冷冻靶黑腔氦气充注过程数值模拟与分析

论文摘要

基于Hagen-Poiseuille公式、耦合气体增压微分方程及气体状态方程,采用Matlab编程的形式建立了黑腔内部气体增压物理模型,针对冷冻靶黑腔氦气增压问题进行了数值模拟与分析。结果表明:在氦气充注过程中采用连续流体模型计算即可满足精度要求;毛细管的通流能力对腔内压力及温升影响剧烈,在氦气初始温度相同的情况下,毛细管通流能力越大,氦气充注速率越大,但同时腔内气体温升较高;设置冷壁制冷变功率策略后,随着冷壁最大制冷功率增加,充气速率降低,腔内温升降低,冷壁最大制冷功率提高0.5 mW,腔内最大温升下降约13 K;氦气的初始温度对充注过程有较大影响,氦气初始温度降低1 K,充气时间减少约0.6 s,腔内气体最大温升降低约0.1 K。所提出的方法可推广至靶内燃料气体充注及腔内抽空流洗情形,从而可为解决腔内气体充注问题提供一种有效便捷的数值模拟方法。

论文目录

• 1 模型建立
•   1.1 物理模型
•   1.2 数学模型
•     1.2.1 毛细管计算模型
•     1.2.2 速度滑移模型
•     1.2.3 复合管路计算模型
• 2 结果与分析
•   2.1 毛细管通流能力对腔内气体的影响
•     2.1.1 毛细管长度的影响
•     2.1.2 毛细管内径的影响
•     2.1.3 复合管路
•   2.2 充气过程工艺参数对腔内气体的影响
•     2.2.1 冷壁制冷变功率工况模拟
•     2.2.2 氦气初始温度的影响
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郭富城,李翠,陈洵,厉彦忠

关键词: 氦气增压,毛细管,公式,数值模拟

来源: 西安交通大学学报 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 数学,工业通用技术及设备,核科学技术

单位: 西安交通大学能源与动力工程学院

基金: 国家重大专项资助项目,国家自然科学基金资助项目(51506158)

分类号: TB115;TL632

页码: 79-84+90

总页数: 7

文件大小: 196K

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