导读:本文包含了弱浮力论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微重力,弱浮力,绝缘层,着火先期特性
弱浮力论文文献综述
汪凯,夏伟,王宝瑞,孔文俊[1]（2016）在《典型弱浮力环境下导线绝缘层的着火先期特性》一文中研究指出根据实践十号(SJ-10)科学卫星导线特性箱有效载荷的地面低压模拟实验,通过搭建低压微重力模拟实验台,研究了典型低压弱浮力(3kPa)环境下不同绝缘层种类、厚度和过载电流对导线绝缘层着火先期特性的影响.实验获得了导线绝缘层着火先期的温升特性和烟气析出特性,并根据对比常压(1 atm)下绝缘层着火先期特性的结果,初步预测了微重力条件下卫星在轨飞行绝缘层的着火先期特性,低压实验结果为SJ-10卫星空间实验工况优选提供了重要依据.(本文来源于《空间科学学报》期刊2016年04期）
夏伟[2]（2016）在《弱浮力过载电流下导线绝缘层早期燃烧特性研究》一文中研究指出随着我国载人航天的不断发展,特别是我国载人航天工程“叁步走”规划全面启动以来,载人航天器的安全防火问题越来越得到国家的重视。载人航天器中存在着火叁要素中,几乎不可消除的两要素,即助燃剂(必不可少氧气)和潜在点火源(电子元器件),唯一可能消除的便是叁要素中的另一要素：可燃物(非金属材料),而导线绝缘层便是一种大量存在于航天器内各个位置的非金属材料,而且导线的过载或短路,也是主要潜在点火源之一,因此对于微重力下导线绝缘层着火特性的研究至关重要。由于导线过载所需时间较长,地基微重力设施微重力时间太短,无法满足实验需要,而空间微重力设施虽然微重力时间较长,但成本太过昂贵,机会也太过难得。本文根据“功能模拟”原理,同时结合窄通道实验方法,在地面实验室系统地模拟了弱浮力环境下聚乙烯(PE)导线绝缘层的早期燃烧特性。本文中研究的导线绝缘层早期燃烧特性主要指小电流过载下(3.9A)绝缘层未出现明火时的烟气析出过程和温升特性以及大电流过载下绝缘层着火过程的火焰形态变化、着火延迟时间、以及最小点火能等绝缘层着火特性。在论文第二章,采用“低压功能模拟”方法,研究了低压下导线绝缘层烟气析出特性。结果表明,当压力低于10kPa时,即模拟浮力水平低于10-2g,压力大小为影响绝缘层烟气析出过程的主要因素,压力越低,反应速率越快,温升速率也越快,但由于氧气含量的降低,烟气析出量也会相应降低。低压环境(小于10kPa)下,由于浮力对流地削弱,绝缘层温度远高于常压常重力下,这说明弱浮力下热量积聚效应明显增强,失火概率会相应增加。在论文的第叁章,主要研究了常压窄通道内导线绝缘层早期燃烧特性。结果表明,随着窄通道高度的增加,无论是水平窄通道还是竖直窄通道,燃烧持续时间和燃烧剧烈程度均快速增加。水平窄通道内,通道高度为10mmm时对浮力限制效果较好且受壁面冷熄效应影响较小。通道壁面材料对绝缘层烟气析出过程及其温升速率有着重要影响,无论是水平窄通道还是竖直窄通道,当窄通道高度较低时,弱冷熄材料(ABS)窄通道内绝缘层的温升速率和峰值温度均远大于强冷熄材料(硬铝)。水平弱冷熄材料窄通道内绝缘层烟气析出速率及通道内烟气浓度均远高于强冷熄材料通道内同一时刻,且弱冷熄材料通道内,烟气均匀包裹现象明显,更趋近于微重力下绝缘层碳烟析出过程。在论文的第四章,鉴于通道高度过窄时壁面的冷熄作用严重和低压模拟时氧气浓度过低对化学反应速率的削弱作用较大,难以模拟更低水平的弱浮力环境,因此,将窄通道方法和低压功能模拟相结合,进行低压窄通道实验。