Параметры исследуемых ВТСП-датчиков
Номер образца Кз Конфигурация
ВТСП-датчика
Число жил Размер, мм Тип ВТСП/Металл
оболочки
1
0,7 круглый,
U-образный
1
?
0,4
Bi-2223/Ag
2
0,4 круглый,
U-образный
61
Bi-2223/Ag
3
0,4 круглый,
U-образный
61
Bi-2223/Ag-Sn
4
0,6 круглый,
U-образный
1
Bi-2223/Ag-Sn
5
0,3 круглый,
линейный
19
Bi-2212/Ag
6
0,3 ленточный
61
0,25
×
3
Bi-2212/Ag
7
0,3 круглый,
скрученный
19
?
0,4
Bi-2212/Ag
П р и м е ч а н и е. Кз — коэффициент заполнения матрицы провода ВТСП фазой.
ренних омических тепловыделений и теплообмена на поверхности
раздельно с жидкой и паровой фазой криоагента. В данной модели
учитывалось, что внутренние тепловыделения в датчике генерируются
в металле матрицы проводника только при резистивном (нормальном)
состоянии сверхпроводника. Это уравнение дополнялось интегралом
для расчета падения напряжения по длине проводника и в целом они
дополнялись условиями однозначности и выражениями для расчета
текущих свойств материалов, примененных в датчике.
Модель теплопроводности для длинномерного терморезистивного
датчика в общем виде записывается в следующем виде:
ˉ
ρ
ˉ
C
(
T
)
∂T
(
τ, x
i
)
∂τ
=
r
( ˉ
λ
(
T
)
r
T
(
τ, x
i
)) +
q
v
(
T
);
i
= 1
,
2
,
3;
q
v
(
T
) =
0
при
T
(
τ, x
i
)
≤
T
c
;
I
2
δ
(
T
)
S
при
T
(
τ, x
i
)
> T
c
,
(1)
где
ˉ
ρ
, кг/м
3
;
ˉ
C
(
T
)
, кДж/(кг
∙
K);
ˉ
λ
(
T
)
, [Вт/(м
∙
K), — средние плотность,
теплоемкость и теплопроводность материала композитного провод-
ника соответственно;
q
v
(
T
)
— объемная плотность тепловыделений,
Вт/м
3
.
Значения
ˉ
ρ
,
ˉ
C
(
T
)
,
ˉ
λ
(
T
)
и
q
v
(
T
)
рассчитывались в зависимости
от температуры текущего сечения проводника с учетом коэффициен-
та заполнения матрицы ВТСП-фазой (Кз):
ˉ
ρ
=
ρ
м
(1
−
Кз
) +
ρ
СП
Кз,
ˉ
λ
=
λ
м
(1
−
Кз
) +
λ
СП
Кз,
ˉ
C
=
C
м
ρ
м
ˉ
ρ
(1
−
Кз
) +
C
СП
ρ
СП
ˉ
ρ
Кз, где индекс
“м” относится к металлу матрицы, а “СП” — к сверхпроводнику.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 6 123
