Tytuł artykułu
Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
Modelling of the thermohydraulics of resistive transitions in superconducting magnets
Języki publikacji
Abstrakty
Od kilku lat obserwuje się tendencję do zastosowania nadciekłego helu (tzw. helu II) jako technicznego ziębiwa w systemach kriogenicznych dużych nadprzewodzących urządzeń badawczych. Opracowanie technologii otrzymywania i stosowania helu II umożliwiło obniżenie temperatury pracy magnesów nadprzewodzących do około 1,8 K i zastosowanie łatwego w obróbce mechanicznej stopu Nb-Ti do budowy magnesów o polach dochodzących do 10 T. Wraz ze wzrostem pola magnetycznego przejście rezystywne w magnesach powoduje wyzwolenie w postaci ciepła Joule'a coraz większej ilości energii magnetycznej w temperaturze, w której pojemność cieplna materiałów konstrukcyjnych jest praktycznie równa zeru i akumulacja znacznej części ciepła zachodzi w helu ziębiącym magnes. Identyfikacja i modelowanie procesów zachodzących w helu po przejściu rezystywnym w magnesach stały się jednym z podstawowych warunków budowy i bezpiecznej eksploatacji dużych systemów wykorzystujących zjawisko nadprzewodnictwa. Do systemów takich należą przede wszystkim akceleratory cząstek oraz reaktory typu 'tokamak'. W akceleratorach uzwojenie nadprzewodzącego magnesu jest ziębione przez zanurzenie całego magnesu w helu, w reaktorach natomiast stosuje się kable typu CIC, w których hel przepływa przez kanał lub kanały wykonane w nadprzewodzącym kablu. Przedmiotem analizy przedstawionej w pracy są termohydrauliczne stany przejściowe występujące w helu po przejściu rezystywnym w nadprzewodzących magnesach akceleratorów lub podobnych do nich pod względem konstrukcyjnym magnesach wykorzystywanych w innych dziedzinach, takich jak np. medycyna lub energetyka.
Low-temperature superconductivity, and hence helium (including helium II) cryogenics, have become key technologies for high energy accelerators through the extensive use of superconducting magnets, especially dipoles and quadrupoles. To achieve high magnetic fields of about 10 T, a Nb-Ti alloy has to be cooled below 2 K. A resistive transition of magnet operating under such conditions is followed by a release of heat which can be accumulated in a magnet structure only in a limited amount because of a negligible heat capacity of materials at low temperatures. A significant portion of a Joule heat must be transferred to the coolant which is superfluid helium. Identification and predictive modelling of thermohydraulic processes occurring in helium after a magnet quench are the basic conditions for designing and safe exploitation of superconducting cryogenic systems. As long as the magnet design guarantees pressure homogeneity after a resistive transition by allowing sufficient radial venting, the quench thermohydraulics can be depicted by a mathematical model based on energy conservation. For any magnet, hydraulically fulfilling the above condition, first conservative assessment of the peak pressure and thermohydraulic transients after a quench is possible, prior to any experimental evidence. For a more precise validation of the cryogenic consequences of the quench, single series of experiments performed on a prototype magnet or cryogenic consequences of the quench, single series of experiments performed on a prototype magnet or a string of magnets should be sufficient.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
75--75
Opis fizyczny
Bibliogr. 115 poz., rys. 38, tab. 7
Twórcy
autor
- Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej, Wyb.Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
Bibliografia
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPW3-0004-0031
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.