【摘 要】
：
针对Nb3Sn超导材料在高场超导磁体应用过程中存在失超的安全性问题,对该超导材料的失超传播速度展开深入研究.从失超传播过程中存在电场、磁场和温度场多物理场耦合的特点出发,提出了一种基于COM-SOL多物理场耦合有限元分析的失超传播速度研究方法,得到Nb3Sn超导磁体失超传播速度随电场、温度和磁感应强度的变化规律.研究结果表明,当磁场为10 T时,所提出的有限元法与Wilson解析法得到的失超传播速度具有很好的一致性,其相关系数达到99％.
【机 构】
：
中国科学院电工研究所,北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院电工研究所,北京100190
论文部分内容阅读
针对Nb3Sn超导材料在高场超导磁体应用过程中存在失超的安全性问题,对该超导材料的失超传播速度展开深入研究.从失超传播过程中存在电场、磁场和温度场多物理场耦合的特点出发,提出了一种基于COM-SOL多物理场耦合有限元分析的失超传播速度研究方法,得到Nb3Sn超导磁体失超传播速度随电场、温度和磁感应强度的变化规律.研究结果表明,当磁场为10 T时,所提出的有限元法与Wilson解析法得到的失超传播速度具有很好的一致性,其相关系数达到99％.
其他文献
针对煤层气直接液化分离存在尾气未利用或利用不充分的问题,提出一种新型含氧煤层气直接液化分离流程,新流程不仅采用吸收式制冷循环降低能耗,而且利用了尾气燃烧所提供的热量.基于所提出的流程,对不同浓度煤层气的液化分离进行了工艺优化研究,研究表明,对低浓度的煤层气,采用吸收式制冷流程可显著降低能耗,对于中高浓度的煤层气,则需考虑吸收式制冷环节设备投资和能耗降低两者之间的平衡作出选择.
为了提高蜂窝固体除湿器的除湿效率,降低蜂窝固体除湿器再生能耗,本文提出了金属有机框架材料(MOF)型固体除湿器,并搭建了MOF型固体除湿器实验台,测试了除湿器除湿和再生性能.实验表明:MOF型固体除湿器存在8 min的最佳操作周期;处理空气含湿量从50％增加到90％时,单位质量除湿剂的除湿量由1.4 kg/(kg·h)迅速增至4.9 kg/(kg·h);处理空气温度从20℃增加到40℃时,单位质量除湿剂的除湿量由3.42 kg/(kg·h)增加至7.48 kg/(kg·h).再生温度从50℃增加到90℃时
为明确超声速膨胀过程中甲烷气体的低温凝结特性,建立了甲烷气体超声速凝结数学模型,采用FLU-ENT软件模拟了Laval喷管内甲烷气体超声速凝结流动规律,分析了不同出口背压对Laval喷管内甲烷气体液化性能的影响.结果 表明,甲烷气体在喷管喉部后达到极限过冷度发生凝结,成核率在极短的距离内上升到峰值,然后又降低至0,在成核率增长初期,液滴半径迅速增大,甲烷凝结释放潜热使得过冷度和马赫数降低,液滴生长速率降低,液滴半径在喷管出口处达到最大值;随着喷管压力比增大,喷管出口处开始产生激波并向喉部方向移动,当激波到
针对热管整流柜散热问题,介绍了热管技术,以及管型热管散热器和环型热管散热器的工作原理,分析了串联风道热管整流柜和并联风道热管整流柜的设计特点,并通过实验验证了两种风道结构对整流柜散热效果的影响.实验结果表明:热管整流柜风道设计对散热的效果存在很大的影响.只有遵循自冷散热规律,根据不同散热器的特点合理地设计风道,才能达到理想的散热效果.
对于冷冻冷藏设备,目前普遍使用的制冷剂R404A的替代问题较为迫切,R407A、R407F比R404A的GWP值低且对环境影响小,可作为R404A中短期替代制冷剂.试验以制冷量为10320 W的冷风机-冷凝压缩机组为对象,对制冷剂R407A、R407F、R404A进行热力分析,研究前两者替代后者的可行性.结果 表明,在试验工况范围内,R407A、R407F比R404A制冷量分别高4.8％ ～14.9％、8.7％ ～ 18.2％,能效比分别高2.6％ ～ 15％、6.2％～10.8％,三者的输入功率基本相同
针对普通冷藏系统在低温工况下存在排气温度过高、制冷性能减弱和单级压缩系统压比过大等问题,开发出一套准双级压缩的微通道换热器型冷藏系统.研究了该新型冷藏系统在不同补气方式下,压缩机的转速对系统性能的影响.试验结果表明:在库内外环境温度为0℃、32℃时,主阀过热度设为6K、补阀过热度设为25 K、压缩机转速4000 r/min、采用低压补气是性能最为优越的匹配.与不补气系统相比,低压补气系统在压缩机转速从3000r/min增加到5000r/min时,压缩机功率增大1.327 kW;制冷量增大36.20％;CO
高温超导线圈的交流损耗直接关系到超导电力装置的效率及运行成本,一直是超导技术的研究热点.高温超导线圈磁化损耗的研究主要集中在mT级别磁场强度,较强外加磁场的磁化损耗对线圈参数的依赖规律有待明确.在超导带材使用总量相同的条件下,利用有限元仿真软件分别搭建单根单饼、双根单饼及双根双饼三种超导线圈模型,通过改变外加磁场频率及强度,研究带材堆叠及饼状线圈两种特性,探寻适用于不同工况下损耗最低的超导线圈结构.经过仿真分析,在工频50 Hz、高磁场下,双根双饼结构线圈磁化损耗最低;其他任意工况及磁场条件下,双根单饼结
改进了太阳能相变墙源蒸发器仿真模型,模型中考虑了相变层与铜管壁间的自然对流传热,用实验数据验证了该模型,并分析了制冷剂流速等因素对蒸发器换热量的影响.结果 表明,当太阳能辐射强度为250 W/m2时,系统COP可达4.6.自然对流换热提高了蒸发器换热量,并且蒸发器换热量随太阳辐射强度、制冷剂流速和相变材料导热系数的增加而增加,随着相变层厚度的增加而减小.
利用超导材料的零电阻,大载流特性,可解决常导电磁悬浮(EMS,Electromagnetic Suspension)系统中存在的线圈耗能严重,磁体易发热等问题.提出了一种“高温超导+常导”结构的混合EMS系统,其中,超导线圈置于U型铁芯中间,提供列车所需主要悬浮力,常导线圈置于U型铁芯两端,起调节控制作用.通过对该系统进行建模,并利用ANSYS Maxwell 2D仿真模块对其悬浮力进行分析,验证系统的性能与可靠性.结果 表明,所提出的混合模型相较常导EMS模型悬浮性能具有较大提升,且常导线圈具有很好的调
将高温超导脉冲变压器和XRAM电路相结合,理论上可以降低电感充电功率的要求并可以获得高幅值的电流脉冲.基于两个小型高温超导脉冲变压器模块搭建了XRAM结构的连续脉冲电源电路实验平台,并分别在常温和液氮温度下对电路进行了验证性实验.在5 Hz的固定工作频率下,液氮温度下测得的实验波形与仿真波形基本一致,且需要的初级充电功率为1.35 kW,远小于常温下34.2 kW的功率需求.实验结果证明了基于高温超导脉冲变压器的XRAM电路是可行的,且相对于传统电感储能,超导电感储能在降低对初级充电电源的电压和功率要求方