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극저온용기 액체헬륨 표면 상부의 열전달 특성
Heat Transfer above Liquid Helium Surface in Cryostat 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.23 no.2, 2011년, pp.147 - 152  

최연석 (한국기초과학지원연구원 물성과학연구부) ,  김동락 (한국기초과학지원연구원 물성과학연구부) ,  신동원 (한국기초과학지원연구원 물성과학연구부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The cryogenic cooling load from the top plate of cryostat to liquid helium surface, including wall conduction, thermal radiation and current leads, is investigated in a closed cryostat system for superconducting magnet. In general methods of load estimation, individual load is calculated separately,...

주제어

#열전달   #자연대류   #극저온용기  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
냉각시스템이란? 1은 현재 한국기초과학지원연구원에서 설계되고 있는 고자기장을 발생하기 위한 인서트 마그넷 냉각시스템의 개략도이다. 냉각시스템은 초전도 권선부가 액체헬륨에 잠겨있는 밀폐시스템이다. 일반적으로 극저온 시스템에서 발생하는 냉각부하는 전도열전달, 복사열전달 및 전류도입선을 통한 열전달 등이 있다.
극저온 시스템에서 발생하는 냉각부하는 어떤 것이 있나? 냉각시스템은 초전도 권선부가 액체헬륨에 잠겨있는 밀폐시스템이다. 일반적으로 극저온 시스템에서 발생하는 냉각부하는 전도열전달, 복사열전달 및 전류도입선을 통한 열전달 등이 있다.(3-5) Fig.
극저온 냉각시스템에서 사용되는 물질은? 최초의 헬륨액화 그리고 수은에서 초전도현상을 발견한 이래로 초전도기기를 냉각하기 위한 다양하고 실질적인 극저온 냉각시스템이 개발되어 왔다. 대부분의 시스템들은 저온초전도체라고 하는 니오비움 티타늄(Niobium titanium) 또는 니오비움 틴(Niobium tin)을 사용하는데, 초전도현상을 얻기 위해서는 액체헬륨 온도로 낮추어 주어야 한다. 저온초전도 시스템의 기본 냉각방식으로는 시스템을 4 K 부근으로 냉각시키기 위하여 액체헬륨이 효과적으로 사용된다.(1, 2)
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참고문헌 (13)

  1. Van Sciver, S. W., 1986, Helium Cryogenics, Plenum Press, New York. 

  2. Wilson, M. N., 1986, Superconducting Magnets, Clarendon Press, Oxford 

  3. White, G. K., 1989, Experimental Techniques in Low-temperature Physics, Clarendon Press, Oxford. 

  4. Barron, R. F., 1999, Cryogenic Heat Transfer, Taylor and Francis 

  5. Flynn, T. M., 1997, Cryogenic Engineering, Marcel Dekker, New York. 

  6. Chang, H. M., Choi, Y. S. and Van Sciver, S. W., 2002, Optimization of operating temperature in cryocooled HTS magnets for compactness and efficiency, Cryogenics, Vol. 42, pp. 787-794. 

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  7. Sato, A., Miki, T., Matsumoto, F., Nagai, H., Wada, H., Ito, S., and Kawate, Y., 1999, Development of superfluid-cooled cryostat for 1 GHz NMR spectrometer, Proceedings of ICEC 17, pp. 613-616. 

  8. Wang, L., Wu, H., Li, L. K., Green, M. A., Liu, C. S., Li, S. Y., Jia, L. X., and Virostek, S. P., 2008, The helium cooling system and cold mass support system for the MICE coupling solenoid, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 18, pp. 941-944. 

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  9. Chang, H. M., Choi, Y. S., Van Sciver, S. W., and Choi, K. D., 2003, Cryogenic cooling system of HTS transformers by natural convection of subcooled liquid nitrogen, Cryogenics, Vol. 43, pp. 589-596. 

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  10. Incropera, F. P. and DeWitt, D. P., 1996, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley and Sons 

  11. Hassani, A. V. and Hollands, K. G. T., 1990, Conduction shape factor for a region of uniform thickness surrounding a three-dimensional body of arbitrary shape, Journal of Heat Transfer, Vol. 112, pp. 492-495. 

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  12. Bender, C. M. and Orszag, S. A., 1978, Advanced Mathematical Methods for Scientist and Engineers, McGraw Hill. 

  13. Choi, Y. S., Painter, T. A., Kim, D. L., Lee, B. S., Yang, H. S., and Miller, J. R., 2007, Conceptual design of current leads for a 21T FTICR magnet system, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 17, pp. 2228- 2231. 

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