本文關鍵詞：相對論速調(diào)管收集極的散熱技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著強流相對論速調(diào)管不斷向高功率發(fā)展,工程中對器件散熱性能的需求也越來越強烈。與之相對,目前高功率微波器件效率普遍較低,強流電子束在與高頻電磁場相互作用后仍然具有較高的動能[1],用于收集電子束流的速調(diào)管收集極將沉積大量熱能,其散熱性能的提高成為必然的需求。因此,需要對收集極的冷卻系統(tǒng)進行比較精確的熱分析和優(yōu)化。本論文針對一種相對論速調(diào)管收集極,首先采用理論分析的方式,估算了器件工作于穩(wěn)態(tài)時的熱分布;其次以計算機模擬仿真,分別用穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)方法計算了在不同散熱方式條件下收集極散熱性能的差異;最后,給出了收集極冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設計方案,并通過對比不同方案的散熱效果,分析了新結構的散熱優(yōu)勢。本文主要工作包括:1.利用計算流體力學和傳熱學經(jīng)典理論分析了收集極中的熱環(huán)境,初步估算了收集極穩(wěn)態(tài)工作時的內(nèi)部最高溫度。2.使用穩(wěn)態(tài)熱分析方法,計算了一種通水冷卻收集極的內(nèi)部溫度分布,分析了不同水流速度對收集極溫度的影響。3.使用瞬態(tài)熱分析的方法,針對一種速調(diào)管收集極,先計算了水流管道內(nèi)流體流動狀況,然后計算了重復頻率工作過程中,收集極各部分溫度歷史曲線及溫度分布,分析了冷卻系統(tǒng)工作時的溫升情況。4.針對高功率速調(diào)管收集極最常用的兩種散熱方式,即自然散熱以及水冷散熱,通過對比工作周期內(nèi)收集極內(nèi)部溫升情況,分析了兩種散熱方式性能的差別,驗證了水冷方式的散熱效果。5.對收集極冷卻系統(tǒng)提出了兩種優(yōu)化設計方案,計算了水流管道內(nèi)流速場、收集極內(nèi)部溫度分布以及水溫變化情況,分析了優(yōu)化后收集極散熱性能的變化。通過對收集極冷卻系統(tǒng)的熱分析以及優(yōu)化設計,為高功率速調(diào)管收集極的設計提供了一定的參考。
【關鍵詞】：相對論速調(diào)管放大器 重復頻率 收集極 瞬態(tài)熱分析 ANSYS
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN122
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 相對論速調(diào)管發(fā)展概述10-12
• 1.2 課題研究意義12
• 1.3 收集極熱分析研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點14-16
• 1.4.1 論文的主要內(nèi)容14-15
• 1.4.2 論文的主要創(chuàng)新點15-16
• 第二章 熱分析基礎理論16-26
• 2.1 熱分析經(jīng)典理論16-22
• 2.1.1 熱能傳遞的三種基本方式16-18
• 2.1.2 傳熱過程與傳熱系數(shù)18-20
• 2.1.3 導熱微分方程20-21
• 2.1.4 定解條件21-22
• 2.2 有限體積法22-23
• 2.3 FLUENT簡介23-26
• 第三章 速調(diào)管收集極穩(wěn)態(tài)熱分析26-38
• 3.1 相對論速調(diào)管收集極的熱機理26-27
• 3.2 散熱計算的經(jīng)驗公式27-29
• 3.3 收集極管壁溫度估算29-30
• 3.4 收集極穩(wěn)態(tài)熱分析30-37
• 3.4.1 收集極內(nèi)熱傳遞機制分析31
• 3.4.2 收集極的結構與材料選擇31
• 3.4.3 三維模型與網(wǎng)格劃分31-32
• 3.4.4 湍流模型與水流邊界條件32-34
• 3.4.5 模擬計算與分析34-37
• 3.5 本章小結37-38
• 第四章 速調(diào)管收集極瞬態(tài)熱分析38-45
• 4.1 自然散熱冷卻的收集極熱分析38-41
• 4.1.1 分析類型的確定38
• 4.1.2 熱載荷與邊界條件38-39
• 4.1.3 模擬計算分析39-41
• 4.2 通水冷卻的收集極熱分析41-43
• 4.2.1 熱載荷與邊界條件41
• 4.2.2 模擬計算分析41-43
• 4.3 不同散熱方式的計算結果比較43-44
• 4.4 本章小結44-45
• 第五章 收集極冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化熱分析45-54
• 5.1 收集極管道水流場分析45-46
• 5.2 翅片結構水冷系統(tǒng)的熱分析46-48
• 5.3 截斷結構水冷系統(tǒng)的熱分析48-51
• 5.4 冷卻系統(tǒng)的比較分析51-53
• 5.5 本章小結53-54
• 第六章 全文總結及后續(xù)工作展望54-56
• 6.1 全文總結54-55
• 6.2 后續(xù)工作展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮西賢;李實;;多級降壓收集極優(yōu)化設計[J];科學技術與工程;2010年10期

