Д.А. Инжуватов
Внутрипроводниковое охлаждение
В кипящем резервуаре, при криогенной температуре сверхпроводящий магнит, требующий достаточного отвода Джоулевого тепла к жидкому гелию, используя внутрипроводниковые каналы, которые позволяют жидкому гелию смачивать поверхность проводника, а также выпускают любой образующейся пар, из корпуса проводника. Более ранний тест, проводимый General Dynamics Convair Division показал, что перенос тепла при кипении гелия на поверхности проводника чувствителен к размерам межтрубных зазоров, направлениям прохождения каналов, а также форме и ориентации поверхности проводника. Данный тест дополняет данные о теплоотдачи резервуара, в типичных корпусах проводников, с использованием змеевиков с очень высокой плотностью потока, и очень узких потоков гелия. Конструкция тестового корпуса возбуждает обмотку зеркальных катушек Элмо Бампи Торуса, которые Конвэр Дивизион строит для компании Макдоннел Дуглас Астронаутилус.
Тестовые стенд. На рисунке 1 показан тестовый проводник и схема поперечного сечения тестовой установки. Тестовый стенд состоит из массива 10 x 6 проводников, 50% обернутых термостойким полимерным материалом Nomex или Kapton. Проводники зажимаются вместе с сетчатой изоляцией, которая имитирует катушку/боковую пластину угловой конструкции зеркальной катушки EBT-P. Пять испытательных образцов предназначены для измерения передачи тепла в значительных местах внутри установки. Испытательные проводники № 1 и 2 расположены на углу испытательной камеры с двумя сторонами поверхности проводника рядом с прорезями изоляции для заземления (положение, геометрически эквивалентное местоположению с наивысшей скоростью нагрева рентгеновских лучей). Испытательный проводник № 3 находится посреди тестовой упаковки в плохо вентилируемой положении. Проводники № 2 и 4 имеют одну из своих поверхностей более широкую от заземляющей изоляции, что эквивалентно расположению пикового поля на катушечной обмотке.
Каждый испытательный проводник имеет нагреватель из узкой нихромной полоски, зажатой между диэлектрической лентой Kapton и двумя медными полосками. Реакция на изменение температуры каждого тестового проводника измеряется двумя термопарами: золото(Au) 0,07% - железо(Fe), золото(Au) 0,07% - медь(Cu). Термопары устанавливаются в небольших отверстиях, просверленных на широкой поверхности проводника; отверстия затем уплотняются индием(In) для обеспечения хорошего теплового контакта. Каждый тестовый проводник затем обматывается лентами Nomex или Kapton в полосатом виде, как показано на рисунке 1. Межпроводниковый зазор тестовой конфигурации составляет 0,0356 см.