结果表明,绝缘层烟气析出过程中,低压各通道高度内绝缘层峰值温度及其峰值温升速率都远高于常压下相同通道高度,表明随弱浮力水平的升高,热量积聚明显增大,使其失火成为可能。水平低压窄通道有利于延缓绝缘层的破裂脱落,水平无窄通道时,绝缘层会快速的从线芯周围脱落,烟气析出过程不明显,且即使在10kPa纯氧环境下绝缘层依然无法着火。而水平窄通道内绝缘层脱落慢,烟气析出过程清晰,10kPa纯氧环境中,窄通道中绝缘层着火非常剧烈。在论文第五章,详细介绍了2016年4月发射的中国第一颗返回式科学卫星一“实践十号”卫星中有效载荷导线特性箱的研制过程、工作原理和预期目标。通过本文的研究,系统地模拟了弱浮力环境下导线绝缘层的早期燃烧特性,并对比了各种方法的模拟效果,可为定性地研究微重力下材料的着火性能提供一定的借鉴。(本文来源于《中国科学院研究生院(工程热物理研究所)》期刊2016-05-01）
夏伟,汪凯,王宝瑞,孔文俊[3]（2016）在《弱浮力下导线绝缘层早期燃烧特性研究》一文中研究指出本文在低压弱浮力环境下,研究了压力和氧气体积分数对过载电流下导线绝缘层燃烧前期碳烟析出特性及温升特性的影响。结果表明,典型弱浮力(10~(-2)g)下碳烟析出过程由绝缘层完好阶段和绝缘层破坏阶段组成,且随着氧气体积分数的增大,总反应时长呈近乎线性减小,而峰值温度则加速上升。低压环境(低于10 kPa)下,即浮力小于10~(-2)g,压力大小为影响绝缘层碳烟析出过程的主要因素,压力越低,热量不易逸出,绝缘层温度越高,破裂越快,但烟气析出量逐渐减少。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2016年04期）
汪凯[4]（2016）在《导线绝缘层在弱浮力环境下着火早期演变特性的研究》一文中研究指出为保障载人航天器的防火安全,应探索微重力下火灾发生的早期演变机理。但地面微重力实验时间短,同时空间搭载实验费用昂贵,所以非常需要在地面开展微重力实验模拟研究。基于弱浮力环境模拟微重力效应的思路,本文开展了弱浮力下载人航天器中典型非金属材料导线绝缘层着火早期演变特性的研究。基于各种微重力燃烧的地面实验模拟方法,系统研究了弱浮力下过载电流时导线绝缘层的着火早期演变特性,具体包括温升特性、烟气输运特性以及产物烟黑的分布特性,并相应地预测了微重力下导线绝缘层着火早期的演变机理。全文主要研究内容如下：首先,在第2章系统总结了微重力燃烧的地面实验模拟方法,详细介绍了低压法和窄通道法的模拟原理、有效性及其不足；并提出改进,尤其在窄通道法基础上提出了低压窄通道法,给出其具体原理,并指出了该方法在研究热厚材料着火早期演变特性方面的优势。此后,分叁章逐步介绍过载电流下绝缘层的着火早期演变特性。第3章,首先建立了绝缘层着火早期温升特性的简化物理模型,并基于模型得到绝缘层温升曲线的理论解,进而分析了弱浮力对其影响机理。此后,利用低压法研究了压力、氧气浓度、环境组分、电流大小、绝缘层种类和厚度等因素对绝缘层着火早期温升特性的影响。结果表明,随着压力的降低,绝缘层的温升率、平衡温度逐步增大,达到平衡温度的时间逐步减小,从而证明低压法有效地抑制了浮力对流,使得自然对流散热被明显削弱。接着利用窄通道法研究了通道高度、壁面种类等因素对绝缘层着火早期温升特性的影响。结果表明,随着通道高度的降低,绝缘层的温升率、平衡温度逐步增大,达到平衡温度的时间逐步减小,从而证明窄通道法也可有效地抑制浮力对流,使得自然对流散热被明显削弱。