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1.5 T传导冷超导磁体的降温与通流仿真分析
1
作者 丁静仪 代天立 +3 位作者 张俊飞 霍绍新 闫朝辉 周超 《低温与超导》 北大核心 2025年第11期11-18,72,共9页
为探索传导冷却超导磁体在动态运行时的核心物理机制,本研究构建了1.5 T NbTi传导冷磁体降温与通流的电磁-热耦合模型,并开展实验验证。研究表明,模型在纯降温工况下较为准确地预测了一级冷头(29.52 K/31.92 K)和磁体表面(5.48 K/4.82 K... 为探索传导冷却超导磁体在动态运行时的核心物理机制,本研究构建了1.5 T NbTi传导冷磁体降温与通流的电磁-热耦合模型,并开展实验验证。研究表明,模型在纯降温工况下较为准确地预测了一级冷头(29.52 K/31.92 K)和磁体表面(5.48 K/4.82 K)的稳态温度,同时在通流工况下成功解释了实验观测现象:一级冷头温度不升反降(29.34 K/29.03 K),而二级冷头温度显著上升(4.54 K/3.62 K),表明系统内部存在由焦耳热驱动的热流重构机制,即二级回路温度上升改变了系统温差分布,反向调节了一级回路的热负荷。研究结果为进一步探索极低温、大电流极端条件下的超导磁体能量输运过程提供了有力支撑。 展开更多
关键词 传导冷却 超导磁体 电磁热耦合 有限元仿真
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磁浮列车超导磁体技术专利布局分析
2
作者 杨姝 王树宾 +1 位作者 杜洪军 王淑敏 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期4-8,共5页
[目的]超导磁体是超导电动磁浮列车的核心,日本、德国、韩国等国对超导磁体的研发已开展了很多年。为促进我国超导电动磁浮列车的进一步研发,有必要对全球范围内超导磁体专利的地域分布、专利人分布等进行研究。[方法]以2001—2022年Der... [目的]超导磁体是超导电动磁浮列车的核心,日本、德国、韩国等国对超导磁体的研发已开展了很多年。为促进我国超导电动磁浮列车的进一步研发,有必要对全球范围内超导磁体专利的地域分布、专利人分布等进行研究。[方法]以2001—2022年Derwent Innovation Index(德温特专利情报数据库)和incoPat专利数据库检索得到的专利数据为依托,对超导磁体技术相关数据进行了统计。分析了2001—2022年超导磁体专利的年申请数发展情况、超导磁体专利的地域分布情况及超导磁体专利权人拥有的专利数情况。将超导磁体技术细分为13个技术分支,进一步对各技术分支中主要国家、主要专利权人拥有的专利数进行了分析。最后对我国的机构和企业在超导磁体专利布局上提出了相关建议。[结果及结论]超导磁体技术呈现多国共发展的趋势。我国已成为了超导磁体技术专利的布局重心,但国外企业在专利数和核心技术分支(冷却系统、电流引线、磁体整体结构等)研发上仍具有一定优势。我国企业应根据国外企业的专利布局策略,针对性地制定专利布局策略。 展开更多
关键词 磁浮列车 超导磁体 专利布局
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传导冷却三维矢量超导磁体设计分析 被引量：1
3
作者 刘永锁 张展 +7 位作者 尹中会 王冬虎 部玉虎 董瑞学 肖明明 段旭 周超 魏绍清 《低温与超导》 北大核心 2025年第1期15-21,29,共8页
本文提出了一种传导冷却型三维矢量超导磁体结构。依据电磁设计中获取的电磁特性,进行了矢量磁体的机械结构设计,并对其力学性能进行了分析。最后通过实验测试,磁体在单轴励磁(3 T-1.5 T-1.5 T)及三轴扫场(1.5 T-1.5 T-1.5 T)的工作条... 本文提出了一种传导冷却型三维矢量超导磁体结构。依据电磁设计中获取的电磁特性,进行了矢量磁体的机械结构设计,并对其力学性能进行了分析。最后通过实验测试,磁体在单轴励磁(3 T-1.5 T-1.5 T)及三轴扫场(1.5 T-1.5 T-1.5 T)的工作条件下均能稳定运行。测得Z、Y、X三个方向的磁场均匀度分别为0.06884%、0.6046%和0.6849%,均满足设计要求。 展开更多
关键词 低温超导 矢量磁体 电磁设计 结构设计 磁场均匀度
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电磁推力机构的一种分析方法 被引量：60
