2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、覆冰威脅著電網(wǎng)的運(yùn)行安全。輸電線路防冰-除冰正在研究應(yīng)用的技術(shù)有30余種,主要包括涂層法、熱熔法和機(jī)械法等。激光以其高能量、單色性好、遠(yuǎn)距離傳輸效率高、非導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn),成為新型的具有潛力的除冰方法之一。
  本論文圍繞輸電線路中的絕緣子、高壓導(dǎo)線表面覆冰展開(kāi)激光除冰研究。根據(jù)不同激光波長(zhǎng)在冰內(nèi)穿透深度的不同,論文提出了輻照冰塊表面的激光應(yīng)分為面熱源和體熱源;在這一思想指導(dǎo)下,建立了面熱源和體熱源輻照冰的理論模型,進(jìn)行了面熱源和體熱源

2、除冰的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究;得到了面熱源和體熱源除冰的速度和效率、輻照后冰的形態(tài)。具體的研究結(jié)果如下:
  (1)從熱傳導(dǎo)方程出發(fā),根據(jù)冰塊厚度與激光在冰塊內(nèi)部穿透深度的比值,得到輻照冰塊表面的激光熱源類型判斷標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)比值大于6時(shí),認(rèn)為此時(shí)作用的激光是面熱源,可采用一維熱傳導(dǎo)方程求解;當(dāng)比值小于6時(shí),認(rèn)為此時(shí)作用的激光是體熱源,須采用二維熱傳導(dǎo)方程求解溫度分布。
 ?。?)波長(zhǎng)為1.064μm激光輻照冰的厚度小于258mm時(shí),

3、視為體熱源,輻照后的冰塊熱和應(yīng)力影響區(qū)域呈體分布狀態(tài),堅(jiān)硬而透明的冰塊在激光作用后變得不透明且非常疏松,沿著應(yīng)力分布方向施加機(jī)械力輔助作用,冰塊非常容易被去除,除冰的速度得以大幅提高。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:功率為275W、光斑直徑為38mm的Nd:YAG激光器熔冰體速度為236.5mm3/s,熔冰能耗為1.33J/mm3;功率為270W、光斑直徑為4mm的激光熔冰線速度可以達(dá)到2.123mm/s。
 ?。?)波長(zhǎng)為10.6μm的CO2激光輻照

4、冰的厚度大于38μm時(shí),將其視為面熱源,冰塊出現(xiàn)逐層熔化的現(xiàn)象,作用后的冰塊依舊透明而堅(jiān)硬,沒(méi)有出現(xiàn)疏松狀態(tài),幾乎不存在熱應(yīng)力影響區(qū)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:功率為2000W、光斑面積為693mm2的連續(xù)CO2激光器熔冰,其熔冰體速度為1639mm3/s,熔冰能耗為1.221J/mm3,熔冰線速度為1.318mm/s。
 ?。?)理論與實(shí)驗(yàn)研究表明,體熱源和面熱源激光熔冰速度和熔冰能耗近似相等,體熱源激光作用后的冰塊出現(xiàn)應(yīng)力分布和疏松狀態(tài)。因此

5、,輸電線路除冰用激光器的選擇遵循以下原則:激光在冰塊內(nèi)部有較大的穿透深度,根據(jù)輸電線路的覆冰厚度, Nd:YAG激光比CO2激光更加適用;對(duì)于同類激光器,應(yīng)選擇更高功率或者更高能量、同一功率密度條件下更大的光斑,以保證更高除冰的速度和效率。
  (5)論文還對(duì)輸電線路中絕緣子和高壓鋁包鋼絞線進(jìn)行了激光損傷的研究。得到:瓷絕緣子表面溫度達(dá)到250℃時(shí),會(huì)出現(xiàn)熱損傷;產(chǎn)生斷裂損傷主要由拉應(yīng)力引起,實(shí)驗(yàn)測(cè)得激光破壞絕緣子的應(yīng)力閾值為11

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