当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

连续波回旋管的热特性研究

发布时间:2018-01-03 19:26

  本文关键词:连续波回旋管的热特性研究 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 回旋管 ANSYS软件 输出窗 氧化铍陶瓷 收集极


【摘要】:回旋管因能在毫米波及亚毫米波波段内有效且稳定地工作,并可以产生高功率、宽带宽和高效率的毫米波源,使其在通信、雷达、电子对抗、受控热核聚变、微波武器和医疗设备等方面有着重要的应用前景。但随着回旋管所产生的连续波功率和脉冲峰值功率的增加,对回旋管散热系统设计的困难程度也会变得更加困难。这是因为回旋管自身的材料具有介质损耗,在正常工作时会损耗一部分功率,产生一定的热量。如果没有及时地对产生的热量进行有效的处理,就有可能会导致回旋管中某些脆弱的部件发生破裂现象。因此,研究回旋管各个部件的散热机理,对提高回旋管的工作性能、寿命已变得十分重要。本论文利用ANSYS软件对回旋管输出窗和收集极的散热问题及热形变进行详细的研究,分析了输出窗和收集极在不同情况下的散热效果,以及热应力对它们的工作性能及结构的影响。本论文的主要工作有:1.简述传热学的基本理论与ANSYS软件对传热学的相关理论作了简要的说明,并分析了不同情况下对流换热的实验关联式;简要介绍了ANSYS的两个基本功能:热分析和热应力分析。2.对回旋管输出窗的热特性分析输出窗是连续波回旋管的关键部件之一,起着将大气与回旋管内部的真空隔开、传输能量的作用,它的好坏直接影响到回旋管的性能和寿命。本文对回旋管输出窗的热特性进行研究,首先分析了输出窗的设计要求,对比不同材料的性能,选择氧化铍陶瓷作为窗片材料;然后在理论的基础上推导计算了窗片的功率损耗和对流换热系数的大小;最后利用ANSYS软件进行热特性分析,分析结果表明氧化铍陶瓷适合作为连续波回旋管的输出窗片。3.对回旋管收集极的热特性分析在回旋管正常工作时,收集极因受到电子的直接轰击而产生大量的热量,导致收集极上的温度可达到几百摄氏度,从而影响了回旋管的密封性能和管内的真空度。本文利用ANSYS软件对收集极进行了热特性分析,针对性地优化了收集极散热结构的相关参数。分析结果表明,收集极的散热槽数、槽宽、槽深和壁厚都对温度分布有着不同程度的影响。经过综合比较,设计了一个理想的散热系统。本文研究的内容和结果可以为实际工程设计提供一个可靠的设计指导。
[Abstract]:Because the gyrotron can sweep efficiently and stably work in sub millimeter wave in mm, and can produce high power, wide bandwidth and high efficiency millimeter wave source, which in communication, radar, electronic warfare, controlled thermonuclear fusion, have important application prospect of microwave weapons and medical equipment and so on. But with the continuous increase wave power gyrotron generated and the pulse peak power, the degree of difficulty of the gyrotron cooling system design will become more difficult. This is because the gyrotron materials with dielectric loss, loss of power in a part of normal work, have a certain amount of heat. If not timely to produce heat effective treatment, it may lead to some gyrotron fragile components rupture phenomenon. Therefore, study on the mechanism of heat dissipation of gyrotron components, to improve the working life of the gyrotron can. It is very important. This paper uses ANSYS software to conduct a detailed study of the gyrotron output window and heat collector and heat deformation, analysis of the output window and the collector in the cooling effect under different conditions, and the thermal stress affect the performance and structure of them. The main work of this paper is the related theory of basic theory and ANSYS software 1. the heat transfer of heat transfer are described, and the analysis of the experimental correlations under different conditions of convective heat transfer; briefly introduces two basic functions: ANSYS thermal capacity analysis of.2. on gyrotron output window of the output window is one of the key parts of continuous wave gyrotron should be thermal analysis and plays, and the atmosphere will be separated from the internal vacuum gyrotron, energy transfer effect, which directly affects the performance and life of the gyrotron. This paper on gyrotron output window To study the thermal characteristics, firstly analyzes the design requirements of the output window, comparing the performance of different materials, selection of beryllia ceramics as the window materials; then we derive the heat transfer coefficient and power loss of the convection window to calculate size on the basis of the theory; finally, thermal analysis using ANSYS software, analysis results show that the beryllium oxide as for ceramic output window.3. CW gyrotron on gyrotron collect thermal analysis of pipe work in a cyclotron, collector for direct bombardment by electrons and produce large amounts of heat, resulting in collecting on the temperature can reach hundreds of degrees Celsius, thus affecting the sealing performance and gyrotron the vacuum tube collector. In this paper, the thermal characteristic analysis using ANSYS software to optimize the structure parameters of collector cooling. The analysis results show that the powder collector The number of heat troughs, the width of grooves, the depth of the grooves and the thickness of the wall all have different degrees of influence on the temperature distribution. After the comparison, an ideal cooling system is designed. The research contents and results in this paper can provide a reliable design guide for the actual engineering design.

