中性束注入器液氦低溫冷凝泵傳熱傳質(zhì)分析.pdf

1、中性束注入器(NBI)內(nèi)的真空環(huán)境是影響弧流品質(zhì)與束傳輸效率的極為關(guān)鍵的因素之一，尋求經(jīng)濟而高效的真空獲得途徑以提高NBI內(nèi)的真空品質(zhì)是中性束注入器研制過程中必須解決的核心課題。低溫冷凝泵以其能提供潔凈真空、抽速大等優(yōu)點成為NBI真空泵的首選。為了提高NBI低溫冷凝泵的真空性能與運行經(jīng)濟性，本文對其進行了傳熱傳質(zhì)分析。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴結(jié)合NBI低溫冷凝泵的結(jié)構(gòu)特點與氣載特性，分析并確定了其真空性能與運行經(jīng)濟性的主要影

2、響因素，明確了傳熱傳質(zhì)分析的優(yōu)化目標。
　　 ⑵從自然循環(huán)沸騰換熱的角度出發(fā)，結(jié)合低溫冷凝泵對其低溫陣列之冷卻管內(nèi)的流型的要求，提出了低溫流體循環(huán)倍率這一反映泵內(nèi)流動穩(wěn)定性與安全性的判據(jù)，確定了適合NBI低溫冷凝泵的流動組織方式，并基于對低溫流體循環(huán)回路流動驅(qū)動力與阻力的分析結(jié)論開發(fā)了NBI低溫冷凝泵循環(huán)特性分析程序，利用該判據(jù)與開發(fā)的程序分析了入流管內(nèi)徑、回流管內(nèi)徑、冷凝面單位面積熱負荷大小等不同因素對NBI低溫冷凝泵泵內(nèi)低溫

3、流體循環(huán)特性的影響，確定了提高NBI低溫冷凝泵泵內(nèi)傳熱傳質(zhì)性能的方向與可采取的措施。
　　 ⑶分析了NBI低溫冷凝泵低溫陣列之人字形擋板與低溫冷凝板的熱負荷來源及大小，并基于熱力學平衡理論建立了描述人字形擋板與冷凝板溫度分布的微分方程及其邊界條件，結(jié)合有限元分析軟件分析了人字形擋板與低溫冷凝板的溫度分布特性，確定了熱負荷大小、結(jié)構(gòu)參數(shù)等不同因素對溫度分布的影響，確定了提高人字形擋板與低溫冷凝板的溫度分布特性的方向與可采取的具體措