超导磁体失超引起的氦泄放过程分析

摘要

为了合理设计系统的低温容器和安全装置(排气管、安全阀等),需要了解失超后容器内氦工质的状态变化过程.首先对失超后超导磁体与氦工质问的传热过程进行了分析,进而研究了安全阀开启前后容器内的热力学变化过程和氦流在管道内的流动过程.基于质量守恒定律、能量守恒定律、熵方程和热力学状态方程建立了相应的数学模型,数值模拟了一浸泡磁体失超后容器内压力和排气管道内质量流量随时间的变化关系.计算结果表明:低温容器的最高工作压力约为5.8 ×101.325 kPa;管道内的质量流量最大为0.645 kg/s.综合考虑排气管的口径和容器的设计压力可以降低容器的最高工作压力.