



下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
等离子体破裂防护快速充气阀性能分析托卡马克装置在放电过程中经常会发生破裂现象。破裂会对装置造成很大的危害。为了满足在实验先进超导托卡马克(EAST)装置上开展高压气体注入来缓解等离子体破裂研究的需求,基于涡流驱动的等离子体破裂防护快速充气阀已经在中科院等离子体物理研究所研制成功,该阀的成功研制为在EAST上面开展高压气体注入来缓解等离子体破裂研究提供了有效的工具。为了更加准确地测量快阀的响应时间并对其流量开展标定,搭建了基于磁栅尺的测试平台来测量快阀的响应时间,并编写了相应的测试程序,测试结果说明快阀得到触发信号后在0.5ms时间内就可以开启,其流量可以从0~70000PaL之间方便开展调节,其响应时间及流量完全可以满足等离子体破裂防护对充气系统的要求。
核聚变是解决人类能源危机问题的一劳永逸的方法,托卡马克(TOKAMAK)是目前最有可能实现核聚变能利用的装置,在托卡马克等离子体放电过程中,由于磁流体不稳定性等原因,破裂事件经常发生,等离子体破裂会使装置第一壁及其他构造遭受局部超热负载、强电磁力作用、高能逃逸电子等三大危害,因此等离子体破裂的防止及缓解已经成为目前托卡马克研究中的一个重要的研究方向。研究发现,在热淬灭之前向等离子体内部注入一定量的杂质气体(主要是惰性气体)可以很大程度上缓解由于破裂所带来的各种危害。基于涡流驱动的快速充气阀首先在TEXTOR装置上研制成功,其性能完全可以满足等离子体破裂防护的需求。为了方便在实验先进超导托卡马克(EAST)装置上开展高压气体注入(MassiveGasInjection,MGI)实验来缓解等离子体破裂的研究,中科院等离子体物理研究所也成功研制了与TEXTOR装置类似的靠涡流驱动的、不受磁场干扰的快速充气阀,目前该阀已经成功地应用于上轮的EAST试验中,取得了理想的效果。为了更准确地研究该阀的性能,采用了一种非接触式的位移测量工具-磁栅尺来开展快阀响应时间的测量,并编写了相应的采集程序使数据采集更加的准确、方便;同时为了标定快阀的流量与电压及气压的关系,搭建了一套快阀充气量标定平台,对快阀的流量开展了准确的标定。
快阀
根据电磁感应的原理,当线圈中有变化电流通过时,线圈周围的导体就会有电磁力的作用,基于该原理,本文研制成功了一种脉冲式快速充气阀,其构造如图1所示。
图1快阀的构造
该阀体分为两个腔室:工作腔室及被压腔室,两个腔室中都充满高压气体,根据不同的工作要求,气压可以方便调节,其阀芯部分为图中所示的铝制工字型阀芯,在阀芯底部有一平板螺旋线圈,在初始时,在腔室气压的作用下,阀处于关闭状态,当有强脉冲电流通过平板螺旋线圈时,根据电磁感应原理,铝制阀芯就会受到一个强脉冲电磁斥力,该电磁力可以到达几千牛顿,足以克服气体的压力把阀芯打开,由于该力为脉冲力,因此,当该力消失后,阀芯就会在被压气体的压力作用下回到初始状态,完成一次脉冲充气。
该阀有以下优点::响应时间快,由于脉冲电磁力可以到达几千牛顿以上,因此阀开启速度非常快;流量大;不受磁场干扰,由于阀芯为铝材料制成,铝是一种非铁磁性材料,在强稳态磁场及缓慢变化的磁场中不会受影响,因此该阀非常合适在托卡马克环境中工作。
测试结果
应用磁栅尺测得的快阀开关特性曲线如图6所示,0时刻为快阀的触发时刻,从该图上可以看出,快阀得到触发后,大约0.5ms后,阀芯开始运动,也就是说快阀的响应时间为0.5ms,过了大约9ms,阀芯运动的最大距离,整个工作时间为17ms左右,改变阀芯不同的背部压力来开展测量,阀芯的响应时间也在0.5ms左右,阀芯所受被压的改变只是改变了阀芯的最大行程及整个过程持续的时间,从而改变了快阀的流量。从响应时间整个指标来看,该快阀完全可以满足破裂防护对充气系统响应时间的要求。
图6快阀的开关特性曲线
快阀的流量与工作电压及工作气压的关系曲线如图7所示,从图中可以看出,在相同的电压条件下,改变气压值,获得的曲线形式是类似的,通过调节气压及电压,快阀的单脉冲充气量可以从1~70000PaL之间开展调节,完全可以满足EAST装置上开展等离子体破裂缓解实验对气量的要求。虽然电源设计指标为5000V,但为了安全考虑,电压只加到4000V左右。
图7快阀的流量与电压及气压的关系
综上所
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 管理职业生涯
- 毕生发展心理学(第2版)课件 第八章 幼儿心理的发展(下)
- 妇科病史检查及常见症状
- 数控车削题目及答案
- 数学排列题目及答案
- 四川省教师资格证考试试题及答案
- 胎膜早破试题择题及答案
- 养护用房管理办法
- 兼岗津贴管理办法
- 兽药研制管理办法
- 2024-2025学年牛津译林版八年级英语上学期期末考试试卷(南京卷)
- 《汽车制造物流管理教程》课件
- 建筑工地建筑垃圾(渣土)运输安全协议书(2篇)
- 2024年县乡教师选调进城考试《教育心理学》题库及完整答案【必刷】
- DB32 T538-2002 江苏省住宅物业管理服务标准
- 2024年人教版八年级上册英语带音标单词表
- 全国闽教版初中信息技术八年级下册第一单元第2课《体验开源硬件与编程工具应用》说课稿
- 餐(饮)具消毒及供应、配送服务方案投标文件
- 陕西省宝鸡市三迪中学2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试题(含答案)
- 2023-2024学年北京牛栏山一中高一分班考数学试题及答案
- DL∕T 2553-2022 电力接地系统土壤电阻率、接地阻抗和地表电位测量技术导则
评论
0/150
提交评论