博士论文-高岭土用双筒式超导磁选机的研制
文献类型：学位论文
| 作者 | 宁飞鹏
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 吕军光 |
| 关键词 | 高梯度 磁选机 热负荷 双筒式分选腔 |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | 高岭土是一个白色硅铝矿物，在自然界中以细粒分散体的形态存在，生产陶瓷和造纸是高岭土的主要用途，其价值与白度有关，白度取决于其中染色体的含量，铁、钾、钛是影响高岭土白度的主要染色质。高岭土用超导高梯度磁选机（CGC）是用来减少高岭土中染色的铁杂质的含量，提高高岭土的白度，来提升高岭土矿的经济价值。与化学除铁和永磁除铁相比有着不可比拟的巨大优势。 本文详细介绍了室温孔径为300 mm、中心磁场强度为5.5 T的高岭土用双筒式超导高梯度磁选机的研制过程。首先介绍了磁选机超导磁体的物理设计和线圈的应力分析，其中包括线圈的参数计算、有限元的模拟计算、铁屏的形状设计和超导线在绕制、降温和励磁过程中的应力变化等；然后介绍了分选腔的受力分析和无效腔的填充方案；还详细分析了承载超导磁体的低温杜瓦的热负荷分析，分为制冷机一级热负荷和制冷机二级热负荷两部分；最后简要介绍了零挥发低温杜瓦的组成结构、双筒式分选腔系统、磁体的控制和分选腔的控制系统以及超导磁选机的组装调试和实验过程等。 在对磁体进行的物理设计中，首先根据已知参数（磁体内径、长度、超导线尺寸和临界电流等等）理论计算所需参数，然后采用有限元分析软件ANSYS根据理论计算的参数对磁体进行了细化的物理设计。文中还对分选系统无效腔中钢毛的填充方式进行了有限元的受力分析，确定了无效腔的填充方案，然后根据整个分选腔的受力情况配置合适的驱动电机。同时采用理论计算、ANSYS软件模拟和FLUENT软件模拟对磁体的热负荷进行了分析，确保磁体在一台1.5 W@4.2 K的制冷机下能够实现液氦杜瓦中的液氦零挥发。 高岭土用超导高梯度磁选机磁体在2012年3月15日在中国科学院高能物理研究所励磁成功，中间没有经过锻炼，整机在2012年6月13日在山东潍坊励磁成功，并于2012年6月30日在山东省潍坊市通过了专家委员会的技术鉴定。 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209823]  |
| 专题 | 实验物理中心_学位论文和出站报告 高能物理研究所_实验物理中心 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 宁飞鹏. 博士论文-高岭土用双筒式超导磁选机的研制[D]. 北京. 中国科学院大学. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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