ITER超導(dǎo)饋線低溫部件冷卻介質(zhì)流動與傳熱模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
發(fā)布時間:2021-12-02 16:17
ITER裝置超導(dǎo)饋線系統(tǒng)中的線圈終端盒(CTB)是饋線系統(tǒng)的低溫、管線纜和閥門控制車間,是饋線系統(tǒng)最末端的接口和屏蔽部件,是系統(tǒng)運行的基本保證,其中冷屏是保證線圈終端盒低溫環(huán)境的關(guān)鍵部件,位于室溫殼體與超低溫工作區(qū)域之間,起到阻擋熱輻射的作用。本文以80K低溫冷屏作為研究對象,對冷屏冷卻管道出現(xiàn)裂紋造成氦氣泄漏的極端工況進行研究,并通過管路內(nèi)部氣體流場的分析探索了管道產(chǎn)生裂紋原因,進而改進冷屏管道排列結(jié)構(gòu)。首先對管道裂紋造成的氦氣泄漏情況進行理論分析,并依據(jù)管道氣體泄漏理論對氦氣泄漏質(zhì)量流率理論公式進行了整理總結(jié)。之后主要應(yīng)用計算流體軟件FLUENT建立了管路氦氣泄漏模型,提出了研究低溫氦氣泄漏的數(shù)值模擬方法,計算得到管道發(fā)生泄漏3s過程中的瞬態(tài)泄漏質(zhì)量流率,速度分布、壓力曲線和溫度曲線?紤]到冷氦氣泄漏對線圈終端盒的影響,比較分析了不同管路壓力和不同尺寸管路裂縫泄漏流場分布,驗證了模型建立的合理性,并為超導(dǎo)饋線系統(tǒng)冷卻管路氦氣泄漏監(jiān)測診斷提供一定的參數(shù)依據(jù)。文章根據(jù)線圈終端盒冷屏運行特點,結(jié)合冷屏受到的熱負荷以及冷屏結(jié)構(gòu)尺寸對冷屏表面溫度進行了理論計算,確定了冷屏表面理論最高溫度和冷...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
致謝
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 課題研究方向及現(xiàn)狀
1.2.1 高壓管路泄漏課題研究
1.2.2 高壓管路彎管流場研究
1.3 論文主要內(nèi)容
1.3.1 課題來源與目的
1.3.2 論文主要工作
第二章 研究理論基礎(chǔ)
2.1 管道氣體泄漏理論
2.2 管道泄漏檢測方法
2.3 管道問題研究手段
2.4 本章小結(jié)
第三章 冷屏冷卻管路泄漏模擬研究
3.1 冷屏管道泄漏模型的建立
3.1.1 一般管道泄漏模型
3.1.2 修正后管道泄漏模型
3.2 基于FLUENT的管路泄漏數(shù)值模擬
3.2.1 管道泄漏現(xiàn)代分析方法
3.2.2 數(shù)值模型的選擇
3.2.3 數(shù)值模型的建立與計算
3.2.4 數(shù)值結(jié)果驗證
3.3 不同條件對管道泄漏的影響
3.3.1 不同管道內(nèi)壓對泄漏的影響
3.3.2 不同管道裂縫尺寸對泄漏的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 冷屏的管路布局優(yōu)化
4.1 冷屏基本性能參數(shù)
4.1.1 冷屏熱負荷
4.1.2 冷屏關(guān)鍵參數(shù)
4.2 冷屏管路流場研究
4.2.1 管路彎道流場理論
4.2.2 管路彎道流場優(yōu)化數(shù)值模擬
4.3 冷屏管路布局改進
4.3.1 流固耦合理論
4.3.2 管道模型介紹
4.3.3 管路彎道結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)值模擬
4.3.4 優(yōu)化后冷屏結(jié)構(gòu)
4.3.5 冷屏熱性能驗證
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同湍流模型在90°彎管數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J]. 董亮,劉厚林,代翠,杜輝. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(12)
[2]基于FLUENT的制動管路流阻特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 王道斌,趙文利. 機電工程. 2012(10)
[3]ITER極向場線圈過渡饋線冷屏的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與傳熱耦合分析[J]. 董標,韓曼芬,王開松,宋云濤,王忠偉,程勇,呂佳佳,邵珠振,馮昌樂,徐楊. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2011(05)
[4]燃氣管道泄漏過程模型的研究進展[J]. 桑博,蘭惠清,余學(xué)立,何仁洋,康正凌,崔鉞. 油氣儲運. 2011(08)
[5]ITER校正場過渡饋線冷質(zhì)支撐的設(shè)計與傳熱分析[J]. 董標,陳兆杰,王開松,宋云濤,程勇,呂佳佳. 低溫與超導(dǎo). 2011(05)
[6]新型輸液90°彎頭結(jié)構(gòu)流固耦合特性[J]. 王艷林,吳蘭鷹,王自東. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2010(07)
[7]彎管壓降隨迪恩渦的變化規(guī)律及數(shù)值模擬[J]. 湛含輝,朱輝,李燦,馬滿英. 機械設(shè)計與制造. 2010(04)
[8]高壓管道天然氣泄漏擴散過程的數(shù)值模擬[J]. 董剛,唐維維,杜春,楊君濤,于彥飛. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2009(06)
[9]管道輸運高壓氫氣與天然氣的泄漏擴散數(shù)值模擬[J]. 劉延雷,徐平,鄭津洋,趙永志,陳虹港,鄧貴德,陳瑞. 太陽能學(xué)報. 2008(10)
