تحلیل ترموهیدرولیکی محفظه‌ی شتاب‌دهنده‌ی رودوترون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده کاربرد پرتوها، ‌پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 3486-11365، تهران ـ ایران

چکیده

شتاب­دهنده­ها سیستم‌هایی هستند که از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی برای شتاب دادن و کنترل ذرات باردار تا مرز سرعت نور استفاده می‌کنند. حرارت تولید شده به وسیله­ی پرتو الکترون در محفظه­ی شتاب از طریق چرخش آب در دیواره­ی محفظه­ی شتاب­دهنده جابه­جا می­شود. اتلاف حرارتی روی سطح داخلی محفظه­ی شتاب­دهنده و هم­چنین ضریب انتقال حرارت جابه­جایی اجباری محاسبه، و محفظه در حالت­های با و بدون خنک­سازی با آب با استفاده از نرم­افزار ANSYS 12 شبیه­سازی و سپس دماهای به دست آمده از شبیه­سازی با مقادیر اندازه­گیری شده مقایسه شد. هم­چنین حالت­های مختلف گرفتگی برای مجراهای آب موجود بر روی بدنه­ی محفظه­ی شتاب­دهنده در نظر گرفته شد. با توجه به نتایج به دست آمده، شبیه­سازی دمای دیواره­ی محفظه­ی شتاب­دهنده در شرایط کاری از دقت مناسبی برخوردار است و در نقاطی که احتمال گرفتگی مسیر خنک­کننده وجود دارد، دمای دیواره بالاتر از سایر نقاط پیش­بینی شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Thermal-Hydraulic Analysis of Rhodotron Accelerator Cavity

نویسندگان [English]

  • E Dehghan
  • H Kazeminejad
  • A.M Poursaleh
چکیده [English]

Electron accelerators use electric and magnetic fields to accelerate and control charged particles to the close proximity of the speed of light. The results of the experimental test performed on the Yazd Rhodotron cavity cooling system as well as the relevant numerical analysis carried out by the ANSYS 12 code are presented. It was found that the numerical prediction for the cavity wall temperature under normal operating condition was in reasonable agreement with the corresponding experimental result. In addition, due to the blockage effect of the cooling channels, the cavity wall temperature was higher than normal operating conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electron Accelerator
  • Thermal-Hydraulic Analysis
  • Blockage Effect of Cooling Channels
J. Pottier, A new type of RF electron accelerator: the Rhodotron, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 40/41 (1989) 943-945.

 

  • J.M. Bassaler, J.M. Capdevila, O. Gal, F. Laine, A. Nguyen, J.P. Nicolaj, K. Umiastowski, Rhodotron an accelerator for industrial irradiation, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B68 (1992) 92-95.

     

    Y. Jongen, M. Abs, J.M. Capdevila, D. Defries, F. Genin, A. Nguyen, The Rhodotron, a 10 MeV, 100Kw beam power metric waves, CW electron accelerator, presented at the 7th All-Union Conference on applied accelerators, June 16-18, St Petersburg (CIS) (1992).

     

    Y. Jongen, M. Abs, F. Genin, A. Nguyen, J.M. Capdevila, D. Defries, The Rhodotron, a new 10MeV, 100Kw, CW metric wave electron accelerator, presented at the International conference on the application of accelerators in research and industry, November 2-5 (1992) Denton (USA).

     

    S. Humphries, Principles of charged particle accelerator, John Wiley and Sons (1986).

     

    S. Humphries, Charged particle beams, John Wiley and Sons (2002).

     

    J.P. Holman, Heat transfer, Tenth Edition, McGraw-Hill (2009).

     

    S.W. Churchill and S.W.H. Ozee, Correlation for laminar forced convection in flow over an isothermal flat plate and in developing and fully developed flow in an isothermal tube, Journal of Heat Transfer (95) (1973).

     

    ASTM A 516/A 516M-04, Standard specification for pressure vessel plates, Carbon steel, for moderate- and lower-temperature service, American society for testing and materials standards (2004).

     

     ASTM A 666–03, Standard specification for annealed or cold-worked austenitic stainless steel sheet, strip, plate, and flat bar, American Society for Testing and Materials Standards (2004).