径向型超导轴承的计算和实验研究

针对应用于离心式氦气冷压机的径向型高温超导磁悬浮轴承,给出了永磁转子磁场计算和结构设计方法,并开展了轴承径向力和径向刚度的计算研究,搭建了超导轴承性能测量平台,开展了轴承转子空间磁场测量和轴承性能测试。计算和测试结果表明,磁场计算方法可行,且结果准确,在距离永磁转子外表面1 mm处的最大外磁场强度约为0.5 T。轴承径向力在场冷和零场冷条件下的计算结果均随转子偏心量的增大而增大,与测试结果在线性度和趋势上具有很好的一致性。本文实验轴承径向刚度测试值为362.4 N/mm,与场冷条件下的径向刚度计算结果334.594 N/mm接近。本文所述的径向轴承磁力计算方法可用于超导轴承径向刚度的定性计算和设计,对超导轴承的应用研究具有一定的指导意义。     

弹载相变热沉传热仿真与优化

随着导引头向小型化、轻量化、智能化和多模复合方向发展,导引头电子器件面临短时高功耗散热需求。相变热沉储热装置具有储能密度高、重量轻、被动不耗能等优点,但其相变材料传热效率低、熔化过程复杂,增加了散热设计难度。本文建立了弹载发热元器件散热计算模型和相变传热数学模型,基于Fluent软件开展了相变传热数值模拟和传热特性研究,通过采用均热板导热和增设强化导热筋的方式进行了相变传热优化设计。结果表明,采用均热板和增设强化导热筋能有效降低计算模型最高温度和高低温差,延长器件工作时长。导热板采用均热板代替铝合金时,计算模型高低温差可由98.8K降至50.3K,热沉内部增设3个强化导热筋,可进一步降低温差至17.9K,继续增加强化导热筋对传热效果影响将越加不明显。