辐射屏数及密度对超导腔垂直测试杜瓦漏热的影响

作者：金树峰; 陈叔平^*; 张军辉; 苏海林

来源：原子能科学技术, 2019, 53(04): 754-760.

• 超导腔垂直测试杜瓦
• 液氦杜瓦
• 传热模型
• 变密度辐射屏
• 实验

超导腔垂直测试杜瓦为广口液氦容器,对绝热性能有较高要求,其内筒体采用高真空多层绝热,顶部盖板侧为多屏绝热。为减少杜瓦顶部盖板侧漏热,提出了变密度辐射屏方法,以盖板、辐射屏、液面和氦气为对象建立了导热、对流与辐射耦合换热的传热模型,并通过实验进行了验证。通过数值计算得到了辐射屏数对漏热的影响规律及最优辐射屏密度。结果表明:1)实验测得的辐射屏温度与传热模型计算结果较为一致,平均相对偏差为8.37%,认为传热模型是合理的;2)靠近液面处第1层辐射屏(屏1)与液面间氦气的格拉晓夫数Gr随屏1温度T1的升高存在极大值(T1=9.14 K,Gr=1.12×1014),T1超过35 K后Gr基本保持不变;3)等间距分布时,辐射屏数大于11层后总漏热变化不明显,一定辐射屏数下,相邻两屏之间气体导热占主导地位,低温区域(靠近液面侧)至高温区域(靠近盖板侧)导热热流比重减小,辐射热流比重升高;4) 11层辐射屏数下,高温区域布置7层、低温区域布置4层的变密度辐射屏方式漏热最小,与等间距分布相比漏热可减少4%。

• 单位
  中国科学院近代物理研究所; 兰州理工大学