准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法技术方案

技术编号:44431114 阅读:30 留言:0更新日期:2025-02-28 18:43
本申请涉及磁约束核聚变设备加料领域,提供了准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,基于等离子体的物理特性和磁约束聚变装置的几何结构,通过日本LHD装置的实验数据,估算出在预设气源压强下装置中等离子体的体积平均密度,并据此计算了准环对称仿星器的气体注入速率。再通过对拉瓦尔喷嘴喉部半径的计算,以及对喷嘴内气流状态的分析,获取喷嘴喷口处的马赫数,以确保气体状态转变过程中的能量最大转换效率。在此基础上,利用Foelsch方法,通过对喷嘴入口到喉部、喉部到拐点以及拐点延伸到喷嘴出口三部分的详细设计,构建了优化的拉瓦尔喷嘴物理模型。提升了气体在喷嘴内的等熵膨胀效率和高速流动性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及磁约束核聚变设备加料,具体而言,涉及准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法


技术介绍

1、本部分的内容仅提供了与本申请相关的背景信息,其可能并不构成现有技术。

2、磁约束聚变能源,作为推动当今世界人类文明进步最具潜力的新型能源之一,但建立磁约束聚变反应堆仍面临着一系列亟待解决的重大挑战,其中燃料供给方式便是关键的一环。燃料供给系统不仅是实现等离子体粒子控制的核心手段,更是维持有效聚变反应和能量输出的基础。该系统需持续不断地向聚变等离子体提供氘和氚这两种关键燃料,以确保聚变反应的持续进行。

3、现有技术中,气体喷射与颗粒注入是两种主流且被广泛探索的方法。然而,这两种方法各自存在着显著的局限性。气体喷射法虽然在操作简便性和设备复杂度上占据优势,但在燃料效率方面却表现不佳,难以达到高效利用燃料的目标。相比之下,颗粒注入法则能理论上实现近乎完美的100%燃料效率,这一特点使其在某些高端应用中极具吸引力。然而,颗粒注入法的短板同样突出:其所需设备复杂度极高,且颗粒的制造和维护成本昂贵,这些因素共同构成了其经济可行性和广泛推本文档来自技高网...

【技术保护点】

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2.根据权利要求1所述的一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于:所述预设公式通过以下步骤构建:

3.根据权利要求2所述的一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于,所述预设公式为:

4.根据权利要求1所述的一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于,计算所述拉瓦尔喷嘴符合等熵流动时的马赫数的步骤,具体包括:

5.根据权利要求4所述的一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于,所述计算...

【技术特征摘要】

1.一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于:所述预设公式通过以下步骤构建:

3.根据权利要求2所述的一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于,所述预设公式为:

4.根据权利要求1所述的一种准环对称仿星器超声分子束注入系统喷嘴的设计方法,其特征在于,计算所述拉瓦尔喷嘴符合等熵流动...

【专利技术属性】
技术研发人员:张欣郑华清刘小乔许宇鸿胡军常相辉王先驱刘海峰刘海程钧唐昌建
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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