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多相

多相在交流电力线路中具有频率相同而初相不同的若干个交流电动势。对外供电有两个以上的接头。

我们所说的多相一般是指三相。以三相发电机作为电源,称为三相电源;以三相电源供电的电路,称为三相电路;U、V、W称为三相,相与相之间的电压是线电压,电压为380V。能产生幅值相等、频率相等、相位互差120°电势的发电机称为三相发电机;

三相电主要用于作为电动机的电源,即需要转动的负荷. 因为三相电的三个相位差均为120度.转子不会发生卡住现象.

试想:自行车一个踏板停在最底部,另一个在最高位置,这时踩上自行车的脚力是向下的,就可能"卡住"(当脚力的方向与两踏板连线一致的时候),或向后转,不一定能保证先向前转,需要用脚把踏板改变一点角度.

三相电就是为了形成这个"角度",否则,人没必要搞那么复杂的三相电。

三相电只比两相电多一根线,但传输的能量却是原来的三倍。另外,三相电是能够直接产生“方向确定,有启动力矩”的旋转磁场的最少相数。

三相电380伏。单相电220伏。所谓三相电是指三相火线,相邻火线之间的电压为380V.没有零线.因此只有三相负载相同情况下(例如,三相电动机),才能适用三相电,此时由于三相电的电流矢量和为0(这三相电之间互成120度角,所以之和为0)这时不需要中线(相当于零线)

发电机发出的电源都是三相的,三相电源的每一相与其中性点都可以构成一个单相回路为用户提供电力能源。注意在这里交流回路中不能称做正极或负极,应该叫线端(民用电中称火线)和中性线(民用电中称零线)。

三相电可以提供更加合理的动力能源,在作为电动机能源方面,不需要其他的东西,只要直接把三相电接到电动机上,电动机就可以运转。如果是单向电动机,还需要在给电动机加一个复杂的东西才能保证电动机运转。

三相异步电机由定子和转子组成,它的定子绕组是三相对称绕组,使用对称电源。

两相电机指定子具有2相绕组的电机。两相电机分为驱动和伺服两大类。大部分家用电器和小型电器 中使用的(单相)异步电机属于两相驱动电机。控制用的两相伺服电机,定子的两相绕组分别为激磁绕组和控制绕组,在空间相差90度电角。

研究气态、液态、固态物质混合流动的学科。“相”指不同物态或同一物态的不同物理性质或力学状态。在能源、水利、化工、冶金等工业部门,以及气象、生物、航天等领域都有多相流动的问题。

多相流常见于各种形态的两相流。(1)气-液两相流,如:泄水建筑中的掺气水流等;(2)气-固两相流,如气流输送(喷吹)粉料,含尘埃的大气流动等;(3)液-固两相流,如天然河道中的含沙水流等。

多相流的发展史可溯源到19世纪70年代,直到20世纪40年代两相流一词始见诸文献;1974年《国际多相流杂志》创刊;1982年多相流手册出版;逐渐形成了一门独立的学科多相流。[1]

多相流学科研究具有两种以上不同相态或不同组分的物质共存并有明确分界面的多相流体流动力学、热力学、传热传质学、燃烧学、化学和生物反应以及相关工业过程中的共性科学问题,它是一门从传统能源转化与利用领域逐渐发展起来的新兴交叉科学,是能源、动力、核反应堆、化工、石油、制冷、低温、可再生能源开发利用、航空航天、环境保护、生命科学等许多领域实现现代化的重要理论和关键技术基础,在国民经济的基础与支柱产业及国防科学技术发展中有不可替代的巨大作用。同样在自然界及宇宙空间、人体及其他生物过程也广泛存在多种复杂的多相流.如地球表面及大气中常见的风云际会、风沙尘暴、雪雨纷飞,泥石流、气蚀瀑幕;地质、矿藏的形成与运移演变;生命的起源与人类健康发展;生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等,均普遍遵循多相流科学的基本理论与规律。因此,多相流科学的发展与进步对国民经济与国防科技发展、人体健康,对生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等均具有极为重要的意义。[2]

多相流学科不但是与物质结构及基本粒子等纯数理科学、化学、生命科学等同样重要的基础科学,而且是在联结人类活动的有序化及目的化方面更具有特殊优势的学科。多相流及其传热传质学属于技术基础科学范畴,旨在解决工程所具有的普遍性热物理科学问题,是联系工程和基础理沦的桥梁。多相流学科的发展将根据自然科学与工程的现状和发展趋势有远见地选定超前的研究课题,开拓新领域,以新的概念、理论、技术和方法武装工业,带动其不断前进。[2]

能源是人类赖以生存、发展的物质基础,能源的消耗与利用水平是衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志,保障能源供应安全是世界各国政府的重要目标。能源的高效开采、洁净和可再生转化利用的许多过程均是典型的多相流及其传递过程,存在着大量的多相流动、传热、传质、化学及生物反应等基础科学问题,如多相流的相分布与相运动规律,离散相颗粒与变形颗粒的动力学,特高参数与复杂几何流道中流动传热的规律和极限、瞬态过程流动传热与临界及超临界效应,多相连续反应体系复杂过程热力学与微多相流动力学、非均质多相流光化学与热化学等。尽管人们存上述领域已经开展了大量的研究并得出许多有意义的结果,但迄今并没有从根本上掌握多相流及其传递过程的基本规律及其数理描述方法,对上述基础科学问题开展研究非常必要。[2]

(1)建立多相流动模型和基本方程组,分析各相的压力、速度、温度、表观密度、体积分数、悬浮物的尺寸及分布等;研究多相流动的压力降、稳定性、临界态、以及相间相互作用等。70年代Drew (1971)、Ishii(1975)等从基本守恒原理出发,经严格的数学演绎导出了两相流基本方程,但并未被广泛接受。现阶段通用的方法是:①双流体模型。对于两相比例相当的情况,分别建立单相各自的数学物理方程,其中考虑了相间的阻力、相对位移、动量和热量的交换(传递)等物理因素;②均质模型。对于两相掺混均匀的流动,可概化为均质(连续介质)模型和扩散模型,沿用经典水力学方法进行分析;③统计群模型。对于颗粒(气泡、液滴和固体颗粒统称为颗粒)群悬浮体两相流,引用随机分析建立统计群(颗粒群)模型。

(2)凭借物理模型进行实验量测,其中量测技术至关重要,许多新仪器、新技术在多相流测试中得到了应用。例如:观测流型、流态用高速摄影、全息照相、流动显示技术等;量测速度用激光流速仪(LDV)、粒子图像测速技术(PIV)等;检测液流中气泡浓度用光纤传感器(探针),测气流中固体颗粒浓度用Bp神经网络系统,测断面平均浓度用放射性同位素法等等。中国计量测试学会于1992年10月成立了“多相流测试专业委员会”,已举行了多次学术会议,推动了多相流测试技术的发展 [1]

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