氘氚旋转靶分析仿真研究
发布时间：2021-09-06 11:22
氘氚中子发生器现已被广泛应用于原子能、冶炼、生物化学、医药、食品、环境、核动力、地质勘探等各个领域,并且获得了诸多重要成果,尤其对于国防工业有着重要意义。在此类中子发生器中,加速的氘离子轰击旋转靶,与其中的氚发生核反应D+T→4He+n+17.6MeV,通过该反应能够得到14MeV单色中子,而旋转靶是中子发生器极其重要的部件,需要旋转靶有相当高的氚密度和热稳定性,为了防止温度过热而造成氚从靶片释放,通常认为必须将温度控制在200℃以下。但是,根据目前传统的传热学、流体力学及固体力学等经典理论方法,很难准确求解此类涉及固体和流体的多物理场问题。为了解决这种多物理场问题,本文采取数值计算方法,运用仿真软件ANSYS WORKBENCH对旋转靶进行热固流耦合平均分析、瞬态分析仿真计算,得出其温度分布及相应的热应力。将各个分析仿真的计算结果进行对比,从中选出能够对其进行有效仿真分析的方法,从而为旋转靶设计提供依据和指导。本文首先借鉴国内外氘氚中子发生器和旋转靶的相关研究及结构设计经验,完成了旋转靶总体结构的初步设计以及对旋转靶主要结构如旋转靶片及转轴、密封靶室结构等部件进行三维建模,并采用公式...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
简化模型截面
将《 =1000i7min，/?zO.OQGMPa同时加载进行仿真计算，所得等效应力及位移分布分别如图3.9、图3.10所示。E: Static StructuralEquivalent StressType: Equivalent (von-Mises) StressTime: 1鬥 ir mW^m=i |；^￥感I EL. ；'图3.9同时加载旋转祀片等效应力分布图Fig 3.9 Rotating target equivalent stress distribution综合图3.9、图3.10可知，勒1片最大等效应力在固定边缘处，其值为152MPa，小于其许用应力，祀片能够满足结构强度条件，祀片最大位移在祀中心位置，其值是1.9404nmi，位移量很小，认为在合理范围内。27
图4.1 ffi片及旋转祀三维装配模型Fig 4.1 Tablet and rotating target 3-DimensionaI assembly modelANSYS Workbench支持几何创建功能，但对于旋转ti这种复杂的几何装配
【参考文献】：
期刊论文
[1]高产额中子发生器研制[J]. 肖坤祥,冉汉正,曾清,向伟,梅林. 原子能科学技术. 2012(S1)
[2]测井用小直径自成靶中子管[J]. 郤方华,王建民,王志全,严青伍,陈路,陆海英. 石油仪器. 2012(03)
[3]中子管的研究进展及应用[J]. 乔亚华. 核电子学与探测技术. 2008(06)
[4]钛-氚反应特性研究 Ⅰ.热力学特性[J]. 黄刚,曹小华,龙兴贵,罗顺忠,杨本福,刘文科,牟方明,程贵钧. 核化学与放射化学. 2005(03)
[5]高速旋转氚钛靶系统设计和靶温度的数值模拟[J]. 姚泽恩,陈尚文,苏桐龄,曹磊,陈勤. 核技术. 2004(10)
[6]离子溅射对氚钛靶寿命的影响[J]. 姚泽恩,陈尚文,董明义,贾文宝,关永超. 原子能科学技术. 2003(01)
[7]中子发生器用氚靶的研究进展[J]. 罗顺忠,杨本福,龙兴贵. 原子能科学技术. 2002(Z1)
[8]21世纪的中子科学及其应用的发展趋势[J]. 赵志祥,丁大钊. 中国基础科学. 2001(07)
[9]核聚变研究50年[J]. 邱励俭. 核科学与工程. 2001(01)
[10]旋转靶强流中子源及其应用[J]. 伍永顺,翟光年,丁锡祥,杨小芸,徐鹍,丁声耀. 现代物理知识. 1996(05)
博士论文
[1]强流氘氚中子发生器直流束线与氚靶系统关键技术研究[D]. 宋逢泉.中国科学技术大学 2013
本文编号：3387367
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
简化模型截面
将《 =1000i7min，/?zO.OQGMPa同时加载进行仿真计算，所得等效应力及位移分布分别如图3.9、图3.10所示。E: Static StructuralEquivalent StressType: Equivalent (von-Mises) StressTime: 1鬥 ir mW^m=i |；^￥感I EL. ；'图3.9同时加载旋转祀片等效应力分布图Fig 3.9 Rotating target equivalent stress distribution综合图3.9、图3.10可知，勒1片最大等效应力在固定边缘处，其值为152MPa，小于其许用应力，祀片能够满足结构强度条件，祀片最大位移在祀中心位置，其值是1.9404nmi，位移量很小，认为在合理范围内。27
图4.1 ffi片及旋转祀三维装配模型Fig 4.1 Tablet and rotating target 3-DimensionaI assembly modelANSYS Workbench支持几何创建功能，但对于旋转ti这种复杂的几何装配
【参考文献】：
期刊论文
[1]高产额中子发生器研制[J]. 肖坤祥,冉汉正,曾清,向伟,梅林. 原子能科学技术. 2012(S1)
[2]测井用小直径自成靶中子管[J]. 郤方华,王建民,王志全,严青伍,陈路,陆海英. 石油仪器. 2012(03)
[3]中子管的研究进展及应用[J]. 乔亚华. 核电子学与探测技术. 2008(06)
[4]钛-氚反应特性研究 Ⅰ.热力学特性[J]. 黄刚,曹小华,龙兴贵,罗顺忠,杨本福,刘文科,牟方明,程贵钧. 核化学与放射化学. 2005(03)
[5]高速旋转氚钛靶系统设计和靶温度的数值模拟[J]. 姚泽恩,陈尚文,苏桐龄,曹磊,陈勤. 核技术. 2004(10)
[6]离子溅射对氚钛靶寿命的影响[J]. 姚泽恩,陈尚文,董明义,贾文宝,关永超. 原子能科学技术. 2003(01)
[7]中子发生器用氚靶的研究进展[J]. 罗顺忠,杨本福,龙兴贵. 原子能科学技术. 2002(Z1)
[8]21世纪的中子科学及其应用的发展趋势[J]. 赵志祥,丁大钊. 中国基础科学. 2001(07)
[9]核聚变研究50年[J]. 邱励俭. 核科学与工程. 2001(01)
[10]旋转靶强流中子源及其应用[J]. 伍永顺,翟光年,丁锡祥,杨小芸,徐鹍,丁声耀. 现代物理知识. 1996(05)
博士论文
[1]强流氘氚中子发生器直流束线与氚靶系统关键技术研究[D]. 宋逢泉.中国科学技术大学 2013
本文编号：3387367
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3387367.html
