- 何文宇;刘方;刘华军;施毅;张京峰;马红军;
为推动铁基超导带材实用化发展，本文研制出一种在铁基超导带材纯扭转测试装置，分析了7芯Ba_(1-x)K_xFe_2As_2(Ba-122)带材在扭转应变下临界性能变化。带材临界电流在扭转应变下会出现衰退行为，并且随扭转应变增大而减小。四对电压信号测量结果一致，表明扭转变形均匀。以95%的初始临界电流为临界扭转标准，带材临界扭转角为120°,相应的临界剪切应变为0.86%和临界扭转螺距为240 mm。扭转应力会损伤超导芯，导致带材临界载流性能降低。
2024年02期 v.52 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K] [下载次数：221 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 郑砚好;王银顺;李明燕;胡成洋;沈聿康;王嘉诚;
高温超导管内电缆导体(CICC Cable-in-Conduit Conductor)在高磁场和大型磁体(如加速器和未来的聚变能装置)中具有广阔的应用前景，为使其能够承受大的洛伦兹力并在低温下能够工作，高温超导CICC需要有较高的机械稳定性和热稳定性。本文分析了基于准各向同性股线(Q-IS Quasi-Isotropic Strand)的CICC的力学性能，包括弯曲半径、扭转节距和临界电流之间的关系，采用模拟计算的方法得到了CICC在弯曲、扭转载荷及其复合载荷作用下的应力分布以及临界弯曲半径和临界扭矩，所得的临界弯曲半径和临界扭矩对大型磁体在高磁场和低温电流引线下的应用具有重要意义。
2024年02期 v.52 13-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2700K] [下载次数：196 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 陈建华;王其琛;夏钰东;赵睿鹏;欧凯;王维;陶伯万;
在MgO基底使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法直接制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)会出现MgO和YBCO晶格失配较大的问题，从而影响薄膜的生长和超导器件的制备。缓冲层的引入是一种可靠的解决手段。本文基于MOCVD技术，在MgO基底上生长LaMnO_3缓冲层，用以解决YBCO薄膜混合生长模式的问题，并通过改变MOCVD系统的氧气流量和沉积温度等沉积参数，采用如XRD,SEM,AFM等多种分析测试方法研究LMO缓冲层的结构取向和表面形貌。结果表明：当沉积温度为800℃,氧气流量为1 000 sccm时，所制备的LMO缓冲层的结构取向最佳，缓冲层上生长的YBCO薄膜Ф扫描曲线出现四个相距90°的独立尖峰，YBCO在LMO缓冲层上只有一种生长方向，LMO缓冲层能够解决YBCO在MgO衬底上混合生长模式的问题，从而提高YBCO薄膜质量和性能。
2024年02期 v.52 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 3511K] [下载次数：279 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 李晨阳;许爱华;韩厚祥;赵海阔;汪献伟;
背场线圈和杜瓦对CRAFT系统的运行具有重要影响。为了确保系统运行的稳定性，本文基于无力矩理论、线性振动理论和随机振动理论并采用有限元法，对杜瓦和背场线圈的静力学特性、模态响应和随机振动特性进行了研究，研究结果表明磁体系统在地震载荷的冲击下将会产生较大的变形。为此，以磁体及杜瓦的变形为优化目标，采用优化设计方法对磁体及杜瓦在不同载荷下的响应进行研究，从而获得最优设计方案。该研究工作将为后续超导磁体测试平台的加工制造以及抗震优化设计提供理论指导。
2024年02期 v.52 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2818K] [下载次数：133 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 黄华;焦婷;黄逸佳;苏磊;
螺旋波纹管尺寸参数与流体在其内部的压损之间的关系尚未明确，针对超导电缆用的Φ 40 mm以上的大尺寸波纹管也缺乏相应的试验数据。本文搭建了大尺寸波纹管流动特性试验平台，并参照已有的超导电缆结构，对标称外径分别为Φ 90 mm和Φ 60 mm、尺寸规格不同的四个空芯螺旋波纹管样品进行水介质的流动特性试验研究，从试验上得到了不同流量下的压损数据。结果表明，波纹管内压损随流速的增大呈接近于平方的关系增大。在流速相同情况下，外径规格相同的样品，波深越深，压损值越大；波深相同的样品，外径越小压损越大。利用上述试验数据，推导出每个样品摩擦系数f与雷诺数Re的关系式。关系式计算值与实验值最大偏差值为16.77%,可在一定误差范围内对摩擦系数f进行估算。
2024年02期 v.52 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2279K] [下载次数：220 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ]
- 刘海飞;陈虹;邱一男;梁秋立;徐元元;
以平衡型节流器件为主要部件的多孔节流流量计在低温液体流量测量上具有显著优点。本文搭建了真空可视化实验平台，采用高速相机对以液氮为工质的水平管内流动形态进行了观察，并分析了液氮在平衡型节流器件中的流动特性，结果表明：液氮进入常温管道后，依次出现了单相气氮流动(分为常温单相气氮和低温单相气氮流动)、气液分层流、波状流、弹状流、单相液氮流动等流型；实验标定的节流器件流出系数在流量测量范围内保持稳定；液氮流经平衡型节流器件后的永久压力损失随着速度增大而增加，并呈良好的抛物线形关系。
2024年02期 v.52 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1230K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 张璐;张展;周超;赵川漪;李佐光;万佳昊;王冬虎;
经颅磁刺激线圈工作中伴随大量交流热损耗，文章提出了一种基于低温氦气循环换热设计，以应对TMS线圈应用中不断提高的脉冲电流幅值和频率。本文设计了一种由中空铜线绕制而成的TMS八字形线圈，采用液氮预冷及低温氦气协同冷却的机制实现线圈高效换热，并通过构建传热平衡方程及电磁热流多物理场耦合仿真对TMS线圈的刺激过程进行了分析研究。结果表明，与未加换热时相比，经由氦气换热后的刺激线圈整体热损耗降低了70%,实现了TMS线圈的低损耗与高效换热，验证了基于低温氦气循环换热设计可以在TMS系统中应用。
