本文關鍵詞：復合超導磁體的穩(wěn)定性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超導磁體是用超導導線作勵磁線圈的磁體,與普通線圈組成的磁體相比,超導磁體具有功耗小、體積小和穩(wěn)定性高等優(yōu)點。磁體的穩(wěn)定性是其安全性能的重要指標之一,當前主要通過高熱導率和電導率金屬與超導體組合成復合導體來提高穩(wěn)定性,但帶來了如工作溫度區(qū)小、熱導率高、失超傳播速度快和最小失超能小等問題,給高溫超導磁體的穩(wěn)定運行、失超檢測和保護帶來許多不便。尤其是近幾年,無液氦導冷制冷技術逐漸取代傳統(tǒng)的浸泡冷卻方式,使用和維護更加方便、經(jīng)濟,但無液氦制冷導冷中超導磁體的低溫穩(wěn)定性比直接浸泡式差,這就要求超導磁體必須留有更大的溫度裕度,這對超導磁體穩(wěn)定性提出更為苛刻的要求。低溫/高溫復合超導導體的研究是當前超導領域的一個前沿課題,研究時間不長還不太成熟,低溫/高溫復合超導導體穩(wěn)定性的研究工作還需要充實,復合超導磁體的研究還沒有人涉及。本論文對低溫超導體NbTi/Cu、Nb3Sn和高溫超導體Bi2223/Ag、YBCO組合而成的復合超導導體及磁體的穩(wěn)定性進行了仿真研究和實驗測試。文中討論了冪指數(shù)模型中不同n值及磁場對復合超導導體分流溫度、絕熱和動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)的影響,推導出了復合超導導體的等效n值；對鋪蓋式和圓形截面式復合超導導體熱擾動下的穩(wěn)定性進行了二維數(shù)值模擬,并與傳統(tǒng)低溫超導導體進行比較。電流轉移部分采用了冪指數(shù)模型和Bean模型,用Fortran語言編程計算,結果表明：在相同傳輸電流下,復合超導導體的分流溫度、最小失超能,穩(wěn)定性判據(jù)均較低溫超導導體有明顯的增幅。另外本文還較詳細地給出了低溫/高溫復合超導磁體的設計與制作過程,并進行了復合磁體穩(wěn)定性的實驗測試與仿真計算,對復合超導磁體在不同溫度下的臨界電流、熱擾及失超恢復、最小失超能和失超傳播速度等方面做了分析與討論,結果表明復合超導磁體的穩(wěn)定性較低溫超導磁體有大幅提高。這表明低溫/高溫復合超導磁體作為一種可能的低溫超導磁體的替代品具有一定的實用性和潛在的商業(yè)價值。本文可以為ITER、MRI和NMR等磁體的失超檢測與保護技術,尤其是無液氦制冷導冷技術提供參考。
【關鍵詞】：低溫/高溫復合超導磁體 低溫超導體 超導磁體 穩(wěn)定性 臨界電流
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM26
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-23
• 1.1 課題的研究背景15-16
• 1.2 課題研究的目的和意義16-18
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.4 論文的主要工作22-23
• 第2章 復合超導導體分流溫度的研究23-40
• 2.1 引言23-24
• 2.2 NbTi/Cu與Bi2223/Ag復合超導導體分流溫度的定量計算24-34
• 2.2.1 臨界溫度為9.5K的NbTi/Cu導體24-29
• 2.2.2 臨界溫度為6.5K的NbTi/Cu導體29-34
• 2.3 磁場對Nb_3Sn/Cu復合導體分流溫度影響34-38
• 2.3.1 模型34
• 2.3.2 電流轉移34-35
• 2.3.3 結果和討論35-38
• 2.4 本章小結38-40
• 第3章 復合超導導體的二維傳熱特性40-54
• 3.1 引言40
• 3.2 NbTi/Cu復合超導導體熱擾動下二維傳熱特性的定量計算40-46
• 3.2.1 熱傳導方程41-42
• 3.2.2 熱容和熱傳導系數(shù)42-43
• 3.2.3 電流轉移43-44
• 3.2.4 結果與討論44-46
• 3.3 NbTi/Cu與YBCO涂層復合超導導體熱穩(wěn)定性的定量計算46-53
• 3.3.1 模型46-48
• 3.3.2 熱力學參數(shù)隨溫度變化關系式48-49
• 3.3.3 電流轉移49-50
• 3.3.4 計算結果和討論50-53
• 3.4 本章小結53-54
• 第4章 復合超導導體穩(wěn)定性判據(jù)的分析54-64
• 4.1 引言54
• 4.2 低溫/高溫復合超導導體的磁通跳躍的絕熱穩(wěn)定判據(jù)54-58
• 4.3 低溫/高溫復合超導導體的等效冪指數(shù)58-61
• 4.4 低溫/高溫復合超導導體的動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)61-63
• 4.5 小結63-64
• 第5章 復合超導導體及磁體的設計與制作64-82
• 5.1 引言64
• 5.2 實驗材料參數(shù)64-68
• 5.2.1 高溫超導帶材64-65
• 5.2.2 低溫超導帶材65-66
• 5.2.3 電阻溫度計66-68
• 5.2.4 貼片電阻68
• 5.3 低溫/高溫復合磁體線圈設計68-72
• 5.3.1 線圈銅骨架的設計68-70
• 5.3.2 磁體線圈的電感70
• 5.3.3 磁體線圈的中心場強70-71
• 5.3.4 磁體線圈的引線設計71-72
• 5.4 低溫/高溫復合超導磁體的制作72-81
• 5.4.1 低溫磁體線圈的制作72-77
• 5.4.2 低溫/高溫復合磁體線圈的制作77-81
• 5.5 本章小結81-82
• 第6章 復合導體超導磁體的穩(wěn)定性仿真與實驗研究82-101
• 6.1 引言82
• 6.2 實驗設備與器材82-84
• 6.3 低溫磁體與復合磁體熱擾的仿真與實驗分析84-100
• 6.3.1 臨界電流84
• 6.3.2 熱擾84-88
• 6.3.3 最小失超能88-91
• 6.3.4 失超傳播速度91-96
• 6.3.5 擾動恢復96-100
• 6.4 小結100-101
• 第7章 結論與展望101-103
• 參考文獻103-112
• 附錄A 論文計算中的Fortran參考程序112-121
• A.1 分流溫度112-114
• A.2 熱傳導方程114-118
• A.3 等效n值118-121
• 附錄B 磁體實驗中的CERNOX溫度數(shù)據(jù)121-127
• 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果127-129
• 攻讀博士學位期間參加的科研工作129-131
• 致謝131-133
• 作者簡介133

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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  本文關鍵詞：復合超導磁體的穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：256883