4
作者 李庆民 刘卫东 钱家骊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期20-24,40,共6页
基于平行排列的同轴双圆形线圈模型,导出了计算电磁推力的基本分析公式。计算指出:两个单匝线圈的互感、互感对位移的导数在其半径相等时取得极大值。针对一具体算例,通过改变感应线圈的半径,计算了通电线圈的电流、感应线圈的涡流和电... 基于平行排列的同轴双圆形线圈模型,导出了计算电磁推力的基本分析公式。计算指出:两个单匝线圈的互感、互感对位移的导数在其半径相等时取得极大值。针对一具体算例,通过改变感应线圈的半径,计算了通电线圈的电流、感应线圈的涡流和电磁推力的变化情况。分析结果表明,在线圈电流衰减到零之前,电磁推力会变为电磁吸力,从而引起开关触头合分时的反弹现象。最后给出一种新的电磁推力机构动态分析的方法,藉此可以方便地实现电磁推力机构的综合优化设计。 展开更多
关键词 快速转换开关 电磁推力机构 电能质量 分析
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高场超导磁体研究进展及其应用 被引量：19
5
作者 刘建华 程军胜 +1 位作者 王秋良 严陆光 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2017年第11期1-13,共13页
高磁场对科学技术的发展具有极其重要的作用,它孕育着许多重大的科学发现和新技术的产生。超高磁场的产生和应用研究对极端条件科学设施、生物医学工程、国防特种装备、高精度的科学仪器以及农业应用都具有重要的意义。目前世界上许多... 高磁场对科学技术的发展具有极其重要的作用,它孕育着许多重大的科学发现和新技术的产生。超高磁场的产生和应用研究对极端条件科学设施、生物医学工程、国防特种装备、高精度的科学仪器以及农业应用都具有重要的意义。目前世界上许多研究机构和实验室开展了基于高温超导带材绕制高场直流超导磁体的项目。本文以高场超导磁体领域几个主要的研究机构为对象,主要介绍其在全超导高场磁体方面进行的研究工作,包括设计方案、技术特点和最新的研究进展,并对高场超导磁体的主要应用进行简要介绍。 展开更多
关键词 高场超导磁体 高温超导 REBCO带材 BI2223带材
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两次电流转移型短路电流限制器的研究 被引量：25
6
作者 董力 李庆民 +1 位作者 刘卫东 钱家骊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期21-24,共4页
研究了基于两次电流转移的短路电流限制方案,它由快速开关、门极关断晶闸管(GTO)和限流电阻并联组成。限流过程包括两次电流转移:快速开关至门极关断晶闸管,再至限流电阻。采用快速开关可显著减少限流器的运行损耗,采用GTO可降低电流转... 研究了基于两次电流转移的短路电流限制方案,它由快速开关、门极关断晶闸管(GTO)和限流电阻并联组成。限流过程包括两次电流转移:快速开关至门极关断晶闸管,再至限流电阻。采用快速开关可显著减少限流器的运行损耗,采用GTO可降低电流转移的难度。研究表明,在电弧电流向GTO转移的过程中,电弧电压和转移回路电感对电流转移时间有重要影响,提高电弧电压是实现快速转移的关键。 展开更多
关键词 短路电流限制器 电流转移 快速开关
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超导电力技术在未来智能电网应用研究 被引量：27
7
作者 陈中 肖立业 王海风 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2010年第1期49-53,共5页
智能电网将成为电力工业的重要发展方向,超导电力技术为智能电网的发展提供解决方案。本文基于我国目前电力系统现状,从电力系统角度出发,对超导电力技术在智能电网的应用做出具有前瞻性的探讨,重点讨论了超导储能技术、超导电缆技术、... 智能电网将成为电力工业的重要发展方向,超导电力技术为智能电网的发展提供解决方案。本文基于我国目前电力系统现状,从电力系统角度出发,对超导电力技术在智能电网的应用做出具有前瞻性的探讨,重点讨论了超导储能技术、超导电缆技术、超导限流器技术等超导新技术在智能电网的应用前景及其主要研究发展方向。 展开更多
