兆瓦級回旋管單級降壓收集極橫向磁掃描系統的仿真
王愷; 薛謙忠; 張珊; 趙鼎; 張連正 中國科學院電子學研究所高功率微波源與技術重點實驗室; 北京100190; 中國科學院大學; 北京100049
關鍵詞：回旋管 單級降壓收集極 橫向磁掃描系統 熱和流體分析
摘要：對170 GHz 兆瓦級回旋管單級降壓收集極橫向磁掃描系統進行了仿真.采用單級降壓收集極一方面回收了廢電子注的部分活躍能量同時提升總輸出效率超過55%.橫向磁掃描系統的引入擴展了廢電子注軌跡長度至1 100 mm,使收集極表面熱耗散保持在技術允許范圍內.此外仿真得到了掃描信號的調制深度以及橫向線圈數的最優結果38.9%和6,以及可接受的最大平均功率值117.1 W/cm 2 .為了確保在實際工作中的安全性和可行性,設計了軸向開槽的收集極冷卻系統,利用軟件ANSYS開展了收集極的熱和流體分析.得到收集極內外表面的最高溫度各自為156.09℃和140.35℃.進水口和出水口的水溫范圍分別為20~26.68℃和38.01~58.56℃.
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