熱真空電磁泵是一種在熱真空環(huán)境條件下使用的高溫電磁泵,換熱途徑的缺失使得設(shè)備整體溫度很高,高溫會使結(jié)構(gòu)和功能材料的性能劇烈下降。本文采用數(shù)值計算方法對中國原子能科學(xué)研究院研制的小型NaK熱真空電磁泵內(nèi)構(gòu)件溫度分布進行了計算。結(jié)果表明:在泵溝外壁采用真空隔熱屏、氣密腔室內(nèi)外壁噴涂黑體涂層的熱控措施行之有效,降低了設(shè)備內(nèi)構(gòu)件尤其是勵磁線圈的溫度,提高了設(shè)備的使用壽命。 

【文章來源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

小型NaK熱真空電磁泵結(jié)構(gòu)

幾何建模過程中的合理簡化可有效節(jié)約計算資源[5],縮短計算時間。對電磁泵進行傳熱計算時,固體計算域主要包括泵溝、陶瓷內(nèi)環(huán)、線圈、線圈陶瓷纖維側(cè)板、硅鋼、硅鋼壓條、硅鋼固定件、端側(cè)安裝板、端側(cè)定位法蘭、外殼、側(cè)端蓋等區(qū)域;流體計算域為固體結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充的氣體空間與外部環(huán)境域。根據(jù)對傳熱過程的分析,主要簡化包括:勵磁線圈由金屬導(dǎo)體和電工絕緣物兩種固體材料組成,金屬導(dǎo)體與絕緣物之間接觸緊密且存在多層結(jié)構(gòu),對線圈直接建模會使模型變得極其復(fù)雜,網(wǎng)格數(shù)量激增,故將線圈等效為均質(zhì)均勻體;定子硅鋼由多片厚度很薄的電工硅鋼片堆疊后壓緊而成,將其簡化視為一整體。簡化后的模型如圖2所示。在電磁泵中,硅鋼與外殼內(nèi)壁面有一定接觸�？紤]到實際運行過程中接觸形式的可能變化,以及對此區(qū)域進行幾何建模和網(wǎng)格劃分的便利性,將其接觸方式簡化為面接觸,并對硅鋼與外殼內(nèi)壁面采用不同的接觸面積簡化方式。計算時采用的不同接觸面積示意圖如圖3所示。

在電磁泵中,硅鋼與外殼內(nèi)壁面有一定接觸�？紤]到實際運行過程中接觸形式的可能變化,以及對此區(qū)域進行幾何建模和網(wǎng)格劃分的便利性,將其接觸方式簡化為面接觸,并對硅鋼與外殼內(nèi)壁面采用不同的接觸面積簡化方式。計算時采用的不同接觸面積示意圖如圖3所示。為阻擋泵溝內(nèi)高溫工質(zhì)向定子及線圈方向的傳熱,泵溝中設(shè)計真空隔熱屏,如圖4所示,真空隔熱層厚0.3 mm、真空熱屏結(jié)構(gòu)管厚0.5 mm。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]小型NaK熱真空電磁泵設(shè)計及其特性實驗研究[J]. 畢可明,陳碩,柴寶華,劉天才,杜開文,衛(wèi)光仁.  原子能科學(xué)技術(shù). 2020(03)
[2]圓柱型感應(yīng)式鈉電磁泵自然對流下的三維溫度場仿真研究[J]. 宋德寬,詹佳碩,鄭向陽,張琭,彭康偉,杜麗巖.  核科學(xué)與工程. 2016(06)
[3]CARR輻照壓水堆小組件熱工水力分析[J]. 尹皓,鄒耀,劉興民.  原子能科學(xué)技術(shù). 2015(06)
[4]接觸熱阻與接觸導(dǎo)熱填料[J]. 任紅艷,胡金剛.  宇航材料工藝. 1999(06)

碩士論文
[1]高溫磁力泵基于多場耦合數(shù)值分析的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和實驗研究[D]. 董哲明.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[2]定位格架對燃料組件流動傳熱特性影響的數(shù)值模擬研究[D]. 晁嫣萌.北京交通大學(xué) 2015



本文編號：3243646