Квазибессиловые неразрушаемые магнитные системы для получения сверхсильных полей
Диссертация
Известно, что строго бессиловое поле может существовать только в неограниченной области. Однако может существовать магнитная система, в которой бессиловое поле занимает область конечных размеров, а за границей этой области электромагнитные силы не равны нулю, но снижены до допустимого значения. Бессиловое поле возможно лишь при непрерывном токораспределении, но, тем не менее, можно создать… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Применение и способы создания сильных импульсных магнитных полей в неразрушаемых магнитах. Задачи работы
- 1. 1. Сильные магнитные поля как инструмент научных и технологических применений
- 1. 2. Проблемы создания неразрушаемых магнитов и традиционные пути их решения
- 1. 3. Принцип устройства соленоида с квазибессиловой обмоткой
- Задачи работы
- Глава 2. Механический расчет средней части обмотки квазибессилового магнита
- 2. 1. Расчет напряжений в цилиндрической области, вызванных объемной радиальной силой
- 2. 2. Способы реализации квазибессиловой области и аналитические оценки остаточных напряжений
- 2. 2. 1. Квазибессиловая обмотка с парами уравновешенных токовых слоев
- 2. 2. 2. Квазибессиловая обмотка из слоев с переменным направлением тока
- 2. 3. Компьютерный расчет углов намотки и механических напряжений в квазибессиловой зоне
- 2. 4. Расчет дискретного токораспределения и напряжений в зоне обратного тока
- 2. 5. Влияние неточности расположения проводников на остаточные напряжения в квазибессиловой обмотке
- 2. 5. 1. Аналитические оценки
- 2. 5. 2. Численный расчет
- 3. 1. Исходные положения
- 3. 2. Выбор числа и толщины слоев обмотки, состоящей из скинированных проводников
- 3. 2. 1. Нагрев плоского проводящего слоя униполярным импульсом магнитного поля
- 3. 2. 2. Расчет нагрева в многослойной системе
- 3. 3. Учет дискретности токовых слоев системы
- 3. 4. Выбор толщины слоев транспонированной обмотки
- 3. 5. Оценка нагрева и размера проводников в транспонированном слое
- 4. 1. Условия разгрузки торцевой части соленоида
- 4. 2. Возможности расчета торцевых частей в модели обмотки малой толщины
- 4. 3. Построение профиля торцевой части соленоида с трехслойной квазибессиловой обмоткой
- 4. 4. Электрический расчет. Выбор числа витков в слоях обмотки
- 4. 4. 1. Эквивалентная схема квазибессилового соленоида
- 4. 4. 2. Методика электрического расчета
- 5. 1. Предварительный расчет магнита. Выбор основных геометрических характеристик
- 5. 1. 1. Расчет в средней плоскости и выбор геометрии слоев
- 5. 1. 2. Численное моделирование квазибессилового магнита в условиях осевой симметрии
- 5. 1. 3. Результаты электрического расчета для модельного соленоида
- 5. 2. Экспериментальная модель и результаты исследования ее электрических характеристик в сравнении с расчетом
- 5. 2. 1. Особенности технологии изготовления
- 5. 2. 2. Результаты измерений электрических параметров и исследования распределения магнитного поля
- 5. 2. 3. Уточнение параметров эквивалентной схемы
Список литературы
- Kapitza P.L. A method of producing strong magnetic fields // Roy. Soc. Proc., 1924, vol. 105. -p.691−710.
- Kapitza P.L. The Zeeman effect in strong magnetic fields // Roy. Soc. Proc., 1925, vol. A109. p.224−239.
- Kapitza P.L. Further developments of the method of obtaining strong magnetic fields//Roy. Soc. Proc., 1927, vol. A115. p.658−683.
- Herlach. F. A critical evaluation of methods to generate strong pulsed magnetic fields // Ninth international conference on magnetic field generation and related topics. Sarov, VNIIEF, 2004. — p.74−85.
- Шнеерсон Г. А. Сильные электромагнитные поля. Учебное пособие. Л.: изд. ЛПИ, 1985.
- First experiments in fields above 75 T in the European coilin-coilex magnet / Jones H. et al. // Physica B, 2004, vol. 346−347. p.553−560.
- The Grenoble high magnetic field laboratory as a user facility / Mossang E. et al. // Physica B, 2004, vol. 346−347. p.638−642.
- Шнеерсон Г. А. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверхсильных токов. -М.: Энергоатомиздат, 1992.
- Монтгомери Д.Б. Получение сильных электромагнитных полей с помощью соленоидов. М.: Мир, 1971.
- Progress of the insert coil for the US-NHMFL 100 T multi-shot pulse magnet / v-*' Swenson C.A. et al. // Physica B, 2004, vol. 346−347. p.561−565.
- Schnieder-Muntau H.-J. Nondestructive megagauss fields // Proceedings of Megagauss-V. Nova Science Publishers, New York, 1990. — p.99−106.
- Сильные и сверхсильные магнитные поля и их применения: Пер. с англ./ Под ред. Ф. Херлаха. М.: Мир, 1988.
- Champel Т., Mineev V.P. Giant quantum oscillations of longitudinal magne-toresistance in quasi-two-dimensional metals // Physica B, 2004, vol. 346−347. p.392−396.
