超导四极磁体降温和升温过程的数值模拟

摘要

超导四极(SCQ)磁体是北京正负电子对撞机重大升级改造中的新增关键设备之一,在磁体降温和升温过程中,温度梯度引起的过大热应力有可能毁坏磁体.从SCQ磁体安全运行角度来研究该磁体降温和升温过程,提出了SCQ磁体降温和升温的数值模型.利用该模型计算得到降温和升温时间分别为120 min和150 min.考察了氦流进出磁体温度、压力、磁体上最高温度和最低温度以及最大温差的变化过程.降温过程中磁体上的最大温差为46.5 K,升温过程中磁体上的最大温差为47.3 K.降温过程中氦流最大压力为0.39 MPa,升温过程最大压力为0.41 MPa.为保证磁体安全运行,应小心调节混合气的温度,尽量使磁体上的温度分布均匀后再注入4.5 K或300 K的氦气.