发动机流固耦合系统稳态传热仿真

发动机流固耦合系统稳态传热仿真

张沛毅，毕玉华，申立中，雷基林

(昆明理工大学云南省内燃机重点实验室，云南昆明650500) 摘要：建立缸盖-冷却水-缸套-机体流固耦合传热系统，采用流固耦合的方法实现整机耦合传热计算，把单个零件的传热外边界条件变成内边界，使传热仿真更简单合理。

然后根据缸盖、机体、缸套及冷却水的温度场分布，对发动机进行热应力计算，分析发动机的热负荷。

关键词：发动机；冷却水套；流固耦合；数值仿真

主要软件：A VL FAME，A VL FIRE

1. 前言

在发动机传热仿真研究中，多场耦合计算的应用越来越广泛，通过有限元分析软件，可以对缸内燃气流动与传热、燃烧室零件传热、冷却系统和润滑系统流体的流动与传热的仿真模拟进行联合研究。

本文采用流固耦合法对缸盖-冷却水-缸套-机体流固耦合系统进行传热计算，流固耦合传热研究是将固体部件和流体区域进行整体建模，将流体与固体之间复杂的外边界条件变成相对简单的内边界进行处理。耦合传热计算不但减少了计算的边界条件，而且提高了仿真精度。

本文所研究发动机是一台增压中冷4缸柴油机，其主要技术参数见表1所示：

表1 发动机主要参数

发动机型式立式直列四缸

缸径×冲程/mm×mm95×105

压缩比17

标定功率/ kW(r/min) 92(3600)

最大扭矩/N·m(r/min) 285(2000~2400)

冷却液流量/L·min-1110

2. 耦合系统模型

采用UG软件对所需的缸盖、缸套、机体和冷却水套进行三维实体模型的创建。然后采用SimLab软件对缸盖、缸套以及机体模型进行网格划分，装配模型如图1所示。冷却水套网格采用A VL FAME进行混合网格划分，对关键位置处（如缸盖水套鼻梁区）进行了网格细化，水套计算网格模型如图2所示。网格总数约105万，网格主要是由六面体单元(约占90％)组成。

图1 发动机耦合系统网格模型

图2 冷却水套网格模型

3. 传热边界条件

本文中的数值计算是基于有限容积法的流固耦合系统流动与传热的计算，其中流体（冷却水套）和固体（缸盖、机体及缸套）耦合壁面的温度场求解采用直接耦合法。

3.1固体温度边界条件

（1）自由表面：是指缸盖、机体与周围大气相接触的所有表面，它们与周围环境的换热不强，因此换热系数不大。计算取换热系数为50W/(m2·℃)，环境温度为20℃。

（2）进气道表面：是指和进气接触的内表面。换热系数为250W/(m2·℃)，环境温度为60℃。

（3）排气道表面：是指和排气接触的内表面。换热系数为350W/(m2·℃)，环境温度为500℃。

（4）燃烧室表面：本文按照大多数文献的处理法采用平均温度（也称等效温度）作为环境温度。将燃烧室表面划分为7个区域，如图3所示。各区域加载的对流换热系数（HTC，单位W·(m2·℃)-1）与环境温度（T，单位：℃）值如表2所示。

图3 区域分布

表2 各区域换热系数与环境温度

区域 1 2 3 4 5 6 7

HTC 500 540 520 470 580 530 950

T 750 750 750 750 760 770 800

由缸内工作过程程序计算得到柴油机额定工况下的缸内燃气温度和换热系数，缸套内壁各取值点（x≤S，S为活塞行程，x单位：mm）的燃气平均换热系数（HTC，单位W·(m2·℃)-1）和燃气当量平均温度（T，单位：℃）如表3所示。

表3 缸套内壁加载的热边界条件

3.2流体边界条件

对冷却系统的计算选择柴油机工作的标定工况，流动介质为冷却水。采用稳态计算模式，计算假定冷却水在水套内流动为不可压缩的黏性湍流运动。湍流模型采用是工程计算中经常应用的k- 模型。对于壁面附近的区域采用壁面函数法来处理，本文计算采用标准壁面函数来进行壁面处理。

(1) 入口边界条件

根据试验结果，确定在标定功率点时的机体水套入口流量为1.858kg/s，温度为75℃，湍动能为1m2/s2，湍动能尺度为1mm，，速度u=v=w=0。

(2) 出口边界条件

由于柴油机水套出口连接较长的出水管，按照流场充分发展进行处理，即水流出口给定任何物理量的梯度为0。

(3) 壁面边界条件

首先采用假定的壁面温度场，缸盖平均温度为120℃，机体平均温度为100℃。

在进行流固耦合计算时，结合FIRE和ABAQUS软件自身的特点，将FIRE计算所得的流体边界温度与对流换热系数输出，再将其映射到有限元的网格上，通过建立约束条件，按照有限元计算的边界格式整合成第三类热边界条件，传递给ABAQUS；再将ABAQUS 计算所得的固体壁面温度映射到流体网格上作为流动计算的壁面边界条件，施加到FIRE中进行流场的计算。再将流场数据传到ABAQUS做固体温度场和热应力计算

4. 计算结果及分析

4.1 固体温度场

4.1.1 缸盖温度场

计算得到的气缸盖的温度场分布如图4所示。计算保证了所有测量点上温度的计算值与测量值相差在4％以内，可以认为计算得到的气缸盖温度场与实际稳态温度场基本一致。

图4 缸盖温度场分布

由图4可知，缸盖温度分布不均匀，缸盖火力面温度较高，而其它位置温度相对较低。在火力面平面方向上存在很大温度梯度，以鼻梁区为中心，温度由内向外逐渐降低，较大的温差会在火力面上产生很高的热应力。最高温度位于第3缸火力面鼻梁区，达到301℃，这是由于鼻梁区受燃气冲击影响最大，而且第3缸冷却较差。

4.1.2 机体温度场

图5 机体温度场分布

机体温度场分布如图5所示。在每相邻两缸之间薄壁处（图中椭圆所圈部位）温度高于其他部位，这是因为缸间薄擘处没有足够冷却水，不能得到充分冷却，而且长期受着高温燃气的作用。最高温度位于第3缸与第4缸交汇处，达到160℃；这是由于冷却水在机体内是依次流过1、2、3、4缸，各缸依次被冷却，这样后面区域的冷却效果就比前面的相对较差。

