【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高溫超導磁懸浮，具體而言，涉及一種傳導冷卻超導體式低溫容器及其蜂窩狀傳熱結構設計方法。
技術介紹
1、傳導冷卻超導體式低溫容器在高溫超導磁懸浮列車中扮演著關鍵角色，主要功能是確保超導塊材在適宜的低溫環境中高效運行。然而，現有的支撐結構設計未能充分考慮低溫環境下的熱傳導和力學性能，導致熱均勻性和漏熱控制不足。這一設計缺陷使低溫容器的整體性能受到顯著影響，增加了熱損失并降低了超導塊材的工作效率，進而影響了磁懸浮列車的運行穩定性。當前的支撐結構設計往往較為粗糙，缺乏對熱傳導路徑的有效分析，導致在超導塊材受電磁力的情況下，無法實現理想的熱管理。此外，現有的設計方法未能有效分配和傳導超導塊材產生的熱量，造成長時間運行時的溫度控制不穩定。因此，設計一種既能兼顧傳熱效率又具備良好力學強度的支撐結構，成為提升低溫容器性能的關鍵所在。
2、鑒于現有技術的局限性，本申請提出了一種傳導冷卻超導體式低溫容器及其蜂窩狀傳熱結構設計方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種傳導冷卻超導體式低溫容器及其蜂窩狀傳熱結構設計方法，以改善上述問題。為了實現上述目的，本專利技術采取的技術方案如下：
2、第一方面，本申請提供了傳導冷卻超導體式低溫容器，包括：制冷機和低溫容器。所述制冷機與磁懸浮列車的車體底部固定連接，所述制冷機包括冷頭導冷柱；所述低溫容器包括外腔體、超導塊材、銅盒、蜂窩狀支撐傳熱結構，所述外腔體包括相互固定連接的蓋板和矩形腔體，所述外腔體內部為真空環境，所
3、進一步地，所述銅盒朝向所述外腔體底部的面上開設有至少一個凹槽，所述凹槽與所述超導塊材相互配合，所述超導塊材固定設置在所述凹槽內，所述凹槽的深度大于或等于所述超導塊材的安裝高度。
4、進一步地，所述超導塊材粘接在所述凹槽內。
5、進一步地，所述超導塊材的數量至少為2塊，所有所述超導塊材按照2×n陣列等距設置在所述銅盒上，其中n為大于或等于1的自然數。
6、進一步地，所述低溫容器還包括真空泵接口、真空計接口和航插接口，所述真空泵接口、所述真空計接口和所述航插接口均設置在所述外腔體的外壁上，真空機通過所述真空泵接口與所述外腔體的內部聯通，所述真空計接口用于連接真空計，所述航插接口用于連接航空插頭。
7、進一步地，所述低溫容器包括側壁支撐桿組和底壁支撐桿組，所述底壁支撐桿組的一端部與所述銅盒的底部固定連接，另一端部與所述外腔體的底壁固定連接，所述側壁支撐桿組的一端部與所述銅盒的側面固定連接，另一端部與所述外腔體的側壁固定連接。
8、進一步地，所述蜂窩狀支撐傳熱結構包括一個長方形薄壁和一個六邊形薄壁，所述六邊形薄壁設置在所述長方形薄壁內，所述六邊形薄壁的每個角延伸出直線加強筋，所有所述直線加強筋的一端部與六邊形薄壁的每個角固定連接，另一端部與所述長方形薄壁的內側固定連接。
9、進一步地，所述長方形薄壁和所述六邊形薄壁的每個面上開設有至少一個通孔。
10、進一步地，所述蜂窩狀支撐傳熱結構的材質為g-10玻璃鋼。
11、第二方面，本申請提供了一種傳導冷卻超導體式低溫容器的蜂窩狀傳熱結構設計方法，包括：
12、獲取制冷機的冷量輸出、蜂窩狀支撐傳熱結構的物理參數和設計允許值，所述物理參數包括材料熱傳導率和機械強度，所述設計允許值包括允許漏熱量和應力限制；
13、根據所述冷量輸出和材料熱傳導率計算得到支撐傳熱結構的熱傳導效率，并基于熱傳導效率和所述設計允許值進行建模得到初步支撐結構模型；
14、根據所述初步支撐結構模型進行優化處理，基于傳熱分析計算不同單元尺寸下的熱傳導路徑，并基于力學分析計算不同集合參數組合下的應力集中情況，分別對蜂窩單元的尺寸、壁厚和加強筋分布進行優化，得到優化設計方案；
15、根據所述優化設計方案進行數值模擬處理，通過施加等效應力和參數化掃描分析，得到不同孔徑大小下蜂窩狀支撐傳熱結構的應力分布情況；
16、根據所述應力分布情況進行強度校核處理，得到在滿足預設結構強度要求的開孔方案；
17、根據所述開孔方案和所述優化設計方案進行整合得到最終的蜂窩狀支撐傳熱結構設計方案。
18、本專利技術的有益效果為：
19、本專利技術采用的蜂窩狀支撐傳熱結構結合了長方形薄壁和六邊形薄壁的設計，使得整體結構不僅輕量化且具備良好的力學性能,六邊形薄壁的每個角延伸出直線加強筋，有效分散應力集中，增強了結構的整體穩定性；本專利技術通過參數優化和數值模擬手段分析熱傳導路徑和應力集中情況，綜合優化蜂窩單元的尺寸、壁厚和加強筋分布，有效降低了熱傳導效率，并確保了低溫容器的長期穩定性和可靠性。
20、本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術實施例了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
