常溫常壓下線圈終端盒內(nèi)氦泄漏模擬計算的探討

閆珺¹ 陳長琦¹ 宋云濤²

(1. 合肥工業(yè)大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥 230009

2. 中國科學(xué)院等離子體物理研究所，安徽 合肥 230031)

　　摘要: ITER 中線圈終端盒是連接超導(dǎo)磁體系統(tǒng)與外圍系統(tǒng)的重要通道，因此終端盒結(jié)構(gòu)的可靠性直接關(guān)系整個超導(dǎo)磁體運行安全。

　　本文主要研究了0.6MPa，200K 氦氣在1atm，300K 密閉空間的泄漏過程，依據(jù)氣體動力學(xué)、流體力學(xué)及氣體射流動力學(xué)理論，推演出氣體在高壓低溫環(huán)境的泄漏率公式。應(yīng)用FLUENT 對泄漏過程進行數(shù)值模擬，計算氦氣在2.036s內(nèi)的瞬態(tài)泄漏量，得到氦氣瞬態(tài)泄漏速度分布、濃度分布和壓力曲線。

　　研究結(jié)果表明：常溫常壓下數(shù)值模擬泄漏率與理論公式計算值的相對誤差僅0.056% ，氣體泄漏模擬結(jié)論能夠與相關(guān)理論完全吻合，充分驗證了CFD 數(shù)值方法在氣體泄漏模擬中的合理性，為線圈終端盒真空低溫環(huán)境低溫氣體泄漏的進一步數(shù)值模擬提供了有力的依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞:線圈終端盒 氦氣 泄漏 數(shù)值模擬