4.1.3 缸套温度场

图6 缸套温度场分布

缸套温度场分布如图6所示。缸套径向温度变化不大，因为缸套壁厚较薄。缸套轴向温度由顶部到底部降低，归因于燃气总是在上止点被点燃，高温燃气对缸套的传热量在顶部多底部少，故在施加缸套内表面的换热系数时也是缸套顶部大底部小。各缸套之间温度分布相差较大，其原因是水套内冷却水的流速不同，导致换热系数不同，冷却水带走的热量不同，如第1缸冷却水流速大，换热系数大，带走的热量多，缸套温度低，而第4缸冷却水流速低，换热系数小，带走的热量少，缸套温度高。温度最大值位于第3缸与第4缸交汇处（图中椭圆所圈部位），195℃。

4.2 流体速度场

图7所示为原水套方案流场的仿真计算结果，冷却水套右端3缸、4缸的流速较低，冷却水流动不均匀，这主要是由冷却水套本身的结构造成的。冷却水出、入水口位于冷却水套的同一端，1缸距冷却水入口和出口较近，其流动阻力最小，流速较大；2缸至4缸的冷却水需要由1缸出水口流出，流动阻力增大，而3缸和4缸的流动阻力最大，所以其冷却水流速较小。整体平均流速为0.43m·s-1，低于设计要求0.5m·s-1，要对其进行优化，减小对温度场的影响。

图7冷却水流速分布

5. 应力及变形分析

在流固耦合传热分析的基础上，将有限元模型中的热流分析单元转换为可进行热应力计算的结构分析单元，设置好合适的接触与约束条件后进行发动机热应力的计算。

5.1缸盖热应力及热变形

图8 缸盖热应力与热变形分布

（a）俯视图

（b）仰视图

图9 缸盖热应力与热变形分布

图8所示为缸盖热应力分布。由于火力面温度梯度较大，导致火力面热应力较大；同时有进、排气门和喷油嘴孔的存在，造成应力集中。应力最大值为237MPa，低于缸盖材料HT250屈服极限，可知从热应力结果来看，缸盖满足强度要求。图9所示为缸盖热变形分

布，两端面由于没有约束，所以变形量较大，而中部由于受到两端材料的约束必然会小。

5.2机体热应力及热变形

图10 机体热应力分布

图11 机体热变形分布

机体的热应力分布如图10所示，最大值为179MPa，位于气缸顶面的两缸连接处，原因是此处不仅温度高，而且冷却通道狭窄，冷却效果不好。图11所示为机体热变形分布，两端面没有约束，变形量较大，最大值位于机体右端，为0.3mm；下端面有约束，变形受到限制，变形量较小。

5.3 缸套热应力及热变形

图12 缸套热应力分布

图13 缸套热变形分布

缸套热应力分布如图12所示。缸套热应力沿其高度方向由上到下逐渐减小，其中，气缸套头部的应力值较大，最大值约为73 MPa，出现在头部凸肩处，因为凸肩处周向温度分布不均匀，故在此处产生了很大的热应力，而且缸盖螺栓的约束作用使气缸套凸肩和机体之问产生了较大的接触应力。两者的综合影响导致了凸肩部位具有很大的综合应力。

缸套热变形分布如图13所示。第l缸左侧和第4缸右侧的变形较大，这是因为机体在这两侧的刚度较小，变形最大值位于第4缸右端，为0.3mm。气缸套在相邻两缸连接区域的温度虽然较高，但是机体在连接部的刚度较大，使缸套的热膨胀受到了限制，因此缸套在这个部位的综合变形要小一些。

6. 结论

采用直接耦合法来求解流同耦合系统传热的数值计算，应用FIRE和ABAQUS软件对流固耦合系统进行计算得到机体和冷却水的温度、应力和变形分布。

1）缸盖火力面鼻梁区温度较高，最高温度分布受冷却水流动影响。机体和缸套相邻两缸之间的薄壁处温度高于其他部位，最高温度出现在3、4缸之间的薄壁处。冷却水在3缸、4缸流动不均匀，平均流速稍低。

2）缸盖火力面鼻梁区温度梯度大，应力较高，同时机体和缸套相邻两缸之间的薄壁处温度梯度大，在3、4缸之间的薄壁处应力较高，都低于材料HT250屈服极限；由于约束的原因，缸盖、机体和缸套在两端变形量较大。

参考文献

[1]Ngy-SrunAp，Michelle Tarquis．Innovative engine cooling systems comparison．SAE 2005-01-1378．

[2]陈红岩，李迎，李孝禄.柴油机流固耦合传热仿真研究[J].中国计量学院学报.2006 17 (4)

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[4]白敏丽，吕继组，丁铁新．六缸柴油机冷却系统流动与传热的数值模拟研究[J]．内燃机学报，2004 (6)．

[5]毕玉华，雷基林，王贵勇等．增压中冷柴油机缸盖水套CFD分析[J]．拖拉机与农用运输车， 2010 37(3)．

[6]张玲．发动机机体-冷却水套的稳态传热与流动流固耦合研究[D]．镇江：江苏大学，2008．

最新电力系统稳态分析考试试题

三．简答题：（每小题5分，共25分） 1、对电力系统的基本要求是什么？ 2、对调频电厂的基本要求是什么？什么电厂最适宜担负系统调频电厂？ 3、什么叫功率分点？标出下图所示电力系统的功率分点。 4、在下图所示的电路中，变压器的实际变比如图所示，并联运行的两台变压器中有无循环 功率存在？为什么？如果循环功率存在的话，请指出循环功率的方向。 5、在无功电源不足引起电压水平普遍偏低的电力系统中，能否通过改变变压器变比调压？ 为什么？ 四．计算题：（共50分） 1、某35KV电力系统采用中性点经消弧线圈接地的运行方式，已知35KV线路长度为100公里，线路每相的对地电容为，单相接地时流过接地点的电流为3.6安培，求消弧线圈的 电感值。（10分） 2、110kv降压变压器铭牌数据为： ①计算变压器的参数（归算到110KV侧）； ②画出变压器的形等值电路。（10分） 3、某地方电力网的等值电路如下图，有关参数均已标于图中，求网络的初步功率分布标出 其功率分点，并计算其经济功率分布。（10分） 4、联合电力系统的接线图及参数如下，联络线的功率传输限制为300MW，频率偏移超出才进行二次调频，当子系统A出现功率缺额200MW时，如系统A不参加一次调频，联络线 的功率是否越限？（10分）

