强激光与粒子束

作者：孙明明, 孔繁庭, 杨俊泰, 李沛, 王尚民,

关键词：霍尔推力器, 热边界, 热设计, 热量传递,

为了对取消散热板后的12.5 kW霍尔推力器的热设计优化提供工程指引，计算了推力器热耗并校准了热模型，之后采用有限元仿真结合热平衡试验验证对12.5 kW霍尔推力器的不同热设计措施的有效性进行了分析。结果显示，在取消散热板后，推力器各部件平均温升达到50~150 ℃，在考虑推力器主要的热量传递路径后，提出6种热设计措施并分别进行仿真分析。分析结果表明，措施4和措施6，即阻断空心阴极与内线圈的辐射热交换以及提高导磁底座外磁屏和外线圈套筒的发射系数，对控制内线圈及导磁底座的温升具有显著影响。基于措施1即阻断内线圈和导磁底座之间的热传导，在二者间增加了厚度为5 mm隔热垫并开展了热平衡试验验证。结果显示，各部件的仿真值与实测值的比对误差均小于10%，而导磁底座和外壳处的温度比对误差最大，这是由于试验中仍存在轴向热传导所导致。比对结果验证了针对措施1所开展仿真分析的准确性，同时也间接证明了措施4组合措施6的降温效果有效性。

来源：2025年第9期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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