防辐射屏对超导腔垂直测试系统漏热的影响

摘要

用于准确测量超导腔性能的超导腔垂直测试系统运行时需维持4.2K(液氦)的低温环境,对其热防护结构提出了较高的要求.为了研究防辐射屏的层数和位置等对其热防护结构绝热性能的影响,提出了总体漏热计算模型,以相邻两层防辐射屏为对象建立了Gr计算模型.计算得出了防辐射屏对总体漏热的影响,不同防辐射屏层数下相邻两层防辐射屏间氦气的传热方式和流态.分析结果表明:①由总体漏热计算模型得出的漏热量与实验值的误差为10.3％,其中通过蒸发气体的漏热占总静态热负荷的28.2％.(②3层、7层和11层防辐射屏布置时,靠近液氦面防辐射屏1-2间Gr随高温屏温度Th的增大呈先增大后减小的趋势,当Th大于150K后,变化趋于平缓.③3层防辐射屏布置时防辐射屏2的温度满足实验结果,由实验测得防辐射屏3的温度为275.78K,此时Gr约为3×107,层间氦气流态为层流.