Июнь 18th, 2013
Если выбрать диаметр сверхпроводящих нитей 50 мкм, то потребуется 104 нитей в проводе. Пока недоступны полые провода с медной матрицей длиной 290 м. Недавно появились промышленные сверхпроводники, стабилизированные алюминием, но их использование кажется невозможным из соображений прочности. Пока не удается изготовить проводники, стабилизированные нержавеющей сталью, поскольку не решена проблема совместной деформации Узйа и стали.Итак, два куска полого композитного провода длиной по 150 м с прочной медной матрицей можно намотать вместе с нержавеющей лентой и электрически соединить последовательно. Коэффициент теплоотдачи к гелию, сжатому до 4-Ю5 Па и текущему со скоростью 1 мс по полому проводу, можно получить из соотношенияпри следующих значениях параметров: фактор Рейнольдса бт] == 4 • 107 см2, число Рейнольдса Re = 2,8-105, число Прандтля Рг = 0,28, коэффициент теплопроводности k = == 3,5 • Ю-2 Вт(м-К). Полагая TJTb = 1,1, получим Л = = 1,67-103 Вт(м2.К).Можно подсчитать оптимальную плотность тока, используя критерий стабильности (33) : 0Пт = 3,4-107 Ам2, полагая напряжение вывода энергии при выключении равным 103 В, или опт = 6,8-107 Ам2 при Um = 104 В. В обоих случаях 0Пт выше, чем Мин = 2632 Асм2. В приведенных выше расчетах мы использовали рп = 3,5-10~10 Ом-м с учетом значительной деформации (0,5%) и магнитосопротивления (в среднем 8 Т). Далее интересно рассчитать: перепад давления вдоль канала (105 Па); вес катушки (83 т); общий вес катушки, включая бандаж и опоры (150 т); количество жидкого азота для охлаждения катушки от комнатной температуры до 78 К (160-103 л) и жидкого гелия для охлаждения магнита от 78 до 4,3 К (83-Ю3 л). В обоих случаях можно использовать теплоту испарения жидких газов.