5、某降压变电所装有一台容量为10MVA，电压为的变压器。已知：最大负荷时变压器高压侧电压为114KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为5KV；最小负荷时变压器高压侧电压为115KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为3KV。现要求在低压母线上实行顺调压（最大负荷时要求电压不低于线路额定电压的倍；最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的 倍），试选择变压器的分接头。（10分） 三．简答题：（每小题5分，共25分） 1、答：对电力系统的基本要求有：满足用户对供电可靠性的要求（2分）；具有良好的电能质量（2分）；电力系统运行的经济性要好（1分）。（意思对即可得分） 2、答：对调频厂的基本要求是①具有足够的调节容量；（1分）②调节速度要快；（1分） ③调节过程的经济性要好（1分）。具有调节库容的大型水电厂最适宜作为调频电厂（2分）。 3、答：电力系统中如果某一负荷点的负荷功率由两侧电源供给，则该负荷点就是功率分点，功率分点又分为有功功率分点和无功功率分点（3分），分别用“▼”和“▽”标注。图示电力系统中负荷点2为有功功率分点（1分），负荷点3为无功功率分点（1分）。 4、答：有循环功率存在（3分）。因为上述网络实际上是一个多电压等级环网，两台变压 器的变比不匹配（如取绕行方向为顺时针方向，则,所以存在循环功率（1分）；循环功率的方向为逆时针方向（1分）。 5、答：不能（3分），因为改变变压器的变比并不能改善电力系统无功功率平衡状态（2分）。 四．计算题：（共50分） 1、解： 单相接地短路时的原理电路图和相量图如下：

基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例1

CAE联盟论坛精品讲座系列 基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例 主讲人：mafuyin CAE联盟论坛总监 摘要：通过MpCCI流固耦合接口程序，对某薄壁管道流动中的传热过程进行了Abaqus和Fluent相结合的流固耦合仿真分析。信息介绍了从建模、设置到求解计算和后处理的全过程，对相关研究人员具有参考意义。 1 分析模型 用三维建模软件solidworks建立了一个管径为1m的弯管，结构尺寸如图1a所示，管的结构如图1b所示，流体的模型如图1c所示。值得注意的是，由于拓扑特征的原因，这样的管壁模型无法通过对圆环扫略直接生成，而需先通过对大圆的扫略生成实心的模型(类似于流体模型)，然后进行抽壳得到管壁的模型。用同样的方法对大圆半径减去管壁厚度的圆进行扫略得到流体模型。 a. 尺寸关系 b. 管壁结构 c. 流体模型 图1. 几何模型示意图 图2. 流固耦合传热分析模型示意图 内壁面(耦合面) 速度入口 v=6m/s; T in=600K 外壁面 压力出口 P=0Pa；T out=300K

由于管壁结构和流体的热学行为不同，传热系数等都不一样，所以属于典型的流固耦合传热问题，热学模型如图2所示。即管的一端为流体速度入口，一端为压力出口，给定流体外壁面一个初始温度600K，流体入口速度为6m/s，温度为600K，出口相对大气压力为0Pa，出口温度为300K。需要求解流体和管壁的温度场分布情况。 2 流体模型 将图1c的流体模型以Step格式导入Fluent软件通常使用的前处理器Gambit中，如图3a所示。设置求解器为，然后划分体网格，网格尺寸为100mm，类型为六面体单元，一共生成4895个体单元，网格如图3b所示。 a. 导入Gambit软件中的流体模型 b. 流场的网格模型 图3. 流体模型及网格示意图 进行网格划分后，需定义边界条件，在Gambit软件中先分别定义速度入口(VELOCITY_INLET)、压力出口(PRESSURE_OUTLET)和壁面(Wall)三组边界条件，具体参数设置在Fluent软件中进行。然后定义流体属性，名称定义为air，类型为Fluid。这些定义的目的是能够在Fluent软件中识别出这些特征，具体类型和参数都可以在Fluent软件中进行设置和修改。定义完后点击【Export】，选择【Mesh】，选择路径和文件名称并进行输出。 打开Fluent6.3.26或以上的版本，选择3D求解器，点击【File】→【Read】→【Case】，然后选择Gambit中输出的msh文件，即可将网格文件读入Fluent 软件中。读入模型后，进行求解参数和条件的设置。

完整word版,PSS在电力系统稳定性中的应用仿真开题报告

一、选题的目的及研究意义 电力系统的发展，互联电力网络变得越来越大。如此的发展趋势在给电力系统以巨大的技术和经济效益的同时，也使得稳定性破坏事故所波及的范围更加广泛，电力市场的日益开放会使运行方式更加灵活多变，对稳定性的实时性判断要求更高。与此同时，由于受到环境和经济等因素的制约，区域间联网和远距离大容量输电系统的不断出现，系统运行更加接近极限状态，这使得电力系统稳定性问题日趋严重，电力系统一旦失去稳定，往往造成大范围、较长时间停电，在最严重的情况下，则可能使电力系统崩溃和瓦解，因此，准确、快速地分析电力系统在扰动下的稳定性行为，必要时采取适当的控制措施，以保证系统稳定性的要求，是电力系统设计及运行人员最重要也是最复杂的任务之一。 从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题依据电网用电供电系统电路模型要求。因此，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网在其可能遇到的多种故障方面运行的需要。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 实际上, 如何保证和提高电力系统的稳定性是从多个方面进行考虑的。在系统规划阶段应合理选择发电厂厂址, 采用合理的输电方案以及配置相应的保护和自动装置等。在运行管理方面, 控制中心对运行方式的良好安排也有助于保证电力系统的安全稳定运行。当系统遭受扰动后，施加控制是改善和提高电力系统稳定性最经济有效的方法之一, 而严重故障后的紧急控制措施可将由于安全性破坏而对系统造成的影响减小到最低程度。 目前暂态稳定分析的基本方法可分为两类：数值解法和直接法。 数值解法（时域仿真法）是暂态稳定分析基本方法，它以稳态工况或潮流解为初值，对上述方程组联立求解或交替求解，逐步求得状态量和代数量，并根据发电机的转子摇摆曲线来判定系统在扰动下能否保持同步。 目前时域仿真法主要采用的数值计算方法包括显式积分法和隐式积分法。前者包括欧拉法、龙格－库塔法和线形多步法等。后者包括改进的欧拉法和隐式积分法。欧拉法的精度低，数值稳定性较差，一般适用于简单模型和较短的暂态持续时间。龙格－库塔法拟合了泰勒级数的高阶项，具有比较高的精度，数值稳定性好。它的缺点是计算量大，计算速度慢。线形多步法精度高，运算量比龙格一库塔法小，但计算结果受初始值的影响较大，需要选择适当的起步算法来保证其精度。改进的欧拉法用隐式积分校正欧拉法的结果，精度比欧拉法有所提高。隐式梯形积分法在联立求解微分一代数方程时可以消除交接误差，具有较好的数值稳定性，可以采用较大的步长。虽然时域仿真法可以考虑电机的详细模型，而且能够得到足够准确的结果，但是随着网络规模的扩大，时域仿真法的计算量将很大，计算速度不能满足在线监测和控制的要求，并且其不能定量给出系统的稳定裕度。所以对电力系统暂态稳定研究致力于寻找一种快速、准确、实用的暂态分析算法。我国电力科学界对稳定分析的直接法与快速算法的研究大致始于80年代，其中最早发表的一篇是夏道止与Heydt等人关于分解-聚合法在线稳定的研究。随后有电力部电力科学研究院傅书逷等人关于PEBS法的研究：清华大学倪以信与美国Fouad等人对UEP法的直流输电模型与励磁系统模型的研究：1988年我国学者南京电力自动化研究院薛禹胜与比利时Pavella教授等人提出了扩展等面积法（EEAC法），将多机系统变成等值两机系统，利用等面积准则和泰勒展开式导出临界切除时间和稳定裕度的解析式，根据这一解析在注入空间定义稳态稳定域，推算联络潮流的稳定极限。近年来该法经不断完善，已扩展到动态EEAC法，使得计算精度大大提高。到了90年代，直接法与快速算法的研究尤为活跃，如哈尔滨工业大学郭志忠，柳焯等人用高阶Taylor 级数研究快速暂稳计算问题,上海交通大学刘笙等人关于PEBS法复杂模型的研究，东北电力

