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高温超伝導線材の電気-熱連成現象解明による限流器の復帰時間推定モデル構築

通过阐明高温超导线的电热耦合现象构建估计故障限制器返回时间的模型

基本信息

批准号：
22K20434
负责人：
結城光平
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Tokyo University of Science, Yamaguchi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，超伝導限流器実現の重要課題である「超伝導線材のホットスポット抑制」をポーラス安定化材により実現することを目的としている．本年度(2022年度)は，ポーラス安定化材を一様構造としてモデル化し，3次元の電気・熱連成解析によりホットスポットが発生した際の常伝導領域の伝播速度を計算した．その結果，ポーラス安定化材と超伝導線材の接合部における発熱により常伝導転移が促進され，通常の金属箔安定化材に比べ2倍程度まで常伝導伝播速度が向上することを確認した．また，ポーラス安定化材の孔径（接合面積）の影響を評価したところ，孔径が超伝導線材の幅に比べ小さすぎる場合には，常伝導伝播が促進されにくいことも示した．また，ポーラス安定化材を接合した際の熱伝達性能推定モデルの構築に向け，ポーラス安定化材内における沸騰冷却モデルを提案した．本モデルでは，ポーラス安定化材の中に冷却液が保持されるという仮説を基に，冷却液の保持領域とその蒸発量を計算し，潜熱による除熱量を概算した．その結果，超伝導線材が300 Kから77 Kまで除熱される過程において，実験で得られた熱流束と本モデルで得られた熱流束の相対誤差は10%程度であり，液体保持がポーラス安定化材の重要な役割であることを示した．また，ポーラス安定化材と超伝導線材の接合に利用する材料（接合材料）の決定に向け，沸騰面の熱物性により沸騰冷却性能が変化する要因について，先行研究でのデータを基に考察した．

In this study, the current limiter is an important problem, which is an important problem, which is called "superconducting material". The purpose of this study is to improve the stability of chemical materials. This year (2022), the production of stable chemical materials has been successfully developed. Three-dimensional computer simulation results show that the broadcast speed of stable chemical materials is higher than that of metal foil. in general, the speed of stable chemical materials is twice as high as that of metal foil stabilized chemical materials. The aperture of stabilized chemical material (joint surface) has an effect on the size of the material, the size of the aperture is much smaller than that of the guide material, and it is often used to promote the performance of the stabilized chemical material. In this paper, the coolant in stabilized chemical materials is required to maintain the temperature field temperature, the temperature of the coolant, the amount of evaporation in the field, and the potential temperature. The results show that the superconducting material is 300 K and 77 K, and the process of reducing the temperature is very high. In this paper, the difference between the flow beam and the flow beam is 10%. The liquid is used to maintain the stability of the chemical wood. it is important to use the material (joint material) to determine the direction of the material. The physical properties of the boiling surface, the cooling performance of the boiling tank, the cooling performance and the cooling performance of the boiling surface should be studied first.