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液氮在传输管线中的压降特性一直是高温超导电缆低温系统最重要的设计参数之一。以往针对液氮流动阻力的研究大多在直管或环型波纹管方面,主要关注其几何尺寸对压降的影响。然而,实际应用的长距离高温超导电缆更适合应用螺旋型波纹管。本文主要研究螺旋型波纹管插入导体芯后管内液氮的流动特性。通过建立三维数值模型,对螺旋型波纹管中插入直径为5、8 mm的3根或4根螺旋绞织缠绕导体芯时的液氮流动阻力进行对比分析。结果表明,导体芯的粗细、导体芯自身螺旋缠绕的节距、及导体芯缠绕时相互间形成的空隙大小均是直接影响液氮流动压降、摩擦因子的关键因素,并获得了液氮摩擦因子与上述参数的定量关系。 相似文献
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高温超导电缆用波纹管内液氮流动特性的数值研究 总被引:1,自引:0,他引:1
随着超导技术的发展,高温超导电缆在电力输运中逐渐得到重视并进行了广泛的研究。由于波纹管具有良好的柔韧性和收缩性,在高温超导电缆中作为杜瓦放置电缆,冷却超导体用的液氮需流经波纹管。在系统设计中,需要对液氮在波纹管中的流动特性加以了解。为了研究液氮在波纹管内的流动特性,对其进行了数值计算及理论分析。分析表明:压力损失随入口速度的增大而增大;在波纹内形成了涡旋流;在所考察的雷诺数范围内,雷诺数对摩擦系数的影响不大,而波纹尺寸对摩擦系数具有主要的影响。摩擦系数随s/t的增大而减小。。 相似文献
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《低温与超导》2017,(4)
自调式节流制冷器具有结构简单、响应速度快、稳定工作时间长等突出优势,在红外制导领域具有广泛的应用。镍基封闭充压波纹管作为自调式J-T节流制冷机的自调节机构的主要组成部分,其刚度特性对于实现稳定可靠自调过程非常重要。首先建立了自调式有限元模型,求解了波纹管刚度,进而将刚度的有限元求解结果与现有算法进行了对比分析。在此基础上,深入分析了环境温度、波纹管壁厚、波拱高度、倒角、波距等参数变化对波纹管刚度的影响,深入剖析了不同参数影响下,波纹管刚度变化规律。结果显示,有限元计算的刚度值与现有算法比起来更加准确。温度和波拱高度与刚度负相关,壁厚与刚度正相关,波纹倒角变化的影响可忽略。波距对刚度的影响并不稳定,波距在一定范围内变化时,刚度呈现先下降后上升的趋势。 相似文献
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《低温与超导》2020,(7)
超导电缆芯通常内嵌于真空绝热波纹管并被管内低温流动介质冷却和保护。螺旋型波纹管因一次成型制作长度上的优势更适合于大长度超导电缆应用。设计并搭建了螺旋型波纹管液氮流动压降特性实验台,不仅可以方便地更换被测波纹管样品,而且允许插入不同规格的线芯模拟物。利用该实验台测量了液氮流量1~9 L/min区间内不同规格(通径11~15 mm)螺旋型波纹管插入4 mm线芯后的流动压降特性。实验结果验证了三维波纹管压降损失数值模型的准确性。同时,通过进行不同尺寸波纹管实验,发现尺寸变化对摩擦因子变化规律的影响不明显,这为通过该实验台获得小管径实验数据用于指导大管径实际应用波纹管设计提供了理论基础。 相似文献
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波纹管内流动特性的实验研究 总被引:2,自引:0,他引:2
随着超导技术的发展,高温超导电缆在电力输运中逐渐得到重视并进行了广泛的研究.由于波纹管具有良好的柔韧性和收缩性,在高温超导电缆中得到应用.波纹管内的流动压力损失参数是高温超导电缆低温系统重要的设计参数,因而研究波纹管内的流动特性具有重要的意义.对通径为6 mm,8 mm和10 mm的波纹管内液氮和氮气的流动特性进行了实验研究.液氮实验结果表明:液氮在波纹管内的流动具有波动性.在4000~40000的雷诺数范围内,测量了氮气的质量流量和压力损失,计算得到流动摩擦系数.分析表明:压力损失随雷诺数的增大而增大;波纹管的摩擦系数要高于光管,摩擦系数随雷诺数的增大而减小,摩擦系数随t/d的减小而减小. 相似文献
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选择304LN 不锈钢作为冷屏的制作材料,将杜瓦冷屏分为16 个扇区,每个扇区由20 个子部分组成,在每一个子部分上布置相应的冷却管。选择液氦作为冷却剂。为检验杜瓦冷屏结构是否符合设计要求,分析了杜瓦冷屏的传热方式以及冷却原理,利用FLUENT 软件对设计的冷屏结构进行了热分析,得到了杜瓦冷屏面板的温度分布情况以及冷却管道进出口压力差。结果表明,杜瓦冷屏面板温度和冷却管道进出口压力差在合理范围内,验证了冷却管道布局的合理性,为后续杜瓦冷屏的设计提供了重要参考。 相似文献
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����������������� �� 《核聚变与等离子体物理》2020,39(4):343-347
Cryostat thermal shield (CTS) of China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) is designed with 304LN stainless steel being selected as the CTS material. The CTS is divided into 16 sectors with each sector encompassing 20 sub-sectors, the corresponding cooling tubes are arranged on each sub-sector of the CTS panel sector, and liquid helium is selected as the coolant. The thermal analysis of the designed CTS structure is performed based on FLUENT, and the temperature distribution of the CTS panel and the pressure difference between the inlet and outlet of the cooling pipeline are obtained. The results show that the temperature of the CTS panel and the pressure difference between the inlet and outlet of the cooling tubes are within a reasonable range, which verifies the rationality of the layout of the cooling pipeline, and it provides reference for optimal design of the CTS. 相似文献
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对聚变堆中心螺管(CS)线圈中,铠装电缆导体(CICC)中的SS316LN 不锈钢铠甲在运行状态下的断裂性能进行了测试分析。结果显示SS316LN 疲劳裂纹扩展性能较稳定,断裂韧性在经历冷变形与时效热处理后出现了大幅度衰减。此结果为未来核聚变堆超导线圈的设计与性能分析提供了数据参考。 相似文献
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《中国物理 B》2015,(12)
Transcranial Hall-effect stimulation(THS) is a new stimulation method in which an ultrasonic wave in a static magnetic field generates an electric field in an area of interest such as in the brain to modulate neuronal activities. However, the biophysical basis of simulating the neurons remains unknown. To address this problem, we perform a theoretical analysis based on a passive cable model to investigate the THS mechanism of neurons. Nerve tissues are conductive; an ultrasonic wave can move ions embedded in the tissue in a static magnetic field to generate an electric field(due to Lorentz force).In this study, a simulation model for an ultrasonically induced electric field in a static magnetic field is derived. Then,based on the passive cable model, the analytical solution for the voltage distribution in a nerve tissue is determined. The simulation results showthat THS can generate a voltage to stimulate neurons. Because the THS method possesses a higher spatial resolution and a deeper penetration depth, it shows promise as a tool for treating or rehabilitating neuropsychiatric disorders. 相似文献