Анализ циркуляционной системы термостатирования вращающегося теплообменника с однофазным водородом

DOI: 10.21047/1606-4313-2017-16-1-56-61
УДК 621.59

Анализ циркуляционной системы термостатирования вращающегося теплообменника с однофазным водородом

Борзенко Е.И., Зайцев А. В., Большаков Н.С., Заикин Е.И., Литвинович А.В.

Ссылка для цитирования: Борзенко Е.И., Зайцев А.В., Большаков Н.С., Заикин Е.И., Литвинович А.В. Анализ циркуляционной системы термостатирования вращающегося теплообменника с однофазным водородом // Вестник Международной академии холода. 2017. № 1. С. 56-61

Аннотация
Использование Nb3Sn и Nb3Ge в качестве сверхпроводящих материалов для изготовления сверхпроводниковых обмоток возбуждения позволяет повысить температуру в зоне криостатирования до водородных температур. Для уменьшения влияния повышения давления на тепловую стабилизацию сверхпроводника, происходящего от воздействия центробежного ускорения на теплоотдачу от сверхпроводника к криоагенту при свободной конвекции и кипении, может быть применен циркуляционный поток однофазного вещества при сверхкритических параметрах. Разработана комбинированная математическая модель циркуляционного контура криотурбогенератора, состоящая из элементов с распределенными и сосредоточенными параметрами. Представлены математические модели рекуперативного теплообменного аппарата с кипением криоагента в межтрубном пространстве и радиационного теплообменного аппарата с распределенными параметрами. Приведены результаты численного эксперимента для циркуляционного водорода. Показано, что при использовании водорода тепловая нагрузка криогенной установки на температурном уровне 18 К составляет 186 Вт, температура водорода при изменении расхода от 0,05 кг/с до 0,2 кг/с возрастает лишь на десятые доли градуса. Для всех исследованных режимов теплообмена характерны достаточно высокие значения коэффициента теплоотдачи αi, находящиеся в пределах от 2000 Вт/(м2·К) до 2120 Вт/(м2·К).

Ключевые слова: криостатирование, сверхпроводники, теплообмен, коэффициент теплоотдачи, математическая модель.


Читать статью полностью