冷冻靶黑腔氦气充注过程数值模拟与分析

摘要：

基于Hagen-Poiseuille公式、耦合气体增压微分方程及气体状态方程,采用Matlab编程的形式建立了黑腔内部气体增压物理模型,针对冷冻靶黑腔氦气增压问题进行了数值模拟与分析.结果 表明:在氦气充注过程中采用连续流体模型计算即可满足精度要求;毛细管的通流能力对腔内压力及温升影响剧烈,在氦气初始温度相同的情况下,毛细管通流能力越大,氦气充注速率越大,但同时腔内气体温升较高;设置冷壁制冷变功率策略后,随着冷壁最大制冷功率增加,充气速率降低,腔内温升降低,冷壁最大制冷功率提高0.5 mW,腔内最大温升下降约13K;氦气的初始温度对充注过程有较大影响,氦气初始温度降低1K,充气时间减少约0.6s,腔内气体最大温升降低约0.1K.所提出的方法可推广至靶内燃料气体充注及腔内抽空流洗情形,从而可为解决腔内气体充注问题提供一种有效便捷的数值模拟方法.

关键词：氦气增压、毛细管、Hagen-Poiseuille公式、数值模拟

所属期刊栏目：53

分类号：TB651(制冷工程)

资助基金：国家重大专项资助项目;国家自然科学基金资助项目51506158

在线出版日期：2019-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：79-84,90