【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN12

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭和忠;低磁场回旋管(英文)[J];电子学报;1988年02期

2 刘盛纲;中国回旋管的发展计划(英文)[J];电子科技大学学报;1989年06期

3 郭炜;罗积润;朱敏;;回旋管模式选择复合腔的设计分析[J];电子与信息学报;2006年10期

4 孙荣棣;栾镝;;大功率毫米波回旋管发射机的设计[J];现代雷达;2007年06期

5 袁学松;鄢扬;刘盛纲;;大半径同轴谐振腔太赫兹回旋管研究[J];电子学报;2009年02期

6 李志良;冯进军;王峨锋;刘本田;;太赫兹回旋管的现状及其发展[J];中国电子科学研究院学报;2009年03期

7 鄢扬;傅文杰;;太赫兹回旋管研究进展[J];真空电子技术;2013年01期

8 唐涛;巩华荣;王文祥;;回旋管用模式过渡器的设计考虑[J];真空电子技术;2013年03期

9 刘盘安;;回旋管[J];电子管技术;1978年04期

10 赵力飒;;回旋管研制[J];电子管技术;1979年03期

相关会议论文 前10条

1 郭焱华;胡林林;陈洪斌;雷文强;马国武;余川;;3mm回旋管能量计的设计与实验[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年

2 万洪容;李宏福;杜品忠;扬仕文;王华军;张宏斌;黄勇;龙华;;突变式复合腔回旋管互作用的研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年

3 韩煜;袁学松;马春燕;;非规则横截面回旋管模拟计算方法研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年

4 粟亦农;罗积润;吴德顺;郭炜;;8毫米2次谐波回旋管永磁包装研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(上)[C];2001年

5 刘濮鲲;E.Borie;M.Thumm;;关于工业与技术应用回旋管的选模问题[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(上)[C];2001年

6 刘本田;罗积润;徐寿喜;;回旋管放大器的现状及其发展[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年

7 史少辉;刘濮鲲;杜朝海;徐寿喜;可丹丹;;回旋管冷腔性质的研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集(下册)[C];2013年

8 粟亦农;耿志辉;张世昌;;电子束异常吸收光-回旋管热测特殊现象讨论[A];中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集(下册)[C];2013年

9 宋睿;陈洪斌;胡林林;马国武;;基于3mm回旋管模拟结果的4T脉冲磁场设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年

10 黄勇;李宏福;;三次谐波复合腔回旋管自洽非线性分析[A];中国电子学会真空电子学分会第十届年会论文集(上册)[C];1995年

相关博士学位论文 前10条

1 刘睿;同轴回旋管高频特性的研究[D];电子科技大学;2011年

2 张辉波;太赫兹同轴腔高阶模式回旋管振荡器多模非线性研究[D];西南交通大学;2013年

3 马俊建;回旋管注波互作用非线性理论与模拟研究[D];电子科技大学;2013年

4 王丽;回旋管电子光学系统的研究[D];电子科技大学;2006年

5 孙迪敏;W波段三次谐波回旋管理论与实验研究[D];清华大学;2014年

6 金践波;同轴腔回旋管准光学模式转换器[D];西南交通大学;2006年

7 雷朝军;THz回旋管电子光学系统与渐变谐振腔注波互作用研究[D];电子科技大学;2013年

8 黄勇;35GHz三次谐波复合腔回旋管理论及模拟研究[D];电子科技大学;2000年

9 朱敏;用于谐波倍增回旋管放大器的Ku波段输入耦合系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年

10 王华军;回旋管电子枪CAD[D];电子科技大学;2000年

相关硕士学位论文 前10条

1 欧超健;连续波回旋管的热特性研究[D];电子科技大学;2015年

2 刘睿;3mm波段二次谐波渐变复合腔回旋管注-波互作用的研究[D];电子科技大学;2005年

3 徐勇;高功率回旋管输出窗的研究[D];电子科技大学;2006年

4 赵玉胜;二次谐波太赫兹H_(8,5)回旋管研究[D];电子科技大学;2013年

5 雷蕾;频率连续可调太赫兹同轴回旋管的研究[D];电子科技大学;2013年

6 陈仕虎;回旋管横向输入输出结构设计[D];电子科技大学;2011年

7 查小珍;高次谐波太赫兹回旋管[D];电子科技大学;2011年

8 张珂勇;三次谐波太赫兹回旋管互作用模拟[D];电子科技大学;2013年

9 马春燕;三次谐波太赫兹回旋管的研究[D];电子科技大学;2011年

10 黄斌;二次谐波太赫兹回旋管的互作用模拟[D];电子科技大学;2013年



本文编号:1375268

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1375268.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户353d3***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com