另外,结果表明,应选择壁面蓄热能力弱、壁面导热系数小的材料来减少窄通道的壁面热损失；并且水平放置的窄通道抑制浮力对流的效果要优于垂直放置的。最后,验证了低压窄通道法模拟微重力下绝缘层着火早期温升特性的有效性,并指出其适用范围。第4章,首先建立了绝缘层烟气微团析出的简化物理模型,并基于模型揭示了烟气微团运动轨迹和烟气喷射角的变化规律,指出压力对烟气微团输运特性的影响机理,并预测了微重力下的结果。然后,利用低压法研究了压力、环境组分、氧气浓度、电流大小、绝缘层种类和厚度等因素对绝缘层着火早期烟气输运特性的影响。结果表明,在纯氮气环境下,压力越低,绝缘层破损模式依次为热膨胀模式、烟气喷射模式、鼓泡模式,其热降解程度越来越剧烈,绝缘层相应的析出烟气时间或起泡时间减小,烟气喷射角增大,表明压力有效削弱了浮力对流作用。而在空气组分和纯氧气环境下,随着压力的降低,由于氧气含量的减少,绝缘层氧化分解程度降低,绝缘层析出烟气的时间增大,此外烟气喷射角随着压力降低逐步增大,这再次表明压力有效削弱了浮力对流作用。此外,降低氮气稀释剂含量可以增加绝缘层的氧化分解速度,表明只降低氮气含量的低压环境可以克服低压法抑制化学反应速率的不足。随着过载电流的增加,绝缘层析出烟气的时间缩短,烟气量明显增加,所以为了预防火灾需要有效监视用电设备的工作电流大小。最后,研究表明绝缘层种类对于绝缘层的烟气输运特性影响大,应优先选用热稳定性良好的材料作为绝缘层。接着利用窄通道法研究了通道高度、通道放置方式对绝缘层着火早期烟气输运特性的影响。结果表明,随着窄通道高度的降低,通道内部绝缘层烟气的输运特性明显不同,依次呈现：发散型、聚散型和聚附型；且当窄通道通道高度在10mm-15mm时,烟气的自然对流流动过程被有效地抑制,与微重力下绝缘层烟气输运过程相似。进一步,相比垂直放置方式,水平放置的窄通道可更有效地抑制浮力对流,得到类似微重力下的烟气输运特性。最后,采用低压窄通道法研究了绝缘层的烟气输运特性。结果表明,低压窄通道法在10mm-21.4mm通道高度内,能够获得近似微重力下的烟气输运特性。第5章,首先阐述激光衰减法测量烟黑浓度的原理,并阐述了烟黑浓度数据反演算法和降噪原理,并基于此编写了一套烟黑浓度Matlab计算程序。此后,搭建了全场烟黑浓度测量的实验系统,并验证了该实验系统和数据处理方法的有效性。接着,研究了环境组分、压力、氮气稀释剂对绝缘层着火早期烟黑分布特性的影响。结果表明,在空气组分下,随着压力降低,绝缘层着火早期的烟黑浓度先降低,此后又逐渐增大。而在相同压力时,纯氧环境工况,绝缘层着火早期生成的烟黑最多,说明氧气含量增加会促进绝缘层的分解,释放出更多烟黑,这表明可用低压富氧环境来预测微重力下的结果。另外,若在氧气含量一定时,随着氮气稀释剂含量的降低,绝缘层析出的烟黑浓度逐步增加,因此只降低稀释剂含量建立的弱浮力环境,可更好地预测微重力下的结果。此外,无论何种环境组分,随着压力降低,由于浮力对流被逐步抑制,使得水平方向上绝缘层的烟黑扩散更远,而垂直方向上绝缘层的烟黑分布更加均匀,逐步接近微重力下的烟黑分布状况。最后,利用场发射扫描电镜分析了典型工况下绝缘层生成的烟黑颗粒形态和粒径。结果表明,随着压力的降低,绝缘层的烟黑颗粒等效直径逐渐增大,该趋势与微重力下的结果一致。总之,通过本文的研究,获得了弱浮力环境下过载电流时导线绝缘层着火早期的演变特性,预测了微重力下的变化趋势,并基于着火早期演变特性的结果对微重力模拟方法提出了有效改进。本文工作将为今后微重力下材料防火性能的检验和着火早期的监测,提供了坚实的理论依据和大量的基础数据。(本文来源于《中国科学院研究生院(工程热物理研究所)》期刊2016-04-01）
