摘要：为提高电磁泵设计效率,解决电磁泵电磁设计和性能分析的难点,用comsol multiphysics软件对电磁设计部分进行校核计算,将电磁模块和流体模块进行耦合计算,计算结果和钠回路性能实验结果相吻合,证明了计算结果的可靠性。并且,计算分析了影响电磁泵性能的关键参数,提出了优化方案,通过减小齿宽、增大钠流道厚度、减小泵沟内外壁厚度等措施,使得泵的长度减小、体积减小、效率增加,优化后的效率提高110%。

摘要：近场环境条件下核素在缓冲材料中的迁移扩散受控于温度场、渗流场、膨胀应力场和化学吸附场的耦合作用,其对核素的阻滞特性将影响到核素随地下水向处置库围岩迁移并返回生物圈的能力,开展多因素耦合作用下缓冲材料对铀的长期阻滞效应研究,对地质处置库的长期安全性评价具有重要的意义。本研究基于混合物理论、连续介质理论、质量守恒、动量守恒、能量守恒及溶质扩散的Fick定律,推导出饱和缓冲材料中核素迁移扩散的热-水-力-化耦合控制方程,并借助于comsol multiphysics软件的直接全耦合求解优势,以自主研制的缓冲材料长期阻滞性能Mock-up实验装置为几何模型,采用内置接口和添加热-水-力-化耦合控制方程中的耦合项作为源项相结合方式,实现了多物理场耦合作用下铀在饱和缓冲材料中迁移扩散行为的直接耦合分析,其长期阻滞特性数值模拟结果表明:初期阶段铀在缓冲材料中迁移扩散较缓慢,迁移距离随时间增幅在1 m左右;中后期阶段,随缓冲材料对铀的吸附容量逐渐趋于饱和后,其迁移距离较初期阶段增加更为明显,迁移距离随时间增幅为3 m左右。多因素耦合下核素在饱和缓冲材料中迁移扩散的热-水-力-化耦合控制方程构建、求解及长期阻滞性能模拟研究的方法,能够为我国高放废物深地质处置库地下实验室开展1∶1工程尺度的工程屏障设计与安全性能评价提供技术参考。

摘要：向电磁线圈通入交流电可对用于轮胎硫化的金属内模具实现感应生热,该方法升温快、功率损耗率低、可独立调控。为进一步提升电磁硫化轮胎鼓瓦的温度均匀性,提高胎坯硫化质量,借助comsol multiphysics软件对电磁线圈加热鼓瓦的温度场进行数值模拟,分析通入的电流方向、交流电大小、交流电频率和线圈匝数等多个参数对加热工件的温度和功率的影响。采用正交试验法探寻多个参数的最佳水平组合,由极差分析和方差分析得出一致结论:影响鼓瓦温度均匀性的因素次序为交流电大小>线圈匝数>交流电频率。在此基础上,分别从加热方式和线圈分布结构两方面对线圈鼓瓦模型进行优化,以进一步降低温差,提升硫化均匀性。研究工作可为轮胎硫化中电磁加热金属内模技术提供有意义的参考。

摘要：目前,超声清洗机通常是将一组换能器排布于平面式清洗槽底部,但用此方法会形成驻波现象,不利于超声清洗。文章提出了一种球面式聚焦超声清洗的方法,与普通超声清洗相比,该方法提高了超声清洗的效率。文章采用有限元comsol multiphysics软件对清洗机内声场进行分析,得到三维模型内声压的分布情况;研制了聚焦超声清洗机,并通过薄膜腐蚀实验验证了清洗机内的声压分布情况;通过对比试验发现,聚焦超声清洗油污的速度比普通超声清洗提高了77.27%。通过薄膜腐蚀实验和超声清洗实验可知,聚焦超声清洗机内声场分布均匀,且声场内存在能量聚焦区域,清洗速率高于普通超声清洗机。

摘要：为了解决国内传统的SO2检测仪存在气室的荧光检测区域荧光强度低、进而导致仪器监测精度低的问题,设计了新的激发光光路结构。在该光路结构中,点光源通过平凸透镜准直,利用一窄缝消除竖直方向上的远轴光线,通过一双凸透镜汇聚到气室荧光采集区域的中心,并利用光阑减小杂散光的干扰。采用射线追踪算法作为严格矢量分析的工具,对设计的光路进行仿真分析。结果表明,优化后的光路使得激发光的能量损失降到了10%,且弥散斑也大为减小;用该光路与传统结构的光路进行实验对比,其示值误差由0.34%满量程变为0.18%满量程,质量浓度为100μg/L时的精密度由1.13μg/L变为0.53μg/L,质量浓度为400μg/L时的精密度由2.26μg/L变为1.1μg/L,两项指标均得到了提高。所设计的激发光光路结构能够有效解决传统光路的不足之处。