基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例

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由于管壁结构和流体的热学行为不同，传热系数等都不一样，所以属于典型的流固耦合传热问题，热学模型如图2所示。即管的一端为流体速度入口，一端为压力出口，给定流体外壁面一个初始温度600K，流体入口速度为6m/s，温度为600K，出口相对大气压力为0Pa，出口温度为300K。需要求解流体和管壁的温度场分布情况。 2 流体模型 将图1c的流体模型以Step格式导入Fluent软件通常使用的前处理器Gambit 中，如图3a所示。设置求解器为，然后划分体网格，网格尺寸为100mm，类型为六面体单元，一共生成4895个体单元，网格如图3b所示。 a. 导入Gambit软件中的流体模型 b. 流场的网格模型 图3. 流体模型及网格示意图 进行网格划分后，需定义边界条件，在Gambit软件中先分别定义速度入口(VELOCITY_INLET)、压力出口(PRESSURE_OUTLET)和壁面(Wall)三组边界条件，具体参数设置在Fluent软件中进行。然后定义流体属性，名称定义为air，类型为Fluid。这些定义的目的是能够在Fluent软件中识别出这些特征，具体类型和参数都可以在Fluent软件中进行设置和修改。定义完后点击【Export】，选择【Mesh】，选择路径和文件名称并进行输出。 打开Fluent6.3.26或以上的版本，选择3D求解器，点击【File】→【Read】→【Case】，然后选择Gambit中输出的msh文件，即可将网格文件读入Fluent 软件中。读入模型后，进行求解参数和条件的设置。 (1)模型缩放：为了便于分析结果数据特征，统一采用国际单位制进行仿真，

电力系统稳态分析作业答案

第一章电力系统的基本概念 1．思考题、习题 1-1．电力网、电力系统和动力系统的定义是什么 答：由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的网络称为电力网。 把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起组成的整体称为电力系统。 发电厂的动力部分和电力系统合在一起称为动力系统。 1-2．对电力系统运行的基本要求是什么 答：（1）保证可靠地的持续供电（2）保证良好的电能质量（3）保证系统运行的经济性。（4）环保性。 1-3．何为电力系统的中性点其运行方式如何它们有什么特点我国电力系统中性点运行情况如何答：星型连接的变压器或发电机的中性点就是电力系统的中性点。中性点的运行方式有直接接地和不接地以及中性点经消弧线圈接地。 直接接地供电可靠性低。系统中一相接地，接地相电流很大，必须迅速切除接地相甚至三相。不接地供电可靠性高，对绝缘水平的要求也高。系统中一相接地时，接地相电流不大，但非接地相对地电压升高为线电压。 我国110kV及以上的系统中性点直接接地，60kV及以下系统中性点不接地。 1-4．中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化单相接地电流的性质如何怎样计算 中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，接地相电压为0 倍，即升高为线电压。单项接地电流为容性。接地相的对地电容电流应为其它两非接地相电容电流之和， 倍非接地相对地电容电流，也就等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。（可画向量图来解释） 1-5．消弧线圈的工作原理是什么补偿方式有哪些电力系统一般采用哪种补偿方式为什么 消弧线圈就是电抗线圈。中性点不接地系统中一相接地时，接地点的接地相电流属容性电流，通过装消弧线圈，接地点的接地相电流中增加了一个感性分量，它和容性电流分量相抵消，减小接地点的电流。使电弧易于熄灭，提高了供电可靠性。 补偿方式有欠补偿和过补偿，欠补偿就是感性电流小于容性电流的补偿方式，过补偿就是感性电流大于容性电流的补偿方式。电力系统一般采用过补偿方式。因为随着网络的延伸，电流也日益增大，以致完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，所以一般采用过补偿。 1-6．目前我国电力系统的额定电压等级有哪些额定电压等级选择确定原则有哪些 答：我国电力系统的额定电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、154kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。 额定电压等级选择确定原则有：用电设备的额定电压=系统额定电压。发电机的额定电压比系

流固热固耦合分析软件

MpCCI 1.3.2 for MPICHNT 1.2.5 1CD 流固热固耦合分析软件MpCCI v3.0.6 WinALL 1CD 流固热固耦合分析软件MpCCI v3.03 Linux64 1CD 流固热固耦合分析软件MpCCI v3.0.6 Documentation 1CD MPI Fusion Meshing Details 1CD Moldflow 系列教程 Moldflow MPI 3.0 培训教程 MoldFlow 4.0 最新培训教材 Moldflow公司出的塑件设计原理 B14 模流分析中文教程（即B14仪表板上本体流动分析） 模流分析基础入门（中文版） HydroAnalysis Inc产品: EnviroInsite.v5.5.0.2 1CD（对地下水进行可视化建模的工具） SCHOUENBERG产品: Calcmaster.v6.1 1CD(最复杂的注塑模型计算工具，可以快速计算出模型造价，建造工时，注模数据) SIMCON产品: Simcon CADMould 3D-F v2.0 1CD（塑料注塑成型模拟软件）

