阴极热丝组件中辐射换热量的改善

采用辐射换热的网络法分析和计算间热式阴极组件辐射的热耗散,并通过高温计测温、近距离平板二极管试验证实了理论模型的准确性。理论分析表明,在两板间插入一块与其发射率相同的遮热板后,两板之间的辐射换热量将减少为原来的二分之一。通过电工理论的基尔霍夫定律计算表明,对于直径为Ф10 mm,高为8 mm的阴极组件,辐射换热损失为7.32W;实验表明,阴极底部增加一层黑度较小的热屏底盖后,辐射换热量平均为3.05 W,约为加热屏底盖前辐射换热量的41.7%。阴极底部增加二层热屏底盖后,实际辐射换热平均约为1.82 W,约为加热屏底盖前辐射换热量的24.9%。所以在相同条件下,阴极底部增加热屏底盖后消耗功率比敞开结构小得多。在阴极组件外增加热屏罩,在理论上辐射换热量将减少为原来的35%。实验中辐射换热量约为3.5 W,占加热屏罩前辐射换热量的47.6%。这是因为没有考虑组件其它热量的散失,所以实际辐射换热量大于理论计算值。在阴极底部增加一层热屏底盖后,再在阴极组件外增加热屏罩的遮热效果比阴极底部增加二层热屏底盖要好。

行波管热丝引出结构的耐随机振动量级分析

热丝组件是行波管内部温度最高的部位,其结构的抗振性能直接影响整管的抗振可靠性。用热力耦合仿真技术获得了随机振动PSD谱1σ、2σ、3σ概率分布下热丝断裂部位的应力场分布及最大应力值,并以试验获得的热丝高温抗拉强度作为热丝断裂判据,评价了25℃和85℃环境温度工作时原热丝结构能承受抗振量级,结果表明:1σ概率分布下,原热丝结构在25℃和85℃环境温度下工作时分别能承受加速度均方根为19.22g和18.67g的随机振动量级;3σ概率分布下,能承受16.06g和15.08g的随机振动量级。并评价了不同结构尺寸的热丝结构的抗振能力,研究发现热丝所能承受的随机振动抗振量级随热丝引出端长度的增加而增大,随热丝直径的增大而增大。研究成果为热丝结构优化设计提供理论依据。