- Паркинсон Д., Малхолл Б. Получение сильных магнитных полей. М.: Атомиздат, 1971.
- JL, 16. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля: Пер. с англ. —1. М.: Мир, 1972.
- Магнитная кумуляция / Сахаров А. Д., Людаев Р. 3. и др. ДАН СССР, 1965, т. 165, № 1, с. 65.
- Карасик В.Р. Физика и техника сильных магнитных полей. М.: Наука, 1964.
- Furth Н.Р., Lenine М.А., Waniek R.W. Production and use of the high transient magnetic fields // Rev. Sci. Instr., 1957, vol.28, № 11.- p.949.
- Техника больших импульсных токов и магнитных полей / Дашук П. Н., Зайенц C. J1., Комельков B.C. и др. М.: Атомиздат, 1979.
- Получение импульсных магнитных полей напряженностью 3 МЭ при разряде конденсаторной батареи / Андрианов A.M., Демичев В. Ф. и др. // Письма в ЖТФ, 1970, т.2, № 12. с.582−583.
- Игнатченко В.А., Карпенко М. М. О возможности получения постоянный ^ сверхсильных магнитных полей // ЖТФ, 1968, т.38, № 12. с. 200−204.
- H.J. Shneider-Muntau, P. Rub. The Helix Project. Colloques internatiaus C.N.R.S. N242 // Physique Sous Champes Intenses, 1974-. p. 161.
- Date M.A. New method of high magnetic field generation // Journal of Phys. Soc. of Japan, 1975, vol.39, №.4. p.892.
- Lust R., Schluter A. Kraftfreie magnetfelder. Z. Astrophys., 1954, B.34. -s.263−282.
- Gaume F. Bobines Suns Fer la Production de Champs Magnetiques Constants tres Intenses- Calcut et Realisation. Constraction des Bobines // J. CNRS, 1958, vol.9, № 45.-p.287.
- Кузнецов A.A. О бессиловых катушках магнитного поля неограниченной длины // ЖТФ, 1961, т.31, № 6 с.650−656.
- Hand G.L., Levine M.A. New approach to force-free magnetic fields // Physical Review, 1962, vol.127, № 6, p. 1856−1857.
- Furth H.P., Waniek R.W. New ideas on magnetic forming // Metalworking Prodaction, 1962, vol.106, № 18 p.50.
- Шнеерсон Г. А. Длинные соленоиды с бессиловой обмоткой без внешних разгружающих проводников // ЖТФ, 1986, т.56, № 1 с.36−43.
- Wakefield К.Е. Design of force-free toroidal magnets. Princeton Plasma Physics Lab., Report MATT — 208, 1964.
- Емец Ю.П., Ковбасенко Ю. П. О свойствах бессиловых магнитных полей // Техническая электродинамика, 1981, № 6. с.3−7.
- Емец Ю.П., Ковбасенко Ю. П. К вопросу о построении бессиловых магнитных конфигураций //ЖТФ, 1983, т.53, № 8. с. 1425−1429.
- Демиденко С.К., Замидра А. И. Бессиловые распределения тока, ограниченные сферическими поверхностями // Техническая электродинамика, 1985, № 5.-с.27−31.
- Емец Ю.П., Замидра А. И. Эллипсоид с бессиловыми вихрями тока // Техническая электродинамика, 1985, № 6. с.3−7.
- Shneerson G.A. Force-free winding solenoids with optimized reverse current distribution // IEEE Transaction on Magnetics, 1992, vol.28, № 1, p.505−508.
- Shneerson G.A., Khosikov V., Yu., Amromin E.L. // Plasma Devices and Operations, 1998, vol.4, -p.321−327.
- Бодров С.Г., Шнеерсон Г. А. Письма в ЖТФ, 12 мая 1994 г, т.20(9). с.47−70.
- Колтунов М.А., Васильев Ю. Н., Черных В. А. Упругость и прочность цилиндрических тел. М.: Высш. Школа, 1975.
- Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986.
- Нейман Л.Р., Демерчан К. С. Теоретические основы электротехники. — М.: Энергоатомиздат, 1986.
- Нейман J1.P. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах. М.: Гос-энергоиздат, 1949.
- Смайт В. Электростатика и электродинамика. М.: Изд-во иност. лит., 1954.
- Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел: Пер. с англ. — М.: Наука, 1964.
- Титков В.В., Карпова И. М., Гумерова Н. И. Высоковольтная электроэнергетика и электротехника. Учеб. Пособие. СПб.: Изд-во СПБГТУ, 2002.
- Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы. — М.: Мир, 1976.
- Домбровский В.В., Хуторецкий Г. М. Основы проектирования электрических машин переменного тока. Д.: Энергия, 1974.
- Lust R., Schluter A. Kraftfreie magnetfelder. Z. Astrophys., 1954, B.34. -s.263−282.
- Кочин Н.Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1961.
- ANSYS Theory Reference. Eleventh edition. SAS IP, Inc., 2001.
- Калантаров П.Л., Цейтлин JI.А. Расчет индуктивностей: справочная книга. Л.: Энергоатомиздат, 1986.