【摘要】：與傳統(tǒng)的高頻交流感應(yīng)加熱技術(shù)相比,高溫超導(dǎo)直流感應(yīng)加熱技術(shù)能夠大幅度提升低電阻率、非鐵磁性金屬材料的透熱處理加工效率。在高溫超導(dǎo)感應(yīng)加熱系統(tǒng)中,超導(dǎo)磁體的熱穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。本文對傳導(dǎo)冷卻YBCO高溫超導(dǎo)磁體進(jìn)行通流實(shí)驗(yàn),通過布置在磁體不同位置的多個溫度傳感器來監(jiān)測各部分的溫度情況,以溫度能否在安全范圍內(nèi)趨于平穩(wěn)作為判定條件研究超導(dǎo)磁體的熱穩(wěn)定性。同時(shí),本文還研究了磁體載流的幅值與上升速率對磁體溫升的影響。結(jié)果表明,高溫超導(dǎo)磁體在傳導(dǎo)冷卻條件下,其長期安全穩(wěn)定運(yùn)行電流值的安全裕度因子選擇通常比浸泡冷卻式磁體略低,對于運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)磁體,安全裕度因子可取為0.65;傳導(dǎo)冷卻磁體遠(yuǎn)端導(dǎo)熱性能差,可通過增加導(dǎo)冷點(diǎn)以及改善傳熱的方式來彌補(bǔ)冷卻不均的缺陷;在磁體能夠穩(wěn)定運(yùn)行的一定范圍內(nèi),電流不同的上升速率對最終溫升無明顯影響。本文的研究成果將為今后大型傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)磁體的熱穩(wěn)定性分析與安全運(yùn)行提供有價(jià)值的參考。
[Abstract]:Compared with traditional high frequency AC induction heating technology, high temperature superconducting DC induction heating technology can greatly improve the processing efficiency of permeable heat treatment of low resistivity and non ferromagnetic metal materials. In high temperature superconducting induction heating system, the thermal stability of superconducting magnets is the key to ensure the safe and stable operation of the system. In this paper, the conduction cooling YBCO HTS magnets are carried out flow experiments, and the temperature of each part is monitored by a number of temperature sensors arranged in different positions of the magnets. The thermal stability of superconducting magnets is studied by determining whether the temperature tends to be stable in a safe range. At the same time, the effects of the amplitude and rising rate of the current on the temperature rise of the magnets are also studied. The results show that the safety margin factor of the long term safe and stable operation current value of HTS magnets is usually lower than that of immersion cooled magnets under the condition of conduction cooling, and the safety margin factor may be 0.65 for the operating experimental magnets. The conduction cooling magnet has poor thermal conductivity at the far end, which can compensate for the uneven cooling by increasing the conduction cold point and improving the heat transfer. In a certain range where the magnets can run stably, the rising rate of current has no obvious effect on the final temperature rise. The results of this paper will provide a valuable reference for the thermal stability analysis and safe operation of large conducting cooled superconducting magnets in the future.
【作者單位】： 中國科學(xué)院電工研究所;中國科學(xué)院大學(xué);中國科學(xué)院應(yīng)用超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51477168)資助項(xiàng)目
【分類號】：TM26

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