汪凯,艾育华,王宝瑞,孔文俊[5]（2012）在《弱浮力下导线绝缘层着火先期特性的研究》一文中研究指出本文在低压弱浮力环境中模拟了微重力过载电流时导线绝缘层的着火先期过程,研究了压力对绝缘层着火先期特性的影响。结果表明,2 A时,绝缘层的温升率和最终平衡温度随压力降低而不断增大,模拟出了微重力下绝缘层的温升特性;10 A时,随着压力降低,绝缘层存在叁种破坏机制;在不同区域压力对着火延迟时间的影响不同。最后,提高环境氧气浓度修正了低压对化学反应速率的抑制。结果表明,当压力在一定范围内降低时,随着氧气浓度的提高,绝缘层的着火极限范围拓宽,着火延迟时间缩短,可以初步模拟微重力下绝缘层的着火先期过程。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2012年04期）
汪凯[6]（2011）在《弱浮力下过载电流时导线绝缘层着火先期特性的研究》一文中研究指出随着载人航天事业的发展,载人飞行器的安全防火逐步受到重视。载人飞行器内部具有发生火灾的叁要素：氧化剂(宇航员生存必须的氧气)、可燃物质(各种非金属材料)、潜在着火源(电气元件发生过载或短路)。同时,载人飞行器飞行处于微重力环境,空间气体的流动规律、内部电子器件的换热特征等与地面常重力环境不同。所以不能简单套用地面火灾预防、监测和灭火的方案。为满足载人飞行器中防火安全的需求,需探索微重力下火灾发生的着火先期征兆。然而,由于地面能获得的微重力实验时间有限,空间搭载实验费用昂贵,难以直接在微重力下研究各种材料的着火先期特性。本文根据换热相似原理,采用两种实现弱浮力的方法,建立了地面弱浮力实验台,模拟微重力环境下材料着火前期特性：其一,降低实验舱压力,实现弱浮力环境,定义为“低压功能模拟法”；其二,搭建水平窄通道环境,使得通道内竖直方向的浮力作用削弱,定义为“窄通道模拟法”。本文针对载人航天器的典型电气元件——导线的着火前期特性进行实验研究,研究过载电流下压力和窄通道高度对导线绝缘层先期着火特性的影响。首先,根据“实践八号”卫星获得的长时间微重力环境下的导线实验结果,检验了低压功能模拟方法。结果表明,低压功能模拟方法所提供的弱浮力环境,能够反映出微重力下的导线绝缘层温升率和最终平衡温度。其次,基于该方法,在两种过载电流下分析压力大小对单根导线的着火先期特性的影响。最后,鉴于低压下,导线绝缘层化学反应受到限制,考虑提高氧气浓度进行实验。结果表明在压力降低到一定范围内,该方法可以克服低压的缺陷。在论文第叁章,进行了导线的窄通道模拟实验,结果表明随着窄通道高度的减小,导线绝缘层温升率和最终平衡温度增大。说明降低通道尺寸可以模拟出微重力下导线绝缘层着火先期征兆。但当窄通道尺寸过小时,存在壁面冷熄作用和氧气输运不足的限制。本文提出降低压力,提高窄通道尺寸的方法予以解决。实验结果表明,压力适度降低后,低压窄通道,可以较好地克服窄通道模拟的缺陷。论文第四章,通过数值模拟方法,研究单根导线着火前期的温度变化特性。研究了压力、重力和窄通道高度对该特性的影响,并和前面导线的实验结果进行对比。结果表明,微重力下导线着火前期的温度变化特性可以由本文中两种弱浮力的方法模拟出来。通过本文的研究,系统地分析了地面模拟微重力下材料的着火先期征兆的两种实验方法的有效性和适用范围,并尝试了一些改进。本文工作为检验微重力下材料的防火性能提供了一些有益的借鉴方法。(本文来源于《中国科学院研究生院（工程热物理研究所）》期刊2011-05-01）
