靶丸装配位置偏差对靶丸表面温度均匀性的影响

为了研究靶丸装配对惯性约束核聚变间接驱动靶系统中靶丸表面温度场的影响,建立了三维冷冻靶系统数值计算模型,利用CFD软件的传热和Boussinesq模型分析了系统的传热规律,并对靶丸装配中可能产生的装配偏差的影响进行了探究。结果表明:靶丸在水平方向上的装配位置偏差会对靶丸表面温度场分布产生极大的影响,而在竖直方向上的装配位置偏差影响相对较小。在竖直方向上看,向上偏移的位置偏差相对于向下偏移的位置偏差对靶丸温度均匀性的影响会较大。     

低温接触热导对冷冻靶温度场的影响规律

通过理论推导得出低温条件下不同接触方式的接触热导计算模型,与已有的实验结果对比分析,发现该计算模型具有较高的计算精度,并将该计算模型应用至惯性约束冷冻靶数值模拟计算中,结果表明:硅/铝合金接触热导的值随着装配条件、接触面的接触压力和表面粗糙度等因素改变而发生较大变化,在接触压力为0.2 MPa,表面粗糙度为0.1μm工况下,其接触热导值在6.7—56 kW·m~2/K;控制硅冷却臂与TMP结构冷环接触面间的的接触热导大于10kW·m~2/K,能够使靶丸外表面的温度分布均匀性、黑腔系统的换热能力与接触热导无穷大的理想状态偏差小于16%,对于胶Stycast 1266,为满足该条件,所允许的名义胶层厚度约为3μm。在实际工程中,利用接触热导预测公式可以反向推导硅冷却臂卡爪与TMP冷环间所需的压紧力控制范围,尽可能削弱接触热阻的影响。