[发明专利]一种低温氦舱辐射冷屏冷却优化设计方法

权利要求书

1.一种低温氦舱辐射冷屏冷却优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一： 建立稳态的低温氦舱辐射冷屏系统的三维传热模型，根据负载的工作温度，假设辐射冷屏的目标冷却温度，计算辐射冷屏的总热负荷大小；

步骤二：计算冷量㶲；

步骤三：选取不同的目标冷却温度，计算出相应的冷量㶲；

步骤四：确定冷量㶲最小时的最佳冷却温度；

步骤五：模拟最佳冷却温度下，计算并导出辐射冷屏的热流密度分布特性函数；

步骤六：假设冷却氦流入口温度和压力，选取氦流出口与冷屏的温度差，确定冷却氦流出口温度；

步骤七：计算出冷却氦流所需流量；

步骤八：开展冷却管道及排布设计；

步骤九：建立冷屏、盘管的三维流固耦合传热模型，对于流体域，采用结构化网格离散，并对管壁部分边界层网格加密；

步骤十：以冷屏的热流密度分布、冷氦入口参数为边界条件，导入低温下冷屏材料和氦的热物性参数，进行流固耦合传热数值模拟，得到冷屏的最高温度，温度场的均匀度和冷却通道的总压降；

步骤十一：比较冷屏的最高温度是否满足要求；如果最高温度过高，且冷却流体出口温度高于目标温度，增加冷屏冷却流量，返回步骤十；

如果最高温度满足要求，温度场均匀度满足不了要求，则降低冷却管道之间的间距，然后返回步骤九；

如果冷却通道的总压降，判断是否满足低温系统的要求，若否，调整冷却管径，或对冷却通道划分为多段进行并联冷却，返回步骤九。

2.根据权利要求1所述的低温氦舱辐射冷屏冷却优化设计方法，其特征在于，步骤八中，所述的冷却管道设计，选择不锈钢、铝、紫铜圆管或方形管，以蛇形或螺旋形形状排布。

3.根据权利要求1所述的低温氦舱辐射冷屏冷却优化设计方法，其特征在于，步骤八中，冷却管道排布设计，在热流密度大的地方要布置的密一些，热流密度小的地方布置稀疏些。

4.根据权利要求1所述的低温氦舱辐射冷屏冷却优化设计方法，其特征在于，步骤九中，在自编程序、或商业计算流体力学软件中建立冷屏、盘管的三维流固耦合传热模型。

5.根据权利要求4所述的低温氦舱辐射冷屏冷却优化设计方法，其特征在于，步骤九中，建立的冷屏、盘管的三维流固耦合传热模型，要导入低温环境下不同温度对应的固体和流体的热物性参数。