应用于深井脉冲源装备的有序堆积相变胶囊热防护数值研究 |
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引用本文: | 麻世鸿,何峻杰,王秋旺,吴坚,褚雯霄.应用于深井脉冲源装备的有序堆积相变胶囊热防护数值研究[J].科学通报,2023(Z1):282-292. |
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作者姓名: | 麻世鸿 何峻杰 王秋旺 吴坚 褚雯霄 |
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作者单位: | 1. 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室;2. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家重点研发计划(2020YFA0710500)资助; |
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摘 要: | 针对深井恶劣环境下脉冲功率源装备内电子元件的热防护问题,本文利用数值方法对比了多种有序堆积相变胶囊复合结构的热防护性能,探究了相变胶囊尺寸、堆积方式等对热防护性能的影响,提出了热流密度评价指标与内壁温度数学预测模型.结果表明,相变微胶囊-玻璃棉复合结构具有较好的热防护性能,内壁温上升速率相较于玻璃棉填充结构可降低13.8%,但相变材料的含量制约着热防护效果;使用大尺寸的相变胶囊,增大相变材料比例的同时可形成封闭气孔,相比于相变微胶囊-玻璃棉复合结构,内壁温升幅度进一步降低了19.3%.通过改善相变胶囊堆积结构,发现采用大尺寸相变胶囊单层阵列结构的热防护性能更优.最后,提出了相变胶囊单层阵列热防护结构下内壁温升预测公式,预测值与数值模拟结果的平均误差低于7%.
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关 键 词: | 脉冲源 相变胶囊 热防护 数值研究 温度预测 |
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