴粒径越大,电晕电流越大,但火花放电电压却降低;在一定的电场风速下,随着喷水量的增大,伏安特性曲线有向上偏移的趋势,但火花放电电压比不喷水时要低得多。     

非金属材料放气对砷化镓电池的影响分析

目的提高砷化镓电池的应用效率。方法以航天器常用灰皮电缆作为放气源,通过电池性能与透过率关系试验和污染物沉积量与透过率关系试验研究,分析材料放气对砷化镓电池的性能影响。结果随着非金属材料放气沉积量的增多,砷化镓电池的短路电流不断减小。当污染沉积量达到4×10-5g/cm2时,砷化镓电池的短路电流变化量为23 m A,变化率为10.9%;当污染沉积量达到1.26×10-4g/cm2时,砷化镓电池的短路电流变化量为42 m A,变化率为20.0%。结论非金属材料放气是造成太阳电池性能下降的因素之一。     

高压太阳能电池阵与电子设备在等离子体环境中的毁伤机理

目的通过研究高压太阳能电池阵与电子设备在等离子体环境中气体放电的毁伤机理,从而可运用于军事上的电子对抗、干扰及隐身技术。方法通过分析气体放电的几种基本形式,研究太阳能电池阵和电子设备在等离子体射流或等离子体环境下可能发生的放电过程。结果高压太阳能电池阵在等离子体环境下易产生电弧放电现象,而电子设备在此环境下的毁伤主要是通过内部充电与外部充电产生的。结论在等离子体环境中,气体放电会对高压太阳能电池阵和电子设备产生严重的影响,可以利用这种影响对空间邻域的探索提供帮助。     

太阳电池阵基板原子氧防护膜试验评价研究

对太阳电池阵基板用涂有有机硅／SiO2杂化涂层的Kapton膜进行的工程化应用试验评价研究进行了介绍。通过真空下材料的出气试验,对材料的总质量损失（TML）和可凝挥发物（CVCM）进行了测试。进行了温度冲击试验、粒子辐照试验,对涂层的环境耐受性进行了研究。通过原子氧试验,对带涂层薄膜的原子氧剥蚀率进行了研究。此外还对涂层薄膜进行了力学性能试验和粘接性能试验,对带涂层薄膜的拉伸强度、胶接剪切性能及与基板胶接后的剥离性能进行了测试。试验结果表明防护涂层满足工程应用的技术要求。     

太阳模拟器大功率短弧氙灯放电特性试验测试

目的增强太阳模拟器氙灯驱动运行的可靠性,给太阳模拟器研制提供技术保障,针对太阳模拟器大功率短弧氙灯放电特性进行试验研究。方法设计太阳模拟器的大功率短弧氙灯放电特性测试方法,然后通过理论计算和实际测试验证氙灯电源初始电流对短弧氙灯放电特性的影响,并采用增设优化电路的方法对其放电特性进行改善。结果在初始电流为70 A和120 A两种情况下,弧光放电电流到达谷值以后的电流稳定度分别为1.8616和0.9867,增设优化电路后,再次进行短弧氙灯放电特性测量,将初始电流降低到60 A,而稳定度可达到0.5409。结论改善后的电路基本可实现短弧氙灯放电理想状态,完成了对短弧氙灯进入电流击穿阶段后形成的稳定弧光放电电流特性的优化,大大提升了氙灯点灯成功率,为增强太阳模拟器可靠性提供了试验支持。     

填埋场地电模型的电学特性

利用高压直流电法进行了填埋场人工合成衬层漏洞检测,当供电电压为400,350,300V时,改变供电方向,地电模型表现出不同的电学特征.结果表明,由于高密度聚乙烯和土壤充分接触,在其接触面上形成类似于PN结的导电膜.当膜下电极为负时,模型所表现出的容性特征远超过当膜下电极为正时所表现出的容性特征.探讨了这种导电膜的形成和机理,并得出电容的大小将随着衬层面积以及电压的增加而增长的结论.     

脉冲放电脱硫产物的收集

实验结果表明利用给反应器加直流基压收集脱硫产物是可行的．产物收集效率随直流基压和停留时间的增加而增加,在本实验条件下,最高收集效率达到９５．１％ ．加直流基压后,脉冲电压、电流波形基本不变,放电增强,脱硫效果提高．加直流基压可使反应器在脱硫的同时有效收集产物．