回旋行波管是一種重要的毫米波器件,在軍事領(lǐng)域等方面有著廣泛應(yīng)用。回旋行波管主要由電子槍、收集極、高頻結(jié)構(gòu)、輸入輸出系統(tǒng)等幾大部分組成。它的工作原理是:電子槍發(fā)射電子,在電磁場作用下作螺旋運動進(jìn)入高頻結(jié)構(gòu),電子注與電磁場互作用使微波能量放大,剩余電子被收集極回收。隨著回旋行波管工作頻率不斷提升,對整管的性能要求越來越高。在注波互作用階段,為了抑制自激振蕩等競爭模式,高頻結(jié)構(gòu)添加環(huán)狀損耗介質(zhì)。介質(zhì)表面沉積熱耗散功率,致使高頻結(jié)構(gòu)溫度升高;電子進(jìn)入收集極后,擊打收集極內(nèi)壁,電子動能轉(zhuǎn)化為熱能,使收集極溫度升高。隨著回旋行波管功率容量不斷提升,無氧銅溫度越來越高,流體相變體積分?jǐn)?shù)增大,流體散熱滯緩甚至停止,導(dǎo)致回旋行波管內(nèi)壁受熱不均被氧化、腐蝕和燒灼。為了提高回旋行波管性能,需要外部水冷降低回旋行波管溫度。為解決以上問題,本文基于回旋行波管工作原理、熱分析基礎(chǔ)和流體力學(xué)理論,設(shè)計并比較了多種收集極和高頻結(jié)構(gòu)的水冷系統(tǒng),通過ANSYS Fluent進(jìn)行了熱分析。本論文主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點有:1、收集極熱分析。傳統(tǒng)收集極不能滿足流體較大湍流性,在直槽基礎(chǔ)之上,分別設(shè)計了直槽底部增加圓槽、葉片增加...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 回旋行波管研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 回旋行波管工作原理及研究意義
    1.2 回旋行波管國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 流體力學(xué)熱分析理論基礎(chǔ)
    2.1 熱分析基礎(chǔ)
    2.2 穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)
        2.2.1 熱傳導(dǎo)基本定律
        2.2.2 圓筒壁的熱傳導(dǎo)熱
    2.3 換熱理論基礎(chǔ)
    2.4 管內(nèi)流體換熱相關(guān)公式
    2.5 ANSYS FLUENT簡介以及有限體積法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 回旋行波管收集極熱分析
    3.1 回旋行波管收集極熱機(jī)理
    3.2 散熱原理
    3.3 穩(wěn)態(tài)收集極熱分析
        3.3.1 收集極的基本結(jié)構(gòu)與仿真
        3.3.2 收集極的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與仿真
        3.3.3 收集極各結(jié)構(gòu)對比
    3.4 本章小結(jié)
第四章 回旋行波管高頻結(jié)構(gòu)熱分析
    4.1 高頻結(jié)構(gòu)簡介
    4.2 高頻結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果
        4.2.1 傳統(tǒng)方形冷卻槽高頻結(jié)構(gòu)仿真
        4.2.2 島型冷卻槽高頻結(jié)構(gòu)仿真
        4.2.3 螺旋型冷卻槽高頻結(jié)構(gòu)仿真
        4.2.4 各散熱結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果對比
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間的研究成果



本文編號：3859314