小样品低温动态传热的行波解

研究了小样品在过冷液氮中快速运动时瞬时动态传热特性,根据双曲型热传输理论推导了该系统中温度场的行波解,结果表明小样品的传热明显遵循波的特性;同时导出了无量纲的冷却速率随热马赫数的增加而增加,说明提高小样品的运动速率有利于提高冷却速率.比较了理论和实验温降曲线,两种曲线的一致性,说明按双曲线模型理论计算小样品的低温动态传热是可行的.

低温永磁波荡器过冷液氮冷却系统的设计

低温永磁波荡器(Cryogenic Permanent Magnet Undulator,CPMU)是目前插入件技术发展的主要方向之一,其利用一些永磁材料,如钕铁硼(Nd Fe B)或镨铁棚(Pr Fe B)的磁场性能在低温下明显高于室温的特性来提高波荡器性能和光源束流品质,工作温区为50-150 K,需要冷却系统的冷却。CPMU冷却系统主要包括过冷液氮冷却系统和磁体阵列冷却回路。本文介绍了上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)CPMU过冷液氮冷却系统的设计方案和设计参数,进行了系统主要热负载的分析;对冷却系统中关键设备之一的过冷换热器进行了设计,并计算分析了过冷氮流经CPMU冷却系统的全程阻力损失,为系统另一关键设备液氮泵的选型提供依据。对CPMU过冷液氮冷却系统进行的在线测试表明,该设计满足CPMU样机的冷却需求。

超导电缆循环过冷液氮温度场模拟

建立了循环过冷液氮在恒温器内迫流冷却超导电缆的模型,利用Fluent软件模拟了30 m电缆系统内液氮温度场在不同流量、终端漏热、交流损耗等工况条件下的变化情况。仿真结果表明,在终端漏热和交流损耗一定时,液氮出口断面的最高温度随流量的增大而降低;在流量和交流损耗一定时,液氮出口断面的最高温度随终端漏热的增大而升高;在流量和终端漏热一定时,液氮出口断面的最高温度随交流损耗的变化不明显。

基于减压降温原理的过冷液氮冷却系统研制

随着超导技术的迅速发展,为超导材料提供低温环境的制冷系统得到了越来越多的关注。本文详细介绍了一种基于减压降温原理的高温超导电机过冷氮冷却系统,包括技术指标及相关要求、总体结构、关键技术、热负荷分析与计算等。系统采用减压降温获得过冷液氮,冷却电机中超导线圈。液氮进口温度68K,出口温度72K。主要由供液杜瓦、过冷箱、抽空泵、超导线圈杜瓦、返液杜瓦、低温管路及温度仪表组成。试验证明,该冷却系统设计合理、操作方便,成功实现了超导电机的加载运行。

低温流量测量与标定系统的研制

为了满足低温流量计的标定校准需求,研制了一套低温流量测量与标定系统;按照要求进行了系统的整体流程及工作模式设计,同时对其中的过冷换热器及液氮泵进行了设计计算及选型;考虑到后期系统的功能扩展,用来进行多种泵的流量特性测试,选取了潜液泵作为动力源及配备了单独的外置泵池;系统采用了标准表法与称重法,配合两套过冷箱,最终实现了液氮流量9.2~102 L/min范围内对低温流量计进行瞬时及累计流量的标定校准,校准误差为1.84‰,满足系统的设计要求。