王伟刚[7]（2003）在《微重力和弱浮力环境下固体燃料表面火焰传播机理研究》一文中研究指出研究微重力和弱浮力环境下固体燃料表面火焰传播机理，对于认识燃烧基本规律，发展燃烧学基本理论和改善载人航天飞行器的防火安全具有重要的理论和实际意义。本论文在国家自然科学基金的资助下，对地面弱浮力环境下固体燃料表面火焰传播特性进行了实验研究，同时也对微重力环境下热薄固体燃料表面火焰传播特性进行了数值分析。论文第一章对固体燃料表面火焰传播机理研究的国内外研究现状进行了综述，提出了本论文的研究方向。论文第二章在弱浮力环境下对火焰传播机理进行了实验研究。第一节研究低压下热薄固体燃料表面的火焰传播机理。实验结果表明，在较低压力下，火焰传播具有微重力环境下火焰传播的某些特征，并采用无因次火焰传播速度和Da数对该环境下的火焰传播机理进行了分析。第二节研究了在21％氧气浓度下，燃料宽度，燃料倾斜角度和环境空气流动对垂直向下传播的热薄燃料表面火焰传播特性的影响。水平窄通道是模拟微重力环境的一种有效方法，论文在第叁节中研究了水平窄通道实验装置中，环境空气流动对热厚燃料表面火焰传播特性的影响。论文第叁章采用数值模拟的方法研究了静止微重力环境下热薄固体燃料表面火焰传播机理。着重研究了表面辐射热损失、环境压力对火焰传播特性的影响。结果表明，在静止微重力环境中，表面辐射热损失对燃料表面火焰传播特性有明显的影响。随着表面辐射增大，火焰传播速度减小。在考虑表面辐射后，随着压力的增大，火焰传播速度增大，这与微重力环境下火焰传播的实验结果是一致的。不同环境氧气浓度和压力条件下，表面辐射对火焰传播速度的影响可以用辐射-导热参数统一表示。火焰峰值温度随着表面辐射增大而下降，火焰结构明显受表面辐射的影响。这些数值模拟结果进一步阐明了微重力环境下的火焰传播机理。(本文来源于《中国科学院研究生院（工程热物理研究所）》期刊2003-07-01）
弱浮力论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着我国载人航天的不断发展,特别是我国载人航天工程“叁步走”规划全面启动以来,载人航天器的安全防火问题越来越得到国家的重视。载人航天器中存在着火叁要素中,几乎不可消除的两要素,即助燃剂(必不可少氧气)和潜在点火源(电子元器件),唯一可能消除的便是叁要素中的另一要素：可燃物(非金属材料),而导线绝缘层便是一种大量存在于航天器内各个位置的非金属材料,而且导线的过载或短路,也是主要潜在点火源之一,因此对于微重力下导线绝缘层着火特性的研究至关重要。由于导线过载所需时间较长,地基微重力设施微重力时间太短,无法满足实验需要,而空间微重力设施虽然微重力时间较长,但成本太过昂贵,机会也太过难得。本文根据“功能模拟”原理,同时结合窄通道实验方法,在地面实验室系统地模拟了弱浮力环境下聚乙烯(PE)导线绝缘层的早期燃烧特性。本文中研究的导线绝缘层早期燃烧特性主要指小电流过载下(3.9A)绝缘层未出现明火时的烟气析出过程和温升特性以及大电流过载下绝缘层着火过程的火焰形态变化、着火延迟时间、以及最小点火能等绝缘层着火特性。