常溫常壓下線(xiàn)圈終端盒內氦泄漏模擬計算的探討

常溫常壓下線(xiàn)圈終端盒內氦泄漏模擬計算的探討

閆珺¹ 陳長(cháng)琦¹ 宋云濤²

(1. 合肥工業(yè)大學(xué)機械與汽車(chē)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(xiàn)圈終端盒是連接超導磁體系統與外圍系統的重要通道，因此終端盒結構的可靠性直接關(guān)系整個(gè)超導磁體運行安全。

　　本文主要研究了0.6MPa，200K 氦氣在1atm，300K 密閉空間的泄漏過(guò)程，依據氣體動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)及氣體射流動(dòng)力學(xué)理論，推演出氣體在高壓低溫環(huán)境的泄漏率公式。應用FLUENT 對泄漏過(guò)程進(jìn)行數值模擬，計算氦氣在2.036s內的瞬態(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(xiàn)。

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

　　關(guān)鍵詞:線(xiàn)圈終端盒 氦氣 泄漏 數值模擬