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流动阻力是CICC导体采用超临界氦迫流冷却时必须考虑的物理问题,本文旨在对国家大科学工程“稳态强磁场实验装置”的40T混合磁体的外超导磁体线圈进行水力特性研究。
首先介绍了水力特性研究在40T混合磁体的外超导线圈设计过程的意义,阐述了粘性流体在通道中流动的能量损失问题,并给出超临界氦迫流冷却CICC型超导磁体的压降计算方法。
根据室温测试条件进行压降测试平台的流程设计,并设计加工测试平台的主要部件,按照外超导磁体的C线圈的设计参数轧制了一段2.7米长的全铜股线CICC哑缆导体。将测试部件和哑缆导体按一定的连接工艺组装成测试整体。
介绍了实验过程及注意事项,对哑缆分别通氦气和氮气进行实验测试,并记录原始实验数据。将原始数据转化处理后,根据最小残差平方和原理,拟合出两条具有Katheder公式模型的沿程损失系数与雷诺数的对应关系式。对实验结果进行可靠性分析和对比分析,并根据拟合结果对低温系统提出要求。
通过CICC哑缆导体的水力特性的实验研究,为混合磁体外超导磁体线圈的低温冷却设计提供了理论依据。