本文關(guān)鍵詞：高功率回旋管熱分析及散熱技術(shù)研究

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【摘要】：回旋管是一種基于電子回旋諧振受激輻射機(jī)理工作的新型電真空器件,因其在毫米波及亞毫米波段具有高功率,高效率和寬帶寬等優(yōu)點(diǎn),為毫米波及亞毫米波在雷達(dá),電子戰(zhàn),通信,受控?zé)岷司圩�、高功率微波武�?新型材料和醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的前景。近年來(lái),回旋管輸出功率越來(lái)越高,已研制出毫米波段上百千瓦的連續(xù)波功率和吉瓦級(jí)的脈沖功率。隨著輸出功率的增加,對(duì)高功率回旋管散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也面臨巨大挑戰(zhàn)。因?yàn)橹谱骰匦艿牟牧暇哂薪橘|(zhì)損耗,在回旋管工作時(shí)有一部分功率會(huì)以熱的形式耗散掉。如果沒(méi)有對(duì)回旋管散熱系統(tǒng)進(jìn)行有效設(shè)計(jì),尤其在高功率工作時(shí),回旋管會(huì)因溫度過(guò)高而損壞。因此,對(duì)回旋管進(jìn)行散熱研究,對(duì)提高回旋管的穩(wěn)定性、可靠性和壽命具有重要意義。本論文主要對(duì)110GHz回旋振蕩管的電子槍陰極和高頻諧振腔進(jìn)行了熱分析和散熱研究。本文內(nèi)容的主要工作如下:1.簡(jiǎn)要介紹了回旋振蕩管和傳熱學(xué)的相關(guān)理論及ANSYS軟件對(duì)回旋振蕩管電子槍和高頻結(jié)構(gòu)的一些基本理論做了簡(jiǎn)單介紹,分析了一些參數(shù)變化對(duì)電子槍和高頻結(jié)構(gòu)性能的影響;對(duì)傳熱學(xué)的基本理論和主要傳遞方式(熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射)做了闡述和對(duì)流換熱微分方程進(jìn)行了推導(dǎo);對(duì)ANSYS軟件的主要功能和熱分析的過(guò)程步驟的介紹。2.對(duì)回旋管電子槍的熱分析電子槍是高功率回旋管的“心臟”,為回旋管提供注波互作用的電子束,電子槍質(zhì)量的好壞直接影響著回旋管的可靠性和壽命。本文主要利用ANSYS軟件對(duì)電子槍進(jìn)行仿真建模,然后對(duì)其溫度分布和形變大小進(jìn)行分析。主要通過(guò)增加燈絲加熱功率,優(yōu)化燈絲數(shù)目和排列方式,對(duì)槍芯支撐筒切縫等方式使電子槍發(fā)射帶表面溫度達(dá)到發(fā)射要求,通過(guò)對(duì)燈絲數(shù)目、燈絲排列方式、支撐筒切縫數(shù)目和切縫角度的優(yōu)化,最終使發(fā)射帶表面溫度在1000℃以上,表面溫差在1℃以下。然后對(duì)電子槍進(jìn)行形變分析。3.對(duì)回旋管高頻諧振腔的熱分析利用ANSYS軟件對(duì)回旋管高頻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熱分析,對(duì)比分析了均勻加載和非均勻加載的溫度分布結(jié)果,通過(guò)優(yōu)化諧振腔外壁散熱開(kāi)槽方式和散熱槽尺寸,設(shè)計(jì)了良好的散熱結(jié)構(gòu)。然后通過(guò)HFSS軟件仿真分析了諧振腔形變對(duì)諧振模式和頻率的影響。
【關(guān)鍵詞】：回旋管 電子槍 諧振腔 ANSYS 熱分析
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN12
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 回旋管發(fā)展簡(jiǎn)介10-14
• 1.2 研究背景及意義14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本學(xué)位論文的主要工作與結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 傳熱學(xué)理論與ANSYS軟件介紹19-36
• 2.1 傳熱學(xué)基本理論19-21
• 2.1.1 傳熱學(xué)主要研究?jī)?nèi)容及方法19
• 2.1.2 熱能傳遞的基本方式19-21
• 2.2 對(duì)流換熱理論21-30
• 2.2.1 對(duì)流換熱的微分方程組22-25
• 2.2.2 對(duì)流換熱問(wèn)題的相似理論和實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式25-30
• 2.2.2.1 相似理論25-26
• 2.2.2.2 自然對(duì)流換熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式26-28
• 2.2.2.3 強(qiáng)制對(duì)流換熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式28-30
• 2.3 ANSYS簡(jiǎn)介30-35
• 2.3.1 ANSYS軟件簡(jiǎn)介30
• 2.3.2 ANSYS熱分析簡(jiǎn)介30-33
• 2.3.3 ANSYS熱分析流程33-34
• 2.3.4 ANSYS熱形變分析簡(jiǎn)介34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 回旋管電子槍陰極熱分析36-52
• 3.1 磁控注入電子槍簡(jiǎn)介36-37
• 3.2 電子槍熱分析的前處理37-39
• 3.2.1 模型的創(chuàng)建37-38
• 3.2.2 電子槍陰極各部件材料特性38
• 3.2.3 電子槍陰極的邊界條件38-39
• 3.3 電子槍陰極熱分析初步結(jié)果39-40
• 3.4 電子槍陰極發(fā)射帶表面溫度優(yōu)化40-44
• 3.4.1 加熱功率對(duì)發(fā)射帶表面溫度的影響40-41
• 3.4.2 燈絲數(shù)目對(duì)陰極發(fā)射帶表面溫度的影響41-43
• 3.4.3 燈絲位置對(duì)發(fā)射帶表面溫度的影響43-44
• 3.5 電子槍陰極加熱效率優(yōu)化44-48
• 3.5.1 開(kāi)槽數(shù)目對(duì)發(fā)射帶溫度分布的影響44-46
• 3.5.2 開(kāi)槽角度對(duì)發(fā)射帶溫度分布的影響46-48
• 3.6 電子槍陰極熱形變分析48-51
• 3.7 小結(jié)51-52
• 第四章 回旋管互作用諧振腔的熱特性分析52-67
• 4.1 互作用諧振腔的歐姆損耗計(jì)算52-55
• 4.2 互作用諧振腔的熱分析55-63
• 4.2.1 互作用諧振腔的邊界條件55-57
• 4.2.2 熱流密度的加載方式57-59
• 4.2.3 互作用諧振腔散熱槽的優(yōu)化設(shè)計(jì)59-63
• 4.3 互作用諧振腔的熱形變分析63-65
• 4.3.1 諧振腔熱形變分析的邊界條件63-64
• 4.3.2 諧振腔熱形變分析的結(jié)果64-65
• 4.4 諧振腔形變對(duì)冷腔性能的影響65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻碩期間取得的研究成果73-74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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8 萬(wàn)寶，

本文編號(hào)：652285