Расчет тепловых режимов установки MPD и системы термостабилизации TPC : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель О. Г. Романов

Abstract

Объектом исследования являлась температурная динамика установки MPD вблизи торцевого магнита и теплового экрана TPC. Цель работы состояла в установлении тепловых режимов работы установки MPD, в частности, в определении распределения температуры в установке и величины теплового потока во внешнюю среду, а также характеристик теплового экрана TPC. Методы проекта включали в себя метод конечных элементов для решения уравнения теплопроводности и уравнений Навье-Стокса с уравнением теплопереноса, а также метод анализа безразмерных критериев. В результате проведения вычислительных экспериментов получены пространственные распределения температуры и модули теплового потока в установке MPD. Выяснено, что повышенная температура торцевого ECAL, близкая к температуре вблизи магнита, позволяет минимизировать тепловой поток внутрь установки. Температура на боковых стенках корпуса магнитопровода MPD на 1 – 2 К превосходит температуру окружения. Мощность теплового потока в рабочее помещение вокруг установки MPD составляет порядка 2·103 Вт. Установлено соотношение теплового потока со стороны TOF и ECAL на тепловой экран TPC и вовне. Рассчитанная мощность теплового потока на внутренний экран TPC составила порядка 104 Вт. Полученные результаты позволяют оценить теплофизические режимы работы установки MPD. Созданные модели могут найти применение в опытно-конструкторских работах по созданию установки MPD. Дальнейшая коррекция и уточнение результатов может проводиться с помощью экспериментов, включающих масштабный макет установки MPD.