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(完整版)电力系统稳态分析考试试卷及解析

电力系统稳态分析 一、单项选择题（本大题共10分，共 10 小题，每小题 1 分） 1. 双绕组变压器的变比为110±8×1.25%/11，+4档分接头对应的变比为（）。 A. 114.5/11 B. 115.5/11 C. 116.5/11 D. 117.5/11 2. 电力网络的无备用接线不包括（）。 A. 单回路放射式 B. 单回路干线式 C. 单回路链式网络 D. 两端供电网络 3. 下列说法不正确的是（）。 A. 中性点经消弧线圈接地时，有过补偿和欠补偿之分。 B. 欠补偿是指消弧线圈中的感性电流小于容性电流时的补偿方式。 C. 过补偿是指消弧线圈中的感性电流大于容性电流时的补偿方式。 D. 在实践中，一般采用欠补偿的补偿方式。 4. 频率的二次调整是由（）。 A. 发电机组的调速器完成的 B. 发电机组的调频器完成的 C. 调相机的励磁调节器完成的 D. 静止无功补偿器完成的 5. 双绕组变压器的电阻（）。 A. 可由空载损耗计算 B. 可由短路电压百分值计算 C. 可由短路损耗计算 D. 可由空载电流百分值计算 6. 隐极式发电机组运行极限的原动机功率约束取决于（）。 A. 原动机的额定视在功率 B. 原动机的额定有功功率 C. 原动机的额定无功功率 D. 原动机的最大机械功率 7. 电力系统电压波动产生的原因有（）。 A. 由幅度很小，周期很短的偶然性负荷变动引起 B. 由冲击性或者间歇性负荷引起 C. 由生产和生活的负荷变化引起 D. 由气象变化引起 中一不变的值的中枢点8. 在任何负荷下都保持中枢点电压为（102%～105%）U N 电压调整方式是（）。 A. 逆调压 B. 顺调压 C. 常调压 D. 故障时的调压要求

简单电力系统暂态稳定性计算与仿真

中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文(设计) 论文题目简单电力系统暂态稳定性计算与仿真 学生姓名李妞妞 指导老师 学院中南大学继续教育学院 专业班级电气工程及其自动化2014专升本 完成时间2016年5月1日

毕业论文（设计）任务书 函授站(点): 江西应用工程职业学院继续教育分院专业: 电气工程及其自动化 注：本任务书由指导教师填写并经审查后，一份由学生装订在毕业设计（论文）的封面之后，原件存函授站。

毕业设计（论文）成绩单

摘要 随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB 的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。 论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。 本文做的主要工作有： （1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析 通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。 关键词:电力系统；暂态稳定；MATLAB；单机—无穷大；

传热学第三章答案(精品资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 第三章 思考题 1. 试说明集中参数法的物理概念及数学处理的特点 答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数， 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。 2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性? 答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数 hA cv c ρτ= ,形状 上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。 3. 试说明”无限大平板”物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题 答；所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略 不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面方向流动。如薄板两侧均匀加热或冷却、 炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。

4.什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物 理过程及数学处理上都有些什么特点? 答：非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置(δ/x)和边界条件(Bi数) 的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。 5.有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用图3-7记算 所得的结果是错误的.理由是：这个图表明,物体中各点的过余温度的比值与几何位置及Bi有关,而与时间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。你是否同意这种看法,说明你的理由。 答：我不同意这种看法，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变 但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。 6.试说明Bi数的物理意义。o Bi→及∞ Bi各代表什么样的换热 → 条件?有人认为, ∞ → Bi代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么?

adina热-流-固耦合建模过程

基于adina热-流-固耦合建模过程 热-流-固耦合作用是存在高度非线性的复杂耦合作用。有关这三场的耦合作用研究在地石油工程、热资源开发、地下核废料存储安全、采矿工程等很多领域有着非常重要的应用价值。由于研究对象的不同，热流固耦合模型的形式存在差异，建立符合实际问题的三场耦合模型十分困难，文中在国内外学者对三场耦合模型理论研究的进展状况的基础上，通过一个例子，介绍了用adina建立模型的过程。 1三场耦合理论模式介绍 在三场耦合尤其是三场耦合机制的研究过程中，人们根据各自对三场耦合的认识提出了不同的三场耦合作用模式。1995年前有关三场耦合作用模式的研究在场与场之间的联系关系上主要是以速度等变量为桥梁，如HART、Jing提出的作用模式，其中Jing主要描述的核储存库三场耦合模式，后来作用模式发展为主体为物理现象，它们之间的相互联系是以场作用或物理作用为桥梁的，如Guvanasen、柴军瑞的作用模式，前者同样以核废料储库库围岩三场耦合作用研究为主，后者为一般模式。 Jing等描述了核废料贮库围岩裂隙岩体中的热-液-力耦合过程，如图1所示。H art等提出了如图2所示的三场耦合作用模式。柴军瑞从岩体渗流-应力-温度三者两两之间的相互关系出发，建立了如图3的作用模式。图中：口渗透水流对岩体固相的力学作用，一般应用有效应力原理来反映;a’为应力引起裂隙岩体空隙率和渗透特性变化，目前有经验关系式(如Lours负指数关系式)和理论关系式(包括各种概化情况下和各种概化模型下的理论关系式)两大类表示方法;b为温度引起热应变(力)及与温度有关的岩体固相力学特性变化;b’为岩体固相力学变形引起热力学特性变化及 岩体固相内部热耗散;c为水流的热对流及与岩体固相的热交换;c’为温度势梯度引起水份运动及与温度有关的水特性变化。 图1裂隙岩体中的热液力耦合过程(据Jing等。1995年)