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1.一種傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述銅盒(23)朝向所述外腔體(21)底部的面上開設有至少一個凹槽，所述凹槽與所述超導塊材(22)相互配合，所述超導塊材(22)固定設置在所述凹槽內，所述凹槽的深度大于或等于所述超導塊材(22)的安裝高度。
3.根據權利要求2所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述超導塊材(22)粘接在所述凹槽內。
4.根據權利要求3所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述超導塊材(22)的數量至少為2塊，所有所述超導塊材(22)按照2×N陣列等距設置在所述銅盒(23)上，其中N為大于或等于1的自然數。
5.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述低溫容器(2)還包括真空泵接口(25)、真空計接口(26)和航插接口(27)，所述真空泵接口(25)、所述真空計接口(26)和所述航插接口(27)均設置在所述外腔體(21)的外壁上，真空機通過所述真空泵接口(25)與所述外腔體(21)的內部聯通，所述真空
6.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述低溫容器(2)包括側壁支撐桿組(28)和底壁支撐桿組(29)，所述底壁支撐桿組(29)的一端部與所述銅盒(23)的底部固定連接，另一端部與所述外腔體(21)的底壁固定連接，所述側壁支撐桿組(28)的一端部與所述銅盒(23)的側面固定連接，另一端部與所述外腔體(21)的側壁固定連接。
7.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述蜂窩狀支撐傳熱結構(24)包括一個長方形薄壁(241)和一個六邊形薄壁(242)，所述六邊形薄壁(242)設置在所述長方形薄壁(241)內，所述六邊形薄壁(242)的每個角延伸出直線加強筋(243)，所有所述直線加強筋(243)的一端部與六邊形薄壁(242)的每個角固定連接，另一端部與所述長方形薄壁(241)的內側固定連接。
8.根據權利要求7所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述長方形薄壁(241)和所述六邊形薄壁(242)的每個面上開設有至少一個通孔。
9.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述蜂窩狀支撐傳熱結構(24)的材質為G-10玻璃鋼。
10.一種傳導冷卻超導體式低溫容器的蜂窩狀傳熱結構設計方法，其特征在于，所述方法使用權利要求1-9任一項所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，所述方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述銅盒(23)朝向所述外腔體(21)底部的面上開設有至少一個凹槽，所述凹槽與所述超導塊材(22)相互配合，所述超導塊材(22)固定設置在所述凹槽內，所述凹槽的深度大于或等于所述超導塊材(22)的安裝高度。
3.根據權利要求2所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述超導塊材(22)粘接在所述凹槽內。
4.根據權利要求3所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述超導塊材(22)的數量至少為2塊，所有所述超導塊材(22)按照2×n陣列等距設置在所述銅盒(23)上，其中n為大于或等于1的自然數。
5.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所述低溫容器(2)還包括真空泵接口(25)、真空計接口(26)和航插接口(27)，所述真空泵接口(25)、所述真空計接口(26)和所述航插接口(27)均設置在所述外腔體(21)的外壁上，真空機通過所述真空泵接口(25)與所述外腔體(21)的內部聯通，所述真空計接口(26)用于連接真空計，所述航插接口(27)用于連接航空插頭。
6.根據權利要求1所述的傳導冷卻超導體式低溫容器，其特征在于：所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧自剛，陽永馥，先晨靈，黎學利，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
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