高溫超導(dǎo)電機(jī)中超導(dǎo)磁體線圈的冷卻模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、伴隨著高溫超導(dǎo)材料的問世,超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用從原來的液氦溫區(qū)上升到液氮的溫區(qū)。高溫超導(dǎo)電機(jī)作為超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的應(yīng)用得到了國內(nèi)外科研院所的關(guān)注,它與傳統(tǒng)的電機(jī)相比具有效率高,能耗少,體積小以及質(zhì)量輕等特點(diǎn)。因此,高溫超導(dǎo)電機(jī)具有很大的應(yīng)用市場,也將是21世紀(jì)各國重要的科技攻關(guān)項(xiàng)目。
　　作為高溫超導(dǎo)的研究熱點(diǎn)之一,高溫超導(dǎo)中過冷液氮的研究已經(jīng)成為高溫超導(dǎo)技術(shù)的一個重要研究方向。本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)低溫與超導(dǎo)技術(shù)研究所和電磁與電子

2、技術(shù)研究所的國際合作項(xiàng)目:軸-徑向磁通高溫全超導(dǎo)低速同步電機(jī)中的過冷氮冷卻循環(huán)及高溫超導(dǎo)線圈為對象進(jìn)行了研究工作,主要內(nèi)容如下:
　　給出了過冷氮的物性隨溫度的變化關(guān)系,確定了過冷氮循環(huán)中低溫材料在63K-77K溫度范圍內(nèi)的導(dǎo)熱系數(shù),并提出了超導(dǎo)線圈的等效導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算方法。
　　確定了過冷氮循環(huán)的流程,給出了循環(huán)中的真空絕熱熱負(fù)荷、電流引線熱負(fù)荷及高溫超導(dǎo)線圈交流損耗的計(jì)算方法。并根據(jù)循環(huán)的熱負(fù)荷確定了過冷氮循環(huán)各點(diǎn)的狀態(tài)

3、參數(shù)。
　　建立了過冷液氮的流動模型。分別對不同流道形狀、不同流道尺寸的超導(dǎo)線圈進(jìn)行了溫度場的模擬,同時改變線圈的排列形式,當(dāng)浸泡在過冷液氮內(nèi)的超導(dǎo)線圈數(shù)量分別為1個、2個和4個時,進(jìn)行了線圈的溫度場模擬,所得結(jié)果為超導(dǎo)線圈的制造提供了理論依據(jù)。
　　進(jìn)行了過冷氮循環(huán)制冷系統(tǒng)制冷能力的測試實(shí)驗(yàn),得到了過冷氮循環(huán)系統(tǒng)的降溫曲線和制冷量隨溫度的變化曲線,證明了此過冷氮循環(huán)系統(tǒng)的制冷能力超過了循環(huán)的熱負(fù)荷,能夠滿足超導(dǎo)電機(jī)的正常運(yùn)