用ANSYS和FLUENT进行管壳式换热器整体分析

用ANSYS和FLUENT进行管壳式换热器整体分析 作者：郭崇志林长青 利用数值模拟计算软件进行管壳式换热器的流体力学和传热性能计算及评估已经成为开发和研究管壳式换热器的重要手段之一，由于结构和流道复杂，导致准确地进行换热器的流体力学性能和传热性能计算和评估有一定的困难。而对换热器的结构性能进行准确分析一般都需要进行流固耦合模拟，如果要同时进行换热器的流体流动与传热和结构性能分析就更加困难。 有关管壳式换热器的温度场研究，目前大多数文献集中于研究管板的温度场及所产生温差应力、以及由此导致的结构强度等问题，通常利用ANSYS 大型商用软件行管壳式换热器管板结构的温度场研究，采用简化的三维实体模型较多，一般利用已知的平均温度或利用已知的换热（膜）系数对几何结构模型加载，而这些已知条件通常来源于手册提供的数据或者经验数据，并非来源于严格的换热器流体力学与传热工艺的数值计算，因此是产生结果计算偏差的主要原因之一。 目前文献对于给定工艺条件下管壳式换热器的整体温度场研究的并不多，由于准确的温度场是研究温差应力及其危害的前提，因此本文利用FLUENT 和ANSYS 软件对一台固定管板换热器的约束构件之间的整体结构在正常运行工况下的数值模拟问题进行了研究，首先从计算流体力学与传热的角度出发，利用FLUENT软件进行换热器流体流动与传热的工艺状况数值模拟。然后把FLUENT 软件的数值模拟结果导入ANSYS中作节点插值，完成温度场的重建，作为进行换热器的热分析以及结构分析的边界条件。从而实现了管壳式换热器的FLUENT 和ANSYS 联合仿真模拟，综合整个过程可以很好地完成同一条件下换热器的流体力学与传热和结构性能分析，使得换热器的工艺性能计算与结构分析计算完整地结合在一起，计算精度更高。 1 CFD数值模拟 本文研究的换热器结构示意如图1所示，在对实际结构进行合理简化的基础上，以影响流动和传热的主要结构建立了某固定管板式换热器温度场数值计算模型，采用分段模拟、整体综合的方法，利用FLUENT软件对该换热器在正常操作工况下的流动与传热情况进行数值模拟[8] ，得到计算流道上有关各个构件的壁温场分布。

电力系统稳态分析复习资料教学文案

电力系统稳态分析 一、单项选择题 1. 工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的功率之和是（C）。 A. 厂用电 B. 供电负荷 C. 综合用电负荷 D. 发电负荷 5. 高峰负荷时，电压中枢点的电压升高至105%U N；低谷负荷时，电压中枢点的电压下降为U N的中枢点电压调整方式是（A ）。 A. 逆调压 B. 顺调压 C. 常调压 D. 故障时的调压要求 6. 升压结构三绕组变压器高、中压绕组之间的短路电压百分值（A）。 A. 大于中、低压绕组之间的短路电压百分值 B. 等于中、低压绕组之间的短路电压百分值 C. 小于中、低压绕组之间的短路电压百分值 D. 不大于中、低压绕组之间的短路电压百分值 8. 在原网络的两个节点切除一条支路，节点导纳矩阵的阶数（C）。 A. 增加一阶 B. 增加二阶 C. 不变 D. 减少一阶 7. 线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值，常用百分值表示的是（A）。 A. 输电效率 B. 最大负荷利用小时数 C. 线损率 D. 网损率 9. 电力系统电压波动产生的原因有（B）。 A. 由幅度很小，周期很短的偶然性负荷变动引起 B. 由冲击性或者间歇性负荷引起 C. 由生产和生活的负荷变化引起 D. 由气象变化引起 10. 下列说法不正确的是（B）。 A. 所谓一般线路，是指中等及中等以下长度的线路 B. 短线路是指长度不超过300km的架空线 C. 中长线路是指长度在100~300km之间的架空线路和不超过100km的电缆线路

D. 长线路指长度超过300km的架空线路和超过100km的电缆线路 二、多项选择题 1.导线材料的电阻率略大于材料的直流电阻所考虑的因素有（ABD）。 A. 集肤效应的影响 B. 绞线每股长度略有增长 C. 相间距离略有增大 D. 额定截面积略大于实际截面积 5. 牛顿-拉夫逊迭代法用泰勒级数展开非线性方程后保留（AB ）。 A. 常数项 B. 一阶偏导数项 C. 二阶偏导数项 D. 高阶偏导数项 6. 调相机（AD ）。 A. 投资大和运行维护困难 B. 只能发出感性无功功率 C. 不能连续调节 D. 在一定条件下，当电压降低时发出的无功功率可以上升 7. 产生循环功率的原因是（ABD ）。 A. 双端供电网络两端的电源有电压差 B. 两台并列运行的变压器的变比不同 C. 两回并列运行的输电线路的长度不同 D. 环网中变压器的变比不匹配 8. 原子能电厂原则上应持续承担额定容量负荷的原因是（AB ）。 A. 一次投资大 B. 运行费用小 C. 可调容量大 D. 可调速度快 9. 实际中，三绕组变压器各绕组的容量比组合有（ACD ）。 A. 100/100/100 B. 50/100/100 C. 100/50/100 D. 100/100/50 10. 确定电力系统结线的基本原则有（ABCD ）。 A. 可靠、优质、经济 B. 运行灵活 C. 操作安全 D. 便于发展 三、判断题 2.手算潮流时，在求得各母线电压后，应按相应的变比参数和变量归算至原电压级。(√) 4. 我国交流电力系统的额定频率是50Hz。(√)

fluent流固耦合传热设置问题

f l u e n t流固耦合传热设置 问题 Prepared on 21 November 2021

FLUENT流固耦合传热设置问题 看到很多网友对于fluent里模拟流固耦合传热（同时有对流和导热）有很多疑问，下面说说我的解决方法。 1，首先要分清你的问题是否是流固耦合传热。 （1）如果你的传热问题只是流体与固体壁面的传热，不涉及到固体壁面内部的导热，那么这就是一个对流传热问题，不是流固耦合传热问 题，这时候你只需要设置壁面的对流换热系数即可。如下图 注意右边这几个参数的含义：从上往下依次为：壁面外部的对流传热系数；外部流体温度；壁面厚度；壁面单位体积发热率。 这里没有内部流体的对流传热设置，因为fluent会根据流体温度以及壁面温度，利用能量守恒，自动计算内壁流体与壁面的对流换热情况。 （2）流固耦合传热问题。在建模的时候你应该定义两个区域，流体区域和固体区域，并且在切割区域的时候，你应该选中connect，如下图 所示 边界条件设置：交界面为wall。在导入fluent以后，fluent就会自动生成wall-shadow。这样在流固交界面上就生成了一对耦合的面，如下图所示， 。 2，耦合传热设置问题 （1）首先就是求解器的设置问题，应该选择耦合求解器，虽然计算速度会慢一些，但是这更符合实际情况，更容易收敛，误差更小。如果 是非稳态过程还应选择unsteady。如下图所示 （2）交界面设置问题，这个是关键。不用过多的设置只需要选择coupled。这样fluent就会自动计算耦合面的传热问题。如下图所 示 （3）当然还要选择能量方程。其他诸如湍流模型、材料设置、进出口条件等等，需要你根据实际情况设定，这里不再雷述。

