[发明专利]高温超导电缆电流引线参数计算方法

权利要求书

1.高温超导电缆电流引线参数计算方法，其特征在于，

所述计算方法包括：

步骤1，从液氦温度到室温整个温区内，基于威兹曼-弗朗兹定律对电流引线进行分段；对每段电流引线引入准洛伦兹常数；

步骤2，基于近似解析算法模型，从电流引线顶端向末端求解各段电流引线的长度及其下端流出的热量；

步骤3，利用冷却气体流量、电流引线末端流出热量构建第一函数模型，利用冷却液蒸发率、冷却液潜热构建第二函数模型；求解两个函数模型的唯一交点，得到冷却液蒸发率；

步骤4，引入冷却液蒸发率，重复步骤2，基于近似解析算法模型，从电流引线顶端向末端求解各段电流引线的长度、下端流出的热量以及最佳形状因子；

步骤5，将每段电流引线的最佳形状因子叠加，获得整个电流引线的最佳形状因子；

步骤6，在最佳形状因子下，基于最小冷却周长模型求解冷却所需的最小冷却周长；再根据引线截面形状获得电流引线最小截面积。

2.根据权利要求1所述的高温超导电缆电流引线参数计算方法，其特征在于，

步骤1中，第i段电流引线的准洛伦兹常数满足如下关系式：

式中，

λ表示制作电流引线材质的热导率，

σ表示制作电流引线材质的电导率，

L′_i表示第i段电流引线的准洛伦兹常数，

表示第i段电流引线上端和下端的温差；

根据步骤1对电流引线进行分段时，第i段电流引线上端和下端的温差和第j段电流引线上端和下端的温差不相等，即第i段电流引线的准洛伦兹常数L′_i和第j段电流引线的准洛伦兹常数L′_j也不相等，其中i≠j，且1≤i,j≤n，n为电流引线分段的总数。

3.根据权利要求2所述的高温超导电缆电流引线参数计算方法，其特征在于，

步骤1中，基于威兹曼-弗朗兹定律计算温度梯度，根据温度梯度大小对电流引线进行分段，各段电流引线近似满足威兹曼-弗朗兹定律；

在各段电流引线中，热量流入端头为该段电流引线的上端、热量流出端头为该段电流引线的下端。

4.根据权利要求2所述的高温超导电缆电流引线参数计算方法，其特征在于，

步骤2包括：

步骤2.1，设置电流引线顶端流入的热量，即第一段电流引线上端流入的热量Q₁为零；设置电流引线分段编号i，并定义i的初始值为1；

步骤2.2，基于近似解析算法模型，求解第i段电流引线的长度h_i；

步骤2.3，利用第i段电流引线的长度h_i、第i段电流引线上端流入的热量Q_i基于近似解析算法模型，求解第i段电流引线下端流出的热量Q_i+1；

步骤2.4，以第i段电流引线下端流出的热量Q_i+1作为第i+1段电流引线上端流入的热量Q_i+1，重复步骤2.2至2.4，直至i＝n；

步骤2.5，最终求得第n段电流引线的长度h_n及其下端流出的热量Q_n+1。