2 王薇;丁宇杰;張寧江;孫自強;丁晟;史召臣;;“磁脈沖擠壓法”組合降壓收集極的新工藝[J];電子器件;2012年03期

3 駱岷;李瑤;;小型化多級降壓收集極引線瓷封件研究[J];真空電子技術;2012年05期

4 李彥賓;王剛;魏義學;;微型多級降壓收集極的電、熱及動力學優(yōu)化設計[J];真空電子技術;2008年04期

5 李實;馮西賢;唐康淞;;多級降壓收集極入口電子速度分布研究與應用[J];微波學報;2010年S1期

6 郭際;尚新文;肖劉;劉濮鯤;王書見;;多級降壓收集極的優(yōu)化設計[J];微波學報;2012年S2期

7 郭際;尚新文;李飛;肖劉;劉濮鯤;王書見;;非軸對稱磁場對多級降壓收集極性能的影響[J];真空科學與技術學報;2013年08期

8 孫瑜;;用于線性注管的一種新型靜電聚焦降壓收集極[J];電子管技術;1978年03期

9 周文表,宋培德,魯佩菊;計算機設計的降壓收集極的實驗驗證[J];電子學通訊;1982年05期

10 李家胤，熊祥正，周曉嵐，李慎;多級降壓收集極的計算機輔助設計[J];電子科技大學學報;1996年S1期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 寇建勇;廖復疆;;多級降壓收集極初始條件的研究[A];中國電子學會真空電子學分會——第十四屆年會論文集[C];2004年

2 寇建勇;鄔顯平;孫瑜;;多級降壓收集極再聚焦區(qū)的研究[A];中國電子學會真空電子學分會——第十四屆年會論文集[C];2004年

3 易紅霞;劉濮鯤;肖劉;李飛;萬曉聲;;收集極過渡區(qū)軸對稱磁場等效電流環(huán)參數(shù)的計算[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2011年

4 寇建勇;;為什么用靜態(tài)程序仿真多級降壓收集極[A];中國電子學會真空電子學分會——第十四屆年會論文集[C];2004年

5 崔建玲;陳寧;邵淑偉;;電子阱在多級降壓收集極中的應用[A];真空電子與專用金屬材料、陶瓷——金屬封接專輯[C];2011年

6 駱岷;楊定義;周明干;;一種應用于兩級降壓收集極的絕緣導熱瓷件的結構設計[A];真空電子與專用金屬材料、陶瓷—金屬封接專輯[C];2012年

7 寇建勇;馬少云;瞿波;胡明輝;魏鳳云;楊金生;孫瑜;廖復疆;;二維多級降壓收集極的模擬仿真軟件[A];中國電子學會真空電子學分會——第十四屆年會論文集[C];2004年

8 葉菊芳;劉重貴;;氧化鈹瓷收集極封接試驗研究[A];第一屆陶瓷與金屬封接會議論文集[C];1990年

9 李桂芳;林蘭香;;美制速調(diào)管收集極的解剖分析[A];第五屆華北、東北地區(qū)理化會議論文集[C];1993年

10 朱源;孫昊;李志良;馮進軍;;回旋管收集極熱分析[A];中國電子學會真空電子學分會第十九屆學術年會論文集（下冊）[C];2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 荀濤;清潔強流真空二極管相關技術研究[D];國防科學技術大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳瑤;相對論速調(diào)管收集極的散熱技術研究[D];電子科技大學;2016年

2 戴文駿;行波管電子槍及收集極的熱分析研究[D];電子科技大學;2016年

3 李賀偉;高性能收集極優(yōu)化設計研究[D];電子科技大學;2016年

4 尚艷華;空間行波管輻射式收集極散熱研究[D];電子科技大學;2016年

5 劉明輝;多級降壓收集極的模擬與實驗研究[D];電子科技大學;2012年

6 張曉冉;三注行波管多級降壓收集極研究[D];電子科技大學;2015年

7 蔡竺吟;行波管多級降壓收集極計算機模擬設計[D];合肥工業(yè)大學;2006年

8 王軍峰;行波管降壓收集極的研究及熱分析[D];電子科技大學;2009年

9 馬亞林;行波管多級降壓收集極輔助設計計算及其次級電子研究[D];電子科技大學;2006年

10 潘明明;多注行波管中多級降壓收集極的模擬設計[D];合肥工業(yè)大學;2008年

  本文關鍵詞：相對論速調(diào)管收集極的散熱技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：465686