最新fluent流固耦合传热设置问题

FLUENT流固耦合传热设置问题 看到很多网友对于fluent里模拟流固耦合传热（同时有对流和导热）有很多疑问，下面说说我的解决方法。 1，首先要分清你的问题是否是流固耦合传热。 （1）如果你的传热问题只是流体与固体壁面的传热，不涉及到固体壁面内部的导热，那么这就是一个对流传热问题，不是流固耦合传热问题， 这时候你只需要设置壁面的对流换热系数即可。如下图 注意右边这几个参数的含义：从上往下依次为：壁面外部的对流传热系数；外部流体温度；壁面厚度；壁面单位体积发热率。 这里没有内部流体的对流传热设置，因为fluent会根据流体温度以及壁面温度，利用能量守恒，自动计算内壁流体与壁面的对流换热情况。 （2）流固耦合传热问题。在建模的时候你应该定义两个区域，流体区域和固体区域，并且在切割区域的时候，你应该选中connect，如下图所 示 边界条件设置：交界面为wall。在导入fluent以后，fluent就会自动生成wall-shadow。这样在流固交界面上就生成了一对耦合的面，如下图所示，

。 2，耦合传热设置问题 （1）首先就是求解器的设置问题，应该选择耦合求解器，虽然计算速度会慢一些，但是这更符合实际情况，更容易收敛，误差更小。如果是非 稳态过程还应选择unsteady。如下图所示 （2）交界面设置问题，这个是关键。不用过多的设置只需要选择coupled。 这样fluent就会自动计算耦合面的传热问题。如下图所示

（3）当然还要选择能量方程。其他诸如湍流模型、材料设置、进出口条件等等，需要你根据实际情况设定，这里不再雷述。1.在国际单位制中，电荷的单位是 A. 伏特 B. 安培 C. 库仑 D.瓦特 2．小明家装修房屋需要购买导线，关于导线种类的选择，最恰当的是： A．强度大的铁丝B．细小价格较便宜的铝丝 C．粗一点的铜丝D．性能稳定的镍铬合金丝 3．小明在研究通过导体的电流时，根据测量数据绘制出如图 所示的I-U图像。对此作出的判断中，错误 ．．的是： A．通过R1的电流与它两端所加电压成正比 B．通过R2的电流与它两端所加电压不成正比 C．将它们串联接入到同一电路中时，通过R1的电流较小 D．将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时，通过 干路的电流大约是0.46A 4．小灯泡L上标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中，电源电压为6V，且保持不变。当开 关S闭合时，小灯泡L恰好能正常发光。 下列说法正确的是： A．开关S断开时，小灯泡L的电阻为0Ω B．开关S闭合时，小灯泡L的电阻为8Ω C．小灯泡L的额定功率为0.5W D．电阻R0的阻值为14Ω 5．假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（） A．白炽灯仍然能发光B．电动机仍然能转动 C．电饭锅仍然能煮饭D．电熨斗仍然能熨衣服 6．在图8所示电路中，闭合开关S后，在滑片P 向右滑动过程中，各电表示数变化正确的 是（） A．A1、A3示数不变，A2、V示数变小 B．A1、V 示数不变，A2、A 3示数变大R1 R2

电力系统稳态分析考试及答案

第五次作业 1、 造成电力系统电压水平波动的原因是什么？ 2、 电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点？ 3、 在常用的无功补偿设备中，那些无功补偿设备具有正的调节效应？那些具有负的调节效应？ 4、 什么叫电力系统的电压中枢点？电压中枢点的电压调整方式有那几种？ 5、 常用的调压措施有那些？对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取何种调压 措施？对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施？ 6、 电力系统无功电源最有分布的目的是什么？无功电源最优分布的原则是什么？ 7、 电力系统无功最优补偿的目的是什么？无功最优补偿的原则是什么？ 8、某降压变电所由110kV 线路供电，变电所装有一台40MVA 普通变压器，如图三所示。110kV 送端电压U1保持115kV 不变。若要求变电所10kV 母线电压U2变化范围不超出10.0～10.7kV ，试选择变压器分接头。 9、电力网接线如下图所示，已知Ω=70ij X ，变电所低压母线要求逆调压（最小负荷时电压为额定电压，最大负荷时电压为105%U N ），低压母线额定电压为10KV ，变压器额定电压为KV 11/%5.22110?±。最大负荷及最小负荷时，归算到高压侧的实际电压分别为：KV U KV U j j 2.110;1.101min .max .='='。若i U 不变，求应选择的变压器分接头和并联电容器的容量。

