MICE超導(dǎo)磁體勵(lì)磁卸載過(guò)程中的熱分析.pdf

1、MICE（Muon Ionization Cooling Experiment）是世界上首次以實(shí)驗(yàn)證明離子化冷卻μ介子的科學(xué)研究裝置，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于未來(lái)μ介子加速器裝置的成功運(yùn)行至關(guān)重要。超導(dǎo)耦合磁體系統(tǒng)是構(gòu)成MICE實(shí)驗(yàn)裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，該磁體在超導(dǎo)線圈尺寸、自感至電磁儲(chǔ)能方面為MICE裝置中研制難度最大的，其采用二級(jí)脈沖管制冷機(jī)間接冷卻，相比傳統(tǒng)液氦浸泡冷卻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但同時(shí)也對(duì)磁體的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求。本文初步分析了哈

2、工大低溫與超導(dǎo)技術(shù)研究所承擔(dān)的MICE超導(dǎo)耦合磁體系統(tǒng)項(xiàng)目中研制的三套超導(dǎo)磁體的交流損耗及其對(duì)磁體穩(wěn)定性的影響，研究結(jié)果為MICE超導(dǎo)耦合磁體勵(lì)磁和卸載方式選擇，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及穩(wěn)定運(yùn)行提供了一定理論依據(jù)。
　　本文首先討論了磁體所用NbTi超導(dǎo)線的臨界特性，應(yīng)用磁體勵(lì)磁和卸載過(guò)程的等效電路對(duì)各種勵(lì)磁和卸載方式進(jìn)行了分析，針對(duì)三套超導(dǎo)磁體優(yōu)化了磁體勵(lì)磁和卸載過(guò)程，分別得到了時(shí)間最短的勵(lì)磁和卸載方式。
　　通過(guò)對(duì)超導(dǎo)線圈交流損耗

3、計(jì)算方法的分析，討論了穿透場(chǎng)強(qiáng)對(duì)磁滯損耗的影響，同時(shí)分析了磁滯損耗、耦合損耗和傳輸效應(yīng)對(duì)磁體交流損耗的影響。應(yīng)用數(shù)值模擬方法，得到磁體骨架在磁體不同電流變化速率下的渦流損耗大小和分布，通過(guò)與以往的工程估算結(jié)果比較，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的可靠性。
　　應(yīng)用大型有限元軟件對(duì)選定的磁體勵(lì)磁和卸載方式進(jìn)行溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)模擬，同時(shí)得到線圈交流損耗的變化特性。通過(guò)對(duì)磁體最小溫度裕度的分析，對(duì)不同磁體勵(lì)磁和卸載過(guò)程中失超的可能性做出判斷。為MICE超導(dǎo)