[發(fā)明專利]一種液電脈沖激波發(fā)生器的參數(shù)獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710946304.0
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107799112B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林福昌;李顯東;劉毅;周古月
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G10K15/06
• 分類號: G10K15/06;G10K15/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發(fā)明公開了一種液電脈沖激波發(fā)生器的參數(shù)獲取方法，包括：根據(jù)液電脈沖激波器的運(yùn)行工況條件獲得限制參數(shù)，根據(jù)限制參數(shù)、不均勻電場條件、金屬外筒與高壓電極的間隙絕緣條件、絕緣構(gòu)件沿面絕緣條件確定結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍集，在結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍集內(nèi)選取液電脈沖激波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，判斷液電脈沖激波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否同時(shí)滿足電氣絕緣條件、穩(wěn)定擊穿條件與尺寸限制條件，若是，則認(rèn)為激波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)尺寸適合于該運(yùn)行工況條件，否則將不滿足條件的結(jié)構(gòu)參數(shù)重新在該結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍內(nèi)選取，直至結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足限制條件。該方法可得到不同運(yùn)行工況條件下最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證液電脈沖激波發(fā)生器在特殊工作環(huán)境下高效、穩(wěn)定與可靠的運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種液電脈沖激波發(fā)生器的參數(shù)獲取方法。

背景技術(shù)

液體中進(jìn)行的高壓脈沖電弧放電，在電弧快速劇烈膨脹的過程中，會(huì)沿膨脹方向輻射出高強(qiáng)度脈沖激波，該現(xiàn)象被稱之為“液電效應(yīng)”。如今，該效應(yīng)已被廣泛應(yīng)用于油氣增產(chǎn)、激波碎石、液電成型和水質(zhì)處理等領(lǐng)域。

目前，已有的液電脈沖激波器產(chǎn)品普遍存在的問題是：1、間隙放電的穩(wěn)定性較差；2、產(chǎn)生的液電脈沖激波強(qiáng)度和能量利用效率較低。與此同時(shí)，液電脈沖激波器通常需要工作在諸如油井管道等特殊環(huán)境中，因此對裝置的尺寸、耐用性、穩(wěn)定性等設(shè)計(jì)指標(biāo)都有要求。然而，目前缺乏一套針對不同運(yùn)行工況下的液電脈沖激波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，本發(fā)明提供了一種液電脈沖激波發(fā)生器的參數(shù)獲取方法，其目的在于解決依據(jù)現(xiàn)有的參數(shù)獲取方法獲得的液電脈沖激波發(fā)生器無法兼顧電氣絕緣條件、穩(wěn)定擊穿條件以及尺寸限制條件這三個(gè)條件的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種液電脈沖激波發(fā)生器的參數(shù)獲取方法，液電脈沖激波發(fā)生器包括高壓針電極、低壓平板電極、絕緣構(gòu)件和金屬外筒，參數(shù)獲取方法包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)液電脈沖激波器的運(yùn)行工況條件獲得限制參數(shù)，限制參數(shù)包括最大工作電壓U_m、最大金屬外筒外徑R_max、最小高壓針電極尖端半徑R_min、最小金屬外筒壁厚d_min、最大針板電極傾角α；

步驟2：根據(jù)限制參數(shù)、不均勻電場條件、金屬外筒與高壓電極的間隙絕緣條件、絕緣構(gòu)件沿面絕緣條件確定結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍集，結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍集包括高壓針電極尖端半徑R₁的取值范圍、低壓平板電極半徑R₂的取值范圍、電極間隙距離L的取值范圍、金屬外筒內(nèi)徑R₃的取值范圍、金屬外筒外徑R₄的取值范圍以及絕緣構(gòu)件沿面距離D的取值范圍；在結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍集內(nèi)選取液電脈沖激波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括高壓針電極尖端半徑、低壓平板電極半徑、電極間隙距離、金屬外筒內(nèi)徑、金屬外筒外徑以及絕緣構(gòu)件沿面距離；

步驟3：判斷液電脈沖激波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否同時(shí)滿足電氣絕緣條件、穩(wěn)定擊穿條件與尺寸限制條件，若是，則認(rèn)為激波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)尺寸適合于該運(yùn)行工況條件，否則，轉(zhuǎn)入步驟4；

步驟4：將不滿足條件的結(jié)構(gòu)參數(shù)重新在該結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍內(nèi)選取，并進(jìn)入步驟3。

優(yōu)選地，步驟2中確定結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍集包括如下步驟：

步驟211：根據(jù)限制參數(shù)最小高壓針電極尖端半徑R_min確定高壓針電極尖端半徑的下限值；

步驟212：根據(jù)不均勻電場條件中高壓針電極尖端半徑遠(yuǎn)小于低壓板電極半徑和高壓針電極尖端半徑的下限值確定低壓板電極半徑的下限值；

步驟213：根據(jù)限制參數(shù)中最大針板電極傾角條件和低壓板電極半徑的下限值確定電極間隙距離的下限值；