电力系统稳态分析第五次作业参考答案 1、造成电力系统电压水平波动的原因是什么？ 答：造成电力系统电压水平波动的原因是电力系统无功负荷的波动。（要保持电力系统的电压在正常水平，就必须维持在该电压水平下的无功功率平衡，当电力系统无功负荷波动时，电力系统的的无功功率平衡关系被破坏，相应的电力系统的电压水平也就发生波动） 2、电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点？ 答：电力系统的频率只有一个，频率调整也只有调整发电机有功出力一种方法（调速器、调频器和有功负荷最优分配都是改变发电机有功出力）；而电力系统中各点的电压都不相同，电压的调整也有多种方式。 3、在常用的无功补偿设备中，那些无功补偿设备具有正的调节效应？那些具有负的调节效应？答：在常用的无功补偿设备中，调相机、SR型静止无功补偿器和TCR型静止无功补偿器具有正的电压调节效应；而电力电容器、TSC型静止无功补偿器具有负的电压调节效应。 4、什么叫电力系统的电压中枢点？电压中枢点的电压调整方式有那几种？ 答： 电力系统的电压中枢点是指某些可以反映电力系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电所母线，只要控制这些点的电压偏移在一定范围，就可以将电力系统绝大部分负荷的电压偏移在允许的范围。 电压中枢点的电压调整方式有三种：即逆调压、顺调压和常调压。（顺调压指负荷低谷时，允许电压适当升高，但不得高于107.5U N%,负荷高峰时允许电压适当适当降低，但不得低于102.5U N的调压方式；逆调压指负荷低谷时，要求将电压中枢点电压适当降低，但不低于U N，负荷高峰时要求将电压中枢点电压升高至105U N%的电压调整方式；常调压则指无论在负荷低估还是负荷高峰时均保持中枢点电压为一基本不变的数值的电压调整方式。） 5、常用的调压措施有那些？对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取何种调压 措施？对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施？答： 常用的调压措施有改变发电机机端电压调压、改变变压器变比调压和利用无功补偿装置调压等。 对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取增加无功补偿设备的调压措施。（因为此时采用改变变压器变比调压并不能改变电力系统的无功功率平衡关系，只能改变电力系统的无功流向，提高局部电网的电压水平，但这部分电网电压水平的提高，使其消耗的无功功率增大，将更加增大整个电力系统的无功缺额，导致电网其他部分的电压水平进一步下降）对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用改变变压器变比的调压措施。 6、电力系统无功电源最有分布的目的是什么？无功电源最优分布的原则是什么？ 答： 电力系统无功电源最优分布的目的是使整个电力系统的有功损耗最小。 电力系统无功电源最优分布的原则是等网损微增率准则。 7、电力系统无功最优补偿的目的是什么？无功最优补偿的原则是什么？ 答： 电力系统无功负荷最优补偿的目的是使增加无功补偿装置所减少电网损耗费用与增加无功补偿设备所增加的设备费用之差取得最大值，即取得最好无功补偿经济效益。 无功负荷最优补偿的原则是最优网损微增率准则。 8、某降压变电所由110kV线路供电，变电所装有一台40MVA普通变压器，如图三所示。110kV送端电压U1保持115kV不变。若要求变电所10kV母线电压U2变化范围不超出10.0～10.7kV，试选择

传热学 第3章-非稳态导热分析解法

第三章 非稳态导热分析解法 1、 重点内容：① 非稳态导热的基本概念及特点； ② 集总参数法的基本原理及应用； ③一维及二维非稳态导热问题。 2、掌握内容：① 确定瞬时温度场的方法； ② 确定在一时间间隔内物体所传导热量的计算方法。 3、了解内容：无限大物体非稳态导热的基本特点。 许多工程问题需要确定：物体内部温度场随时间的变化，或确定其内部温度达某一极限值所需的时间。如：机器启动、变动工况时，急剧的温度变化会使部件因热应力而破坏。因此，应确定其内部的瞬时温度场。钢制工件的热处理是一个典型的非稳态导热过程，掌握工件中温度变化的速率是控制工件热处理质量的重要因素；金属在加热炉内加热时，要确定它在炉内停留的时间，以保证达到规定的中心温度。 §3—1 非稳态导热的基本概念 一、非稳态导热 1、定义：物体的温度随时间而变化的导热过程称非稳态导热。 2、分类：根据物体内温度随时间而变化的特征不同分： 1）物体的温度随时间的推移逐渐趋于恒定值，即：const t =↑τ 2）物体的温度随时间而作周期性变化 1）物体的温度随时间而趋于恒定值 如图3-1所示，设一平壁，初值温度t 0，令其左侧的 表面温度突然升高到1t 并保持不变，而右侧仍与温度为 0t 的空气接触，试分析物体的温度场的变化过程。 首先，物体与高温表面靠近部分的温度很快上升， 而其余部分仍保持原来的t 0 。 如图中曲线HBD ，随时间的推移，由于物体导热温 度变化波及范围扩大，到某一时间后，右侧表面温度也 逐渐升高，如图中曲线HCD 、HE 、HF 。 最后，当时间达到一定值后，温度分布保持恒定， 如图中曲线HG （若λ=const ，则HG 是直线）。 由此可见，上述非稳态导热过程中，存在着右侧面 参与换热与不参与换热的两个不同阶段。 （1）第一阶段（右侧面不参与换热） 温度分布显现出部分为非稳态导热规律控制区和部分为初始温度区的混合分布，即：在此阶段物体温度分布受t 分布的影响较大，此阶段称非正规状况阶段。 （2）第二阶段，（右侧面参与换热） 当右侧面参与换热以后，物体中的温度分布不受to 影响，主要取决于边界条件及物性，此时，非稳态导热过程进入到正规状况阶段。正规状况阶段的温度变化规律是本章讨论的重点。

Multisim 10-正弦稳态交流电路仿真实验

暨南大学本科实验报告专用纸 课程名称 电路分析CAI 成绩评定 实验项目名称 正弦稳态交流电路仿真实验 指导教师 实验项目编号0806109705实验项目类型 验证型 实验地点 计算机中心C305 学生姓 学号 学院 电气信息学院 专业实验时间 2013 年5月28日 一、 实验目的 1.分析和验证欧姆定律的相量形式和相量法。 2.分析和验证基尔霍夫定律的相量形式和相量法。 二、实验环境定律 1.联想微机，windows XP ，Microsoft office ， 2.电路仿真设计工具Multisim10 三、实验原理 1在线性电路中，当电路的激励源是正弦电流（或电压）时，电路的响应也是同频的正弦向量，称为正弦稳态电路。正弦稳态电路中的KCL 和KVL 适用于所有的瞬时值和向量形式。 2.基尔霍夫电流定律（KCL ）的向量模式为：具有相同频率的正弦电流电路中的任一结点，流出该结点的全部支路电流向量的代数和等于零。 3. 基尔霍夫电压定律（KVL ）的向量模式为：具有相同频率的正弦电流电路中的 任一回路，沿该回路全部的支路电压向量的代数和等于零。 四、实验内容与步骤 1. 欧姆定律相量形式仿真 ①在Multisim 10中，搭建如图（1）所示正弦稳态交流实 验电路图。打开仿真开关，用示波器经行仿真测量，分别测 量电阻R 、电感L 、电容C 两端的电压幅值，并用电流表测 出电路电流，记录数据于下表 ②改变电路参数进行测试。电路元件R 、L 和C 参数不变， 使电源电压有效值不变使其频率分别为f ＝25Hz 和f ＝1kHz 参照①仿真测试方法，对分别对参数改变后的电路进行相同 内容的仿真测试。 ③将三次测试结果数据整理记录，总结分析比较电路电源频 率参数变化后对电路特性影响，研究、分析和验证欧姆定律 相量形式和相量法。