常温常压下线圈终端盒内氦泄漏模拟计算的探讨

常温常压下线圈终端盒内氦泄漏模拟计算的探讨

闫珺¹ 陈长琦¹ 宋云涛²

(1. 合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽 合肥 230009

2. 中国科学院等离子体物理研究所，安徽 合肥 230031)

　　摘要: ITER 中线圈终端盒是连接超导磁体系统与外围系统的重要通道，因此终端盒结构的可靠性直接关系整个超导磁体运行安全。

　　本文主要研究了0.6MPa，200K 氦气在1atm，300K 密闭空间的泄漏过程，依据气体动力学、流体力学及气体射流动力学理论，推演出气体在高压低温环境的泄漏率公式。应用FLUENT 对泄漏过程进行数值模拟，计算氦气在2.036s内的瞬态泄漏量，得到氦气瞬态泄漏速度分布、浓度分布和压力曲线。

　　研究结果表明：常温常压下数值模拟泄漏率与理论公式计算值的相对误差仅0.056% ，气体泄漏模拟结论能够与相关理论完全吻合，充分验证了CFD 数值方法在气体泄漏模拟中的合理性，为线圈终端盒真空低温环境低温气体泄漏的进一步数值模拟提供了有力的依据。

　　关键词:线圈终端盒 氦气 泄漏 数值模拟