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低温与超导2025年第11期:1.5 T传导冷超导磁体的降温与通流仿真分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:丁静仪;代天立;张俊飞;霍绍新;闫朝辉;周超;

单位:中国科学院合肥物质科学研究院;中国科学技术大学;安徽理工大学电气与信息工程学院;合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室);

摘要:为探索传导冷却超导磁体在动态运行时的核心物理机制,本研究构建了1.5 T NbTi传导冷磁体降温与通流的电磁-热耦合模型,并开展实验验证。研究表明,模型在纯降温工况下较为准确地预测了一级冷头(29.52 K/31.92 K)和磁体表面(5.48 K/4.82 K)的稳态温度,同时在通流工况下成功解释了实验观测现象:一级冷头温度不升反降(29.34 K/29.03 K),而二级冷头温度显著上升(4.54 K/3.62 K),表明系统内部存在由焦耳热驱动的热流重构机制,即二级回路温度上升改变了系统温差分布,反向调节了一级回路的热负荷。研究结果为进一步探索极低温、大电流极端条件下的超导磁体能量输运过程提供了有力支撑。

关键词:传导冷却;;超导磁体;;电磁热耦合;;有限元仿真

基金资助:国家重点研发计划(2024YFE03110003);; 中国科学院等离子体所基金项目(DSJJ-2023-03)资助