40T混合磁体低温分配阀箱真空系统设计

根据40 T稳态混合磁体低温分配阀箱对真空的要求,对低温分配阀箱真空系统进行了设计,设计结果如下:选择阀箱真空室的壳体形状,通过计算确定出真空室壳体壁厚为12 mm;选择封头形状,对封头强度进行校核,确定封头壁厚为16 mm;对整个真空系统抽真空泵机组进行选型,选出粗抽泵机组由一套ZJ-150罗茨泵和2XZ-30旋片式真空泵组成,主抽泵由一套F-100/110分子泵和2X-4旋片式机械泵组成,可达到阀箱对真空度的要求。     

40T混合磁体外超导磁体杜瓦真空系统设计

根据40 T稳态混合磁体外超导磁体杜瓦对真空的要求,对杜瓦真空系统进行了设计计算,计算结果如下:杜瓦真空系统包括粗抽泵机组和主泵机组,其中粗抽泵机组由两套ZJ-70罗茨泵和2XZ-15直联式旋片真空泵组成,可将杜瓦真空抽至1 Pa;主泵机组由两套F250/1500涡轮分子泵和2X-30旋片式机械泵串联组成,可将杜瓦真空抽至0.01Pa.     

40T混合磁体外超导磁体真空系统的研究

中科院强磁场中心现已完成了40T混合磁体真空系统的研制,并成功运行。该真空系统主要由主抽气管路、分子泵、罗茨泵组、质谱仪、残余气体分析仪等组成。本文讨论了真空系统的设计,真空系统的运行,最后通过实验检验了设计参数,结果表明该真空系统可以稳定运行,满足设计要求。     

ITER磁体馈线冷屏的初步设计

国际热核聚变实验反应堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)是正在进行的一项大型国际合作项目。磁体馈线是保证磁体正常运行的重要通道,冷屏是馈线的关键部件之一。对磁体馈线内部冷屏进行了初步的结构设计和热负荷计算。     

强磁场(40T)混合磁体中超导线圈的气密性检测

超导线圈作为强磁场混合磁体中,核心部件,其制造过程关系到产品最终的质量和性能。超导线圈的导体在生产制造过程中,以及在最后绕制成形后,经过了多个工艺环节,导体以及导体上氦管的材料、焊缝、形状都相应的产生了变化,基于超导线圈的使用环境以及对线圈中各个焊缝和整体结构的密封性要求,设计适用于大型超导线圈的气密性检测平台。为了达到检测密封性的要求,在对线圈检漏时,使用正压法检漏,通过对系统的标定,最终完成大型线圈的整体密封性检测。     

低温推进剂贮箱大面积冷屏热分析及成本优化

运载火箭低温贮箱采用大面积冷屏与多层隔热材料组成的复合结构可以有效减少低温推进剂蒸发损耗,延长低温推进剂在轨贮存时间。通过建立多层隔热材料耦合90 K大面积冷屏的传热模型,获得了引入大面积冷屏后对多层隔热材料层间温度分布及热流密度影响的变化规律,对比了采用冷屏技术和直接对液氢采用主动制冷两种方式,同等条件下采用冷屏在主动制冷系统重量和功耗方面可分别节省60%和64%。研究了低温推进剂不同在轨贮存时间和冷屏安装在多层隔热材料中不同位置时热管理系统重量和功耗成本,以成本最小为目标获得了90 K冷屏布局最优化设计方法。     

40-T混合磁体外超导线圈迫流氦流动摩擦系数分析

40-T混合磁体外超导磁体使用4.5 K超临界氦进行迫流冷却。迫流氦在管内电缆导体(CICC)内的流动过程受到摩擦阻力的影响会造成一定的压降和热量产生,同时由外界带来的热量也会由迫流氦带走来让磁体保持在超导温区。使用了超导磁体实际运行过程中的实验数据计算不同导体结构下雷诺数与摩擦系数的变化关系,利用Katheder经验公式对实验的摩擦系数进行了重新拟合,给出了适用于该导体摩擦系数的经验公式。     

国际热核聚变反应堆馈线系统线圈终端盒冷屏热性能分析及实验研究

线圈终端盒是保证国际热核聚变实验堆装置可靠运行的关键部件之一,为磁体系统与低温车间、电源大厅、数据采集系统和低温控制元件提供4.5K的超低温工作环境。线圈终端盒内设有80K冷屏,以吸收室温环境对其内部工作空间带来的辐射热负荷。本文首先根据传热学原理对线圈终端盒冷屏热性能进行理论分析,确定了冷屏的结构型式,然后再对线圈终端盒冷屏结构建模,利用有限元流固体耦合分析软件FLUENT进行了数值模拟仿真分析,最后以设计分析结果为依据制作1∶1线圈终端盒整体实验系统进行实验验证,并对实验数据和数值模拟结果进行了分析比较,结果非常吻合,为下一轮冷屏结构的设计及大规模生产提供了可靠的依据。     

超导磁体低温恒温器冷屏设计与测试

现有的超导磁体系统中冷源与冷屏的距离较远,为了实现远端冷屏的有效降温,采用液氮为冷却介质,并通过冷源提供的冷量与冷屏热负荷实现冷却介质的热虹吸效应.对冷屏的冷却管路布置进行了有限元分析,预测了冷屏的稳态温度分布情况.冷屏降温测试表明:通过液氮强迫降温,冷屏可快速冷却至80 K,冷源开启后,液氮管路中形成热虹吸效应,可使...     