在论文第二章,采用“低压功能模拟”方法,研究了低压下导线绝缘层烟气析出特性。结果表明,当压力低于10kPa时,即模拟浮力水平低于10-2g,压力大小为影响绝缘层烟气析出过程的主要因素,压力越低,反应速率越快,温升速率也越快,但由于氧气含量的降低,烟气析出量也会相应降低。低压环境(小于10kPa)下,由于浮力对流地削弱,绝缘层温度远高于常压常重力下,这说明弱浮力下热量积聚效应明显增强,失火概率会相应增加。在论文的第叁章,主要研究了常压窄通道内导线绝缘层早期燃烧特性。结果表明,随着窄通道高度的增加,无论是水平窄通道还是竖直窄通道,燃烧持续时间和燃烧剧烈程度均快速增加。水平窄通道内,通道高度为10mmm时对浮力限制效果较好且受壁面冷熄效应影响较小。通道壁面材料对绝缘层烟气析出过程及其温升速率有着重要影响,无论是水平窄通道还是竖直窄通道,当窄通道高度较低时,弱冷熄材料(ABS)窄通道内绝缘层的温升速率和峰值温度均远大于强冷熄材料(硬铝)。水平弱冷熄材料窄通道内绝缘层烟气析出速率及通道内烟气浓度均远高于强冷熄材料通道内同一时刻,且弱冷熄材料通道内,烟气均匀包裹现象明显,更趋近于微重力下绝缘层碳烟析出过程。在论文的第四章,鉴于通道高度过窄时壁面的冷熄作用严重和低压模拟时氧气浓度过低对化学反应速率的削弱作用较大,难以模拟更低水平的弱浮力环境,因此,将窄通道方法和低压功能模拟相结合,进行低压窄通道实验。结果表明,绝缘层烟气析出过程中,低压各通道高度内绝缘层峰值温度及其峰值温升速率都远高于常压下相同通道高度,表明随弱浮力水平的升高,热量积聚明显增大,使其失火成为可能。水平低压窄通道有利于延缓绝缘层的破裂脱落,水平无窄通道时,绝缘层会快速的从线芯周围脱落,烟气析出过程不明显,且即使在10kPa纯氧环境下绝缘层依然无法着火。而水平窄通道内绝缘层脱落慢,烟气析出过程清晰,10kPa纯氧环境中,窄通道中绝缘层着火非常剧烈。在论文第五章,详细介绍了2016年4月发射的中国第一颗返回式科学卫星一“实践十号”卫星中有效载荷导线特性箱的研制过程、工作原理和预期目标。通过本文的研究,系统地模拟了弱浮力环境下导线绝缘层的早期燃烧特性,并对比了各种方法的模拟效果,可为定性地研究微重力下材料的着火性能提供一定的借鉴。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
弱浮力论文参考文献
[1].汪凯,夏伟,王宝瑞,孔文俊.典型弱浮力环境下导线绝缘层的着火先期特性[J].空间科学学报.2016
[2].夏伟.弱浮力过载电流下导线绝缘层早期燃烧特性研究[D].中国科学院研究生院(工程热物理研究所).2016
[3].夏伟,汪凯,王宝瑞,孔文俊.弱浮力下导线绝缘层早期燃烧特性研究[J].工程热物理学报.2016
[4].汪凯.导线绝缘层在弱浮力环境下着火早期演变特性的研究[D].中国科学院研究生院(工程热物理研究所).2016
[5].汪凯,艾育华,王宝瑞,孔文俊.弱浮力下导线绝缘层着火先期特性的研究[J].工程热物理学报.2012
[6].汪凯.弱浮力下过载电流时导线绝缘层着火先期特性的研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所）.2011
[7].王伟刚.微重力和弱浮力环境下固体燃料表面火焰传播机理研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所）.2003