[10]彎曲輸流管道流固耦合流動特性研究[J]. 徐合力,蔣炎坤. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2008(02)
碩士論文
[1]壓縮天然氣汽車高壓管路流場特性計算分析及優(yōu)化布局設(shè)計[D]. 曹洪全.西華大學(xué) 2011
[2]室內(nèi)燃氣泄漏擴散規(guī)律的理論與實驗研究[D]. 王國磊.山東建筑大學(xué) 2011
[3]中性束注入系統(tǒng)液氦輸送管真空多層絕熱研究[D]. 樂瑞文.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3528772
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
致謝
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 課題研究方向及現(xiàn)狀
1.2.1 高壓管路泄漏課題研究
1.2.2 高壓管路彎管流場研究
1.3 論文主要內(nèi)容
1.3.1 課題來源與目的
1.3.2 論文主要工作
第二章 研究理論基礎(chǔ)
2.1 管道氣體泄漏理論
2.2 管道泄漏檢測方法
2.3 管道問題研究手段
2.4 本章小結(jié)
第三章 冷屏冷卻管路泄漏模擬研究
3.1 冷屏管道泄漏模型的建立
3.1.1 一般管道泄漏模型
3.1.2 修正后管道泄漏模型
3.2 基于FLUENT的管路泄漏數(shù)值模擬
3.2.1 管道泄漏現(xiàn)代分析方法
3.2.2 數(shù)值模型的選擇
3.2.3 數(shù)值模型的建立與計算
3.2.4 數(shù)值結(jié)果驗證
3.3 不同條件對管道泄漏的影響
3.3.1 不同管道內(nèi)壓對泄漏的影響
3.3.2 不同管道裂縫尺寸對泄漏的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 冷屏的管路布局優(yōu)化
4.1 冷屏基本性能參數(shù)
4.1.1 冷屏熱負荷
4.1.2 冷屏關(guān)鍵參數(shù)
4.2 冷屏管路流場研究
4.2.1 管路彎道流場理論
4.2.2 管路彎道流場優(yōu)化數(shù)值模擬
4.3 冷屏管路布局改進
4.3.1 流固耦合理論
4.3.2 管道模型介紹
4.3.3 管路彎道結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)值模擬
4.3.4 優(yōu)化后冷屏結(jié)構(gòu)
4.3.5 冷屏熱性能驗證
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同湍流模型在90°彎管數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J]. 董亮,劉厚林,代翠,杜輝. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(12)
[2]基于FLUENT的制動管路流阻特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 王道斌,趙文利. 機電工程. 2012(10)
[3]ITER極向場線圈過渡饋線冷屏的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與傳熱耦合分析[J]. 董標,韓曼芬,王開松,宋云濤,王忠偉,程勇,呂佳佳,邵珠振,馮昌樂,徐楊. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2011(05)
[4]燃氣管道泄漏過程模型的研究進展[J]. 桑博,蘭惠清,余學(xué)立,何仁洋,康正凌,崔鉞. 油氣儲運. 2011(08)
[5]ITER校正場過渡饋線冷質(zhì)支撐的設(shè)計與傳熱分析[J]. 董標,陳兆杰,王開松,宋云濤,程勇,呂佳佳. 低溫與超導(dǎo). 2011(05)
[6]新型輸液90°彎頭結(jié)構(gòu)流固耦合特性[J]. 王艷林,吳蘭鷹,王自東. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2010(07)
[7]彎管壓降隨迪恩渦的變化規(guī)律及數(shù)值模擬[J]. 湛含輝,朱輝,李燦,馬滿英. 機械設(shè)計與制造. 2010(04)
[8]高壓管道天然氣泄漏擴散過程的數(shù)值模擬[J]. 董剛,唐維維,杜春,楊君濤,于彥飛. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2009(06)
[9]管道輸運高壓氫氣與天然氣的泄漏擴散數(shù)值模擬[J]. 劉延雷,徐平,鄭津洋,趙永志,陳虹港,鄧貴德,陳瑞. 太陽能學(xué)報. 2008(10)
[10]彎曲輸流管道流固耦合流動特性研究[J]. 徐合力,蔣炎坤. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2008(02)
碩士論文
[1]壓縮天然氣汽車高壓管路流場特性計算分析及優(yōu)化布局設(shè)計[D]. 曹洪全.西華大學(xué) 2011
[2]室內(nèi)燃氣泄漏擴散規(guī)律的理論與實驗研究[D]. 王國磊.山東建筑大學(xué) 2011
[3]中性束注入系統(tǒng)液氦輸送管真空多層絕熱研究[D]. 樂瑞文.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3528772
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hkxlw/3528772.html
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