常溫常壓下線圈終端盒內氦泄漏模擬計算的探討

閆珺¹ 陳長琦¹ 宋云濤²

(1. 合肥工業大學機械與汽車工程學院，安徽 合肥 230009

2. 中國科學院等離子體物理研究所，安徽 合肥 230031)

　　摘要: ITER 中線圈終端盒是連接超導磁體系統與外圍系統的重要通道，因此終端盒結構的可靠性直接關系整個超導磁體運行安全。

　　本文主要研究了0.6MPa，200K 氦氣在1atm，300K 密閉空間的泄漏過程，依據氣體動力學、流體力學及氣體射流動力學理論，推演出氣體在高壓低溫環境的泄漏率公式。應用FLUENT 對泄漏過程進行數值模擬，計算氦氣在2.036s內的瞬態泄漏量，得到氦氣瞬態泄漏速度分布、濃度分布和壓力曲線。

　　研究結果表明：常溫常壓下數值模擬泄漏率與理論公式計算值的相對誤差僅0.056% ，氣體泄漏模擬結論能夠與相關理論完全吻合，充分驗證了CFD 數值方法在氣體泄漏模擬中的合理性，為線圈終端盒真空低溫環境低溫氣體泄漏的進一步數值模擬提供了有力的依據。

　　關鍵詞:線圈終端盒 氦氣 泄漏 數值模擬