电缆交流相关一次

波纹管液氮流动及传热特性研究

近期工作汇报010203已完成工作总结存在的问题及解决近期情况及后续计划

根据上海市科委超导电缆示范工程项目的课题任务需求，对用于高温超导电缆冷却的液氮波纹管中流动及压降特性进行实验。得到波纹管内压降与其他参数的关系，形成可供查询的拟合公式；并在要求的温度范围内，满足不出现气化条件下，得到最长及最佳波纹管长度的参考值。

主要研究任务如下：

1.设计用于研究载有液氮的波纹管内流动特性实验台；

2.采用CFD方法对波纹管内的液氮流动进行仿真计算；

3.加工并搭建真空多层保护的波纹管液氮流动实验台；

4.开展波纹管内液氮流动和压降性能实验测量；

5.撰写研究报告。已完成工作总结实验流程图已完成工作总结10:1的缩放比例已完成工作总结波纹管段剖视图已完成工作总结接头部分效果图已完成工作总结接头部分剖视图已完成工作总结已完成工作总结整体装配加工图纸已完成工作总结名称状态备注实验台加工中无转子流量计已购无各种阀门已购无压力变送器已购无数据采集卡已购无标定温度计发货中无过冷器设计中无加工采购情况存在的问题及解决问：为什么用压力变送器？答：因为低温用的压力传感器价格4800元一个，过于昂贵问：为什么压力变送器不布置在真空腔内？答：因为1.那样需要在真空腔上再开孔，对于真空腔来说要求是尽量少开孔。2.在真空腔内的话毛细管会与真空腔壁面直接接触，造成漏热。

存在的问题及解决问：温度计布置方案如何？答：计划用八支PT100片状温度计均匀分布在波纹管段，分别为竖直方向上的波纹管上部4只、下部4只，进行温度的对比。因为波纹管内液氮流动过程中靠近波纹管上部的温度高而下部的温度低。使用31针的航空接插件与之连接。温度计使用的是由北京理化所标定过的，确保读数准确。存在的问题及解决问：温度计的布置方式，能否测量液氮温度？答：片状温度计是贴在内波纹管的外壁面上的，因为想要将温度计伸入内波纹管内，需要在内波纹管上做焊接等加工，而这是不可能的，所以我们选择了测量波纹管管壁的温度代替管内液氮的温度。

当然，还有一种办法是从波纹管的直管段处开孔，将温度计通过该孔伸入内波纹管后再布置在确定的位置。如果电缆所有这方面的需要，我们可以尝试这种方案。存在的问题及解决问：为什么使用NI的数据采集卡？答：使用NI数据采集卡的原因是，其可专门针对4-20mA的模拟信号进行处理，而且有多个通道；可以和其他测温设备等的信号比较兼容地统一地输入到计算机；便于硬件管理和labview编程。问：为什么用转子流量计？答：主要是alicat精密流量计的价格高，但鉴于当前的实验设计最合适的流量范围需要等到实验以后才能进一步确定，因此先用精度不是很高的转子流量计进行初试，带明确范围后，再采购。另一方面，转子流量计还有调节功能。问：聚四氟乙烯缠绕的螺距是多少？答：目前打算缠绕的螺距是10cm，可以根据电缆所的需求做调整。存在的问题及解决问：为什么要在波纹管两端设置低温阀？答：因为1.从安全角度考虑，可以粗调液氮流量。2.波纹管段出口的低温阀可以调节背压。问：过冷器设计情况如何？答：因为要保证波纹管段出口液氮无汽化，所以需要对波纹管段做仿真后判断入口液氮温度，才能对过冷器的尺寸做设计，这部分工作正在进行。我们初步计划的是使用盘管过冷器。近期情况过冷器的设计（10月27日）设备采购（10月24日）温度计布置及包裹绝热材料（10月30日）实验台加工完成（11月10日）实验台搭建并开展实验