热科学与技术

作者：马硕,杨帆,农奥兵,马丹丹,黄达伟,颜聪,马洪亭

单位：天津大学环境科学与工程学院,河南中核五院研究设计有限公司,天津大学环境科学与工程学院,天津大学环境科学与工程学院,天津大学环境科学与工程学院,天津大学环境科学与工程学院,天津大学环境科学与工程学院

关键词：电磁轨道炮,主动冷却,轨枢接触面,电流密度,温度时空分布,

基金：国家自然科学基金(51876137)资助项目。

为了研究主动冷却对电磁炮轨道电热特性的影响,并利用COMSOL有限元分析软件模拟建立了电磁轨道炮三维几何模型及电磁场、温度场和流场耦合数学模型，计算了无主动冷却自然冷却和有主动冷却条件下轨枢接触面和轨道横截面上的电流密度分布和温度分布特性。结果表明： 轨枢接触面上的温度分布与电流密度分布趋势一致,均呈上下对称分布,且越靠近电枢尾部,电流密度越大,温度越高。轨道内的主动冷却可以显著降低轨枢接触面上的电流密度和温度。轨道内部主动冷却可以使轨枢接触面上电流密度的最大值降低32.50%,最高温度值降低5.40%；轨道横截面上的温度分布特征与电流密度分布特征相似,均呈上下对称分布,且最大电流密度和最高温度均位于靠近轨枢接触面的一个薄层内。轨道内的主动冷却可以增加轨道横截面上电流的趋肤深度,降低轨道横截面上的最大电流密度和最高温度,最大电流密度下降26.25%,最高温度降低4.35%；轨道峰值温度随时间呈逐渐升高的趋势。轨道内的主动冷却可以降低轨道峰值温度和升温速率。轨道峰值温度从421 降低到393K,下降了6.65%。研究结果对于电磁轨道炮热管理策略的制定具有重要的指导作用。

来源：2022年第5期

《热科学与技术》期刊编辑部

查看热科学与技术杂志2022年第5期