2024年02期 v.52 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 923K] [下载次数：136 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 朱佳慧;王俊博;毛佳妮;
为了提升动力电池热管理性能，本文提出了一种以离散、倾斜和交替排列为分布特征的槽肋结构液冷板，其中槽结构用于强化冷却液和内壁面换热，肋结构用于引导流体流动并支撑流道空间。以方形锂离子电池组为研究对象，利用Comsol建立传热流动仿真模型开展数值模拟研究。结果表明，槽结构可使液冷板内部形成纵向旋流提升换热能力，肋结构可有效均衡流量分布提升温度均匀性，相比传统直流道液冷板，新型液冷板的电池组最高温度和接触面温度标准差分别下降了1.04℃和0.433 6℃,进出口压差则仅增加7.8 Pa。此外，本文将液冷板内部划分为棋盘式空间，采用全CFD模型结合单目标遗传算法获得槽肋单元在液冷板中的最优分布，相比初始方案，优化后电池组最高温度仅增加了1%,但温度标准差和压差分别下降了33%和9%,具有优异的综合性能。
2024年02期 v.52 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2125K] [下载次数：477 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 王勇;钱华;梁文清;疏志勇;雷刚;王天祥;车邦祥;刘海洋;
系统的固有频率的研究对流固耦合振动具有重要意义，本文基于等效电路的方法，对低温推进剂加注系统固有频率开展研究，利用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建等效电路进行固有频率求解，最后计算了典型加注系统管路在不同管路参数以及流体物性参数下的系统一阶固有频率，该方法更为直观地获得管路参数和流体物性参数对系统固有频率的影响规律。研究表明，加注系统的固有频率与加注管道长度有关，在管径为0.15 m下当加注管从5 m增加到25 m时其固有频率减小了22.5%,且增加蓄压器后系统的固有频率也会减小。研究结果可为低温推进剂管路设计和减振防护提供技术依据。
2024年02期 v.52 68-74+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1347K] [下载次数：164 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 程镇;卢佳乐;朱长青;杨敏玲;王乐;
本研究以冷却对象的制冷量、供水温度以及结构尺寸等技术要求，提出了一种双冗余架构下的液冷机柜设计方案。结合各制冷零部件的安装尺寸，采用将制冷部件全部集成在3个19英寸机柜内的设计策略，且3个机柜互相拼装的结构特点。3个机柜分为：“1#制冷柜”、“2#制冷柜”和“供水柜”。其中，2个制冷柜以“镜像相同”和“冗余备份”的方式提供不低于45 kW的制冷量，供水柜则通过2台水泵“冗余备份”的方式为冷冻水提供循环动力。通过对液冷机柜的工作原理、结构布局以及控制过程的着重设计。实现了液冷机柜“1#制冷柜”和“2#制冷柜”在海水换热模式下的制冷量分别为46 kW和46.2 kW;在压缩制冷模式下的制冷量为48.8 kW和49.1 kW。
2024年02期 v.52 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2047K] [下载次数：141 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 郑明宇;胡永胜;陆磊;丁辉;宁锐;周坤;朱方能;
本文通过对气悬浮离心压缩机综合部分负荷性能系数IPLV的测试与分析，旨在评估其在不同负荷条件下的能效表现。研究采用JB/T 12843-2016标准的测试方法，通过各测试工况测得的实验数据，得出压缩机在不同负荷下的性能系数，其综合部分负荷性能系数IPLV可达到8.60 kW/kW。结果表明，气悬浮离心压缩机是一款优秀的节能产品，尤其在高负荷率下性能表现优异。但因低负荷率情况下性能系数略低于磁悬浮离心压缩机，其综合部分负荷性能系数IPLV仍有较大的提升空间。
2024年02期 v.52 81-85+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1055K] [下载次数：324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 徐志男;赵华东;李成;张景双;郑艳萍;
为了探究热电制冷器(Thermoelectric Cooler, TEC)对电子芯片的散热效果以及自身性能的发挥，建立了TEC风冷散热模型进行有限元分析。通过对不同热源表面温度、TEC冷热端温差、制冷速率等关键参数的研究分析，得到了电流、热源表面温度和外界散热条件对TEC散热性能的影响规律，通过有限元分析评估了不同条件下TEC的有效工况以及适用范围。结果表明：在一定的环境温度和散热条件下存在最佳电流，使得TEC的适用工况范围最大；适用范围随着环境温度的升高而有所扩大。
2024年02期 v.52 86-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 3605K] [下载次数：872 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：3 ] - 胡咸军;黄天亮;张玉建;陈杰;董文庆;
为了维持较低的液氦蒸发率，对液氦杜瓦的整体结构设计及漏热要求极高。本文建立了以蒸发冷氦气作为冷屏冷源的杜瓦的结构强度设计以及绝热系统设计方法，利用三维软件建模、仿真软件进行热传导、热固耦合仿真分析，对液氦杜瓦的结构强度、漏热进行了系统分析，实现了容积为4 000 L时漏热为1.37 W、日蒸发率为1.15%气冷屏结构的液氦杜瓦，为蒸发氦气为冷屏的大型液氦杜瓦提供了设计思路。
2024年02期 v.52 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K] [下载次数：364 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] 下载本期数据