【摘要】：隨著回旋管的頻率升高,輸出功率變高,對其穩(wěn)定性、可靠性與壽命也提出了更高的要求�；匦苤械母哳l諧振腔的熱特性是直接制約回旋管性能的重要因素。諧振腔在正常工作下會因為介質(zhì)損耗產(chǎn)生歐姆損耗,歐姆損耗產(chǎn)生的熱量過多,會造成諧振腔腔體發(fā)生形變,形變后的諧振腔會影響腔體的諧振頻率,降低注波互作用的效率。Denisov輻射器是接收從高頻結(jié)構(gòu)發(fā)射出來的波束并進(jìn)行處理,它的好壞直接決定了整個模式變換器的性能,需要進(jìn)行良好的散熱設(shè)計。對于回旋管的實際輸出功率,需要設(shè)計水負(fù)載吸收微波,進(jìn)而測量輸出功率的值。本論文主要對回旋管的互作用諧振腔做了流體熱分析和耦合熱形變分析,對Denisov輻射器進(jìn)行了熱分析和優(yōu)化設(shè)計,對水負(fù)載進(jìn)行了設(shè)計仿真和實驗測試。本論文的工作內(nèi)容包括四個方面:1.簡述回旋振蕩管和傳熱學(xué)的相關(guān)理論及ANSYS軟件研究了回旋管的各個組成部分及其工作原理。主要分析了散熱性不足對諧振腔的影響。對傳熱學(xué)的基本傳遞方式和工作機理做了簡單闡述,對流換熱的基本理論簡述和相關(guān)方程推導(dǎo)。對ANSYS Workbench軟件熱分析和熱形變分析的仿真流程和各種邊界條件、相變模型和湍流模型做了基本介紹。2.對回旋管高頻諧振腔的熱分析選擇軸向槽作為諧振腔散熱槽,利用ANSYS軟件對豎槽型諧振腔進(jìn)行熱分析,得到良好的豎槽尺寸。通過ANSYS Workbench軟件對諧振腔進(jìn)行流體熱分析,利用重新計算后的電導(dǎo)率求得非均勻分布的歐姆損耗密度分布,截取諧振腔一部分進(jìn)行流體熱分析。耦合結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊進(jìn)行熱形變分析,通過腔體形變大小,得出諧振頻率的變化和腔內(nèi)電場的變化情況。3.對Denisov輻射器進(jìn)行了熱分析及優(yōu)化設(shè)計對Denisov輻射器進(jìn)行熱分析。在輻射器切口處沒有加散熱槽的情況下,對輻射器外壁開槽,選擇豎直槽和螺旋槽,對開槽個數(shù)和槽寬進(jìn)行設(shè)計,得到良好的散熱結(jié)構(gòu)。在輻射器切口處加入散熱槽進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,求得更加良好的散熱結(jié)構(gòu)。4.水負(fù)載的設(shè)計以及實驗測試?yán)肏FSS電磁仿真軟件對水負(fù)載進(jìn)行仿真優(yōu)化,對傾斜角度和窗片厚度優(yōu)化,設(shè)計符合要求的水負(fù)載。測試輸入和輸出的功率,驗證水負(fù)載設(shè)計的優(yōu)劣。
【圖文】：

回旋管結(jié)構(gòu)圖

如圖2-1~2-3。熱傳導(dǎo)指的是物體本身不存在位移，熱量的傳遞依靠物體內(nèi)部的分子、原子等微觀粒子之間相互移動。熱對流指的是流體在流動過程中，流體自身內(nèi)部相互移動，流體中的冷熱交替混合，實現(xiàn)了熱量的傳遞。熱對流與對流換熱的原理完全不一樣。熱輻射指的是物體輻射出電磁波，另一個物體吸收輻射的能量，這種熱量傳遞的過程稱為熱輻射。自然界存在的熱能傳遞通常是三種方式的兩種或者三種傳遞熱能。以下是對熱能傳遞方式的詳細(xì)介紹。圖 2-1 熱傳導(dǎo)示意圖 圖 2-2 熱對流示意圖 圖 2-3 熱輻射示意圖（1）熱傳導(dǎo)在經(jīng)過實驗測試和理論研究后，用傅里葉定律可以得到熱傳導(dǎo)的基本定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Q=-dtAdx （2-1）式中 是材料的熱導(dǎo)率，熱量傳遞給其他部分使得本部分溫度降低，傳遞到另一部分的溫度升高，，上式是穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱下的傅里葉定律的代數(shù)式。導(dǎo)熱系數(shù) 決定了材料導(dǎo)熱性能的好壞，是材料自身的物體屬性，隨著溫度的變化而變化，單位是W / m K，其中金屬 非金屬固體 液體 氣體 。（2）熱對流流體在流動過程中，流體自身內(nèi)部相互移動，流體中的冷熱交替混合，伴隨著熱量的轉(zhuǎn)移，對流換熱中包含熱傳導(dǎo)和熱對流兩個傳熱過程，是同時發(fā)生的，流體經(jīng)過物體被
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN12

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本文編號：2601123