Оценка тепловой нагрузки на рабочую газовую смесь детектора TPC от соседних СУБ-детекторов установки MPD и от электроники считывания TPC : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. С. Федотов

Abstract

Объектом исследования являлась динамика температурного поля в различных подсистемах время - проекционная камера (TPC), включая объем термостабилизированной газовой смеси. Цель работы состояла в оценке теплопередачи в объем Ar0.9(CH4)0.1/Ar0.8(CO2)0.2 через спицы фланцевого колеса, фланец TPC, электронику FEC, а также влияния колебаний температуры на термоэкране на теплофизическую динамику системы. Методы исследования включали в себя метод конечных элементов для численного решения уравнений теплопроводности и уравнений Навье-Стокса с уравнением теплопереноса, а также метод анализа безразмерных критериев. Полученные результаты включают пространственные распределения температуры и модули теплового потока в различных подсистемах TPC. Показана необходимость наличия фланцевого радиатора для обеспечения перегрева Ar0.9(CH4)0.1/Ar0.8(CO2)0.2 не выше 0.05 К. При амплитуде флуктуаций на термоэкране ΔT = 1.5 К с учетом теплообмена излучением отклонение от температуры термостабилизации в Ar0.9(CH4)0.1/Ar0.8(CO2)0.2 ¬¬ не превышает 0.1 К для L = 0.05 м и 0.2 К для L = 3 м. При масштабе флуктуаций более 1 м теплообмен излучением оказывает термостабилизирующее влияние. Указанные результаты являются новыми и позволят оценить теплофизические режимы работы TPC. В заключении приведены рекомендации по обеспечению термостабилизации TPC. Результаты и разработанные модели могут найти применение в опытно-конструкторских работах по созданию и модернизации установки MPD.