高温超导SMES磁体直接冷却的热分析

用G-M制冷机(5W/20K)将Bi2223带材绕制的SMES超导磁体,在10-3Pa真空度下,从常温300K左右冷却到25K,得到了磁体冷却过程速率和磁体温度分布.在实验研究超导磁体降温特性的基础上,对SMES磁体的冷却过程进行了热分析,实验研究表明为使超导磁体有效地冷却和稳定运行,除了减小磁体漏热和其内部发热,有效控制热传导部件间的接触界面热阻是高温超导直接冷却磁储能装置研发应用中的关键技术问题.     

典型数据中心能耗及热环境测试分析

针对北京某典型数据中心热环境及设备电耗进行了测试,给出了数据中心的总电耗及各设备所占的电耗比例,并且使用冷却系数RCI和气流分布系数RTI作为数据中心热环境评价指标。测试结论将为数据中心进一步节能改造提供了依据。     

40Mn2铸件热裂分析及预防

简要介绍、分析40Mn2铸件的材质特性、铸态组织、铸造应力、热裂成因等方面,从而总结出针对40Mn2铸件的一系列防止热裂的措施。     

EAST超导托卡马克冷屏的结构设计及受热分析

EAST是一个拥有全超导磁体系统的托卡马克实验装置.为有效减少来自真空室和外真空杜瓦的辐射热以及支撑的传导热等各项热负荷,超导纵场磁体和极向场磁体被约80 K的真空室冷屏(内冷屏)和外真空杜瓦冷屏(外冷屏)所包容,从而保证磁体运行的稳定可靠.运用大型有限元分析程序ANSYS和FLUENT,对冷屏的受热状况进行了数值分析,为其结构设计和低温制冷方案的制定提供可靠的理论依据.     

二元硝酸盐的热物性测试及比热分析

二元硝酸盐是非常重要的传热介质,通过熔融法制备混合盐试样,利用差示扫描量热法和蓝宝石法分别研究测定了KNO3-NaNO2混合盐的热物性以及比热值。研究结果表明,二元硝酸盐具有较低的熔点和良好的热稳定性,适宜的工作温度在200~430℃之间。熔盐的比热值随成分不同有所变化,但在工作温度范围内变化很小。为熔盐的使用工艺改进提供了数据支持。     

地源热泵岩土热响应现场测试及分析

介绍地源热泵的岩土热响应现场测试的测试方法和计算模型等。现场测试采用恒热流测试法,并以线热源模型为基础,结合工程最优化方法,采用复形调优法,从而得出所需要的热物性参数、周围岩土综合导热系数和综合比热容,利用实例验证该方法的准确性。     

成都地区廉租房热环境测试分析

对成都某一廉租房进行了实测,测试结果发现在成都地区夏季夜间室外气温比较凉爽,而室内却普遍闷热,即使在阴雨天也是如此。提出通过改善围护结构和通风措施来改善廉租房热环境。研究结果对于今后廉租房的建设可以提供一定的参考意义。     

混合冷剂压缩机热物性及热动力学计算

讨论了混合冷剂工质热物性,给出了其熵焓平衡计算的Newton--Raphson快速算法;同时,给出了混合冷剂压缩机整机压比分配算法。数值实验表明,该计算方法能够用于混合冷剂压缩机初步设计,且具有较高的计算效率。     

BFEB包层氦冷屏的结构力学分析与优化

BFEB包层内部是用10 MPa气氦冷却竖屏来分区并冷却的.作者根据材料力学和结构力学,通过Pro/MECHANICA编码计算,对在静态氦压与稳态温度场的组合作用下的氦冷屏基元管道模型,进行了结构力学(Mechanics)分析与优化.强度校核采用材料力学第四强度理论--八面体剪应力强度理论.氦冷屏基元管道的截面从矩形薄壁截面(12 mm×9 mm×1 mm)优化为外方内圆薄壁截面(9 mm×9 mm×φ7mm或φ6mm)后,可使基元管道在静态氮压下的最大计算应力σpm和最大位移Dpm均可得到数量级的下降,从而使在静态氦压与稳态温度场组合作用下的最大计算应力σcm降低到小于HT-9许用应力[σT].编码分析表明:氦冷屏基元管道的静态氦压计算应力σp为二向拉伸状态,而稳态温度场计算应力σt为二向压缩状态,它们的叠加组合具有一些相互抵消的效果.这导致外方内圆截面(9 mm×9 mm×φ7mm)的基元管道模型较(9 mm×9 mm×φ6mm)的具有更小的最大组合计算应力σcm.对于BFEB包层氦冷屏的拱形基元模型SC24_7和回弯形基元模型SC44_7,其最大组合计算应力σcm分别为95.60和134.00MPa,即HT-9[σT]的55.0%和77.0%;最大组合位移均约为2.8 mm.所以,氦冷屏基元管道的截面形状和尺寸优化后,其稳态结构力学强度具有一定的安全裕度.     

ITER边校正场线圈测试冷屏结构设计与数值模拟北大核心CSCD

针对国际热核聚变实验堆(ITER)边校正场线圈测试过程的重要装置-冷屏进行结构设计、理论计算与数值模拟。选择的冷屏面板材料为6061铝合金;确定的冷却管截面为外方内圆的结构型式,其布置间距为450 mm;采用的为G10复合材料加工而成的多层叠片式柔性结构支撑件。为验证设计合理性,对冷屏各部件进行仿真分析,并通过理论计算得出冷屏表面热负荷大小,最后利用有限元方法对冷屏整体结构传热性能进行数值模拟。结果表明:冷屏部件结构强度满足材料屈服极限;热负荷理论计算结果符合技术要求;冷屏表面温度分布均匀。此设计为后续边校正场线圈测试过程提供了理论参考和技术支撑。