超导失超传播行为及失超判定准则的数值研究

发布时间：2017-10-13 12:09

  本文关键词：超导失超传播行为及失超判定准则的数值研究

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【摘要】：高温超导磁体、线圈的实际应用中可能受到不可预知的热扰动,从而形成初始热点,导致其局部区域转变为正常态,并有可能向外传播而导致更大区域发生失超,因此,对于磁体的稳定运行以及安全性而言,高温超导磁体和线圈的失超传播特性是至关重要的。在决定超导体失超传播特性的影响因素中,冷却环境是重要因素之一。另一方面,对于超导磁体、线圈的安全性而言,有效的失超判定准则是进行失超保护的前提条件。本学位论文针对Bi2223/Ag高温超导带和YBCO超导带材的失超传播特性开展了数值研究。主要工作如下：1、建立恒压下的一维数值模型,对Bi2223/Ag高温超导带材和YBCO超导带材在恒压下的失超传播特性进行了数值研究,给出了上述两种超导材料的最小失超能MQE (Minimum Quench Energy)、失超传播速度NZPV (Normal Zone Propagation Velocity)的大小以及二者随初始传输电流、电压等因素的变化规律,并与恒流下的失超传播规律进行了对比分析。2、基于混合维度数值模型,对’YBCO超导带材在两种不同冷却环境(液氮蒸汽冷却和液氮冷却)下的失超行为进行了数值模拟,给出了YBCO超导带材在不同冷却条件下的MQE和NZPV,并分析了不同冷却条件对YBCO超导带材失超行为的影响。3、基于YBCO超导线圈的混合维度数值模型,对不同传输电流和初始热激励下的失超传播特性进行了数值仿真研究,并对液氮冷却条件下YBCO超导线圈的失超判定准则进行了分析。
【关键词】：高温超导带材 冷却环境 最小失超能 失超传播速度 失超判定准则
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM26
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 研究现状与进展8-15
• 1.2.1 高温超导材料的失超传播特性研究现状8-12
• 1.2.2 高温超导冷却环境对失超行为影响的研究现状12-13
• 1.2.3 失超判定准则的研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15-16
• 第二章 恒压下HTS带材的失超传播特性16-28
• 2.1 恒压下一维数值模型的建立16-19
• 2.1.1 恒压下高温超导带材的一维数值模型16-17
• 2.1.2 控制方程和初边值条件17-18
• 2.1.3 计算方法及步骤18-19
• 2.2 Bi2223/Ag和YBCO在恒压下的失超传播特性19-25
• 2.2.1 最小失超能19-22
• 2.2.2 失超传播速度22-25
• 2.3 恒压和恒流失超传播特性的比较25-27
• 2.3.1 最小失超能的对比25-26
• 2.3.2 失超传播速度的对比26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 不同冷却环境下HTS带材的失超行为28-40
• 3.1 混合维度失超数值模型的建立28-34
• 3.1.1 YBCO超导带材的混合维度失超数值模型28-30
• 3.1.2 材料电热属性、控制方程和初边值条件30-34
• 3.2 冷却环境对高温超导失超行为的影响34-39
• 3.2.1 液氮蒸汽冷却环境下YBCO超导带材的失超行为34-37
• 3.2.2 液氮冷却环境下YBCO超导带材的失超行为37-38
• 3.2.3 不同冷却环境对YBCO超导带材失超行为的影响38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 液氮冷却下YBCO超导螺线圈的失超判定准则研究40-54
• 4.1 YBCO超导螺线圈的数值模型40-44
• 4.1.1 YBCO超导螺旋线圈几何模型及参数40-41
• 4.1.2 控制方程及初边值条件41-44
• 4.2 不同传输电流及热激励下的最小失超能44-46
• 4.3 失超判定准则46-53
• 4.3.1 基于电势的失超判定准则46-51
• 4.3.2 考虑峰值温度的失超判定准则51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 结论54-56
• 5.1 主要结论54-55
• 5.2 研究展望55-56
• 参考文献56-60
• 在学期间的研究成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王银顺,肖立业,林良真,戴少涛,舒立;银包套Bi2223多芯带材局部临界电流的变化对整个长样带材性能的影响[J];低温物理学报;2002年03期

2 张婕;邵海成;吴锐;李海涛;邵慧;;Bi-2223/Ag超导带材的失超传播速度研究[J];低温与超导;2012年06期

3 喻小艳,李敬东,唐跃进;超导电力装置失超检测的基础研究[J];中国工程科学;2003年10期

4 ;Measurement of boiling heat transfer coefficient in liquid nitrogen bath by inverse heat conduction method[J];Journal of Zhejiang University(Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal);2009年05期

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1 王艺新;超导储能混合磁体的失超保护系统研究[D];北京交通大学;2010年

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本文编号：1024752