关键词 超导电力 智能电网 超导储能 可再生能源
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利用超导磁体模拟失重环境 被引量：5
8
作者 韩王超 钟诚文 +5 位作者 耿利强 卢慧甍 张卫菊 郭卫红 商澎 尹大川 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1385-1388,共4页
介绍了利用超导磁体产生的强磁场获得的失重环境及在此基础上的一些相关科学研究。超导磁体产生的大梯度强磁场可在地面长时间的模拟失重环境,为在地面进行空间科学研究提供了一个可选择的途径。实践证明,利用超导磁体产生强磁场模拟失... 介绍了利用超导磁体产生的强磁场获得的失重环境及在此基础上的一些相关科学研究。超导磁体产生的大梯度强磁场可在地面长时间的模拟失重环境,为在地面进行空间科学研究提供了一个可选择的途径。实践证明,利用超导磁体产生强磁场模拟失重环境是一种值得重视的新技术。 展开更多
关键词 失重 超导磁体 强磁场 抗磁性
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基于空心超导变压器的可控阻抗型限流器试验 被引量：4
9
作者 陈磊 唐跃进 +6 位作者 陈楠 黎志 宋萌 石晶 程时杰 胡毅 陈轩恕 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第18期20-23,95,共5页
可控阻抗型超导限流器是一种新型的故障限流器,它由空心超导变压器和脉宽调制(PWM)变流器组成。系统正常运行时,变流器的输出电流与系统电流满足一定关系,使得超导变压器一次侧两端电压被补偿为0,限流器对系统无影响。当发生短路故障时... 可控阻抗型超导限流器是一种新型的故障限流器,它由空心超导变压器和脉宽调制(PWM)变流器组成。系统正常运行时,变流器的输出电流与系统电流满足一定关系,使得超导变压器一次侧两端电压被补偿为0,限流器对系统无影响。当发生短路故障时,通过控制变流器输出电流的幅度和相位来调节限流器等效接入系统的阻抗,进而实现限流目的。为检验该限流器的有效性及空心超导变压器的可行性,进行了小型样机的试验研究。试验结果与理论分析相符,这对下一步开展可控阻抗型超导限流器在实际电力系统中的应用有重要指导意义。 展开更多
关键词 可控阻抗型超导限流器 空心超导变压器 短路电流 限流阻抗
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超导电力装置失超检测的基础研究 被引量：16
10
作者 喻小艳 李敬东 唐跃进 《中国工程科学》 2003年第10期73-77,共5页
超导电力装置的失超会影响超导电力设备的运行和安全 ,是超导电力设备技术实用化有待深入研究的一个重要问题。对国内外通用的超导装置失超检测方法进行了分析 ,并根据电力系统中超导装置失超检测的特点 ,对高温超导线材在不同幅值的动... 超导电力装置的失超会影响超导电力设备的运行和安全 ,是超导电力设备技术实用化有待深入研究的一个重要问题。对国内外通用的超导装置失超检测方法进行了分析 ,并根据电力系统中超导装置失超检测的特点 ,对高温超导线材在不同幅值的动态电流作用下的失超特性进行了试验研究 ,通过对试验数据的分析 ,对高温超导线材的失超特性有了较精细的理解 ,并在此基础上提出了超导电力装置失超先兆检测及其失超保护设计的新概念。 展开更多
关键词 超导装置 失超检测 超导电力系统 先兆预测
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二硼化镁超导线带材及磁体应用研究进展 被引量：3
11
作者 闫果 王庆阳 +3 位作者 刘国庆 熊晓梅 潘熙锋 冯勇 《中国材料进展》 CAS CSCD 2013年第9期550-561,共12页
由于具有超导转变温度（39K）较高，晶体结构简单，原材料成本低廉以及长线制备容易等一系列特点，金属间化合物二硼化镁（MgB2）超导体自2001年被日本科学家发现以来，引起人们广泛的关注，被认为是目前最有可能首先实现大规模工业应... 由于具有超导转变温度（39K）较高，晶体结构简单，原材料成本低廉以及长线制备容易等一系列特点，金属间化合物二硼化镁（MgB2）超导体自2001年被日本科学家发现以来，引起人们广泛的关注，被认为是目前最有可能首先实现大规模工业应用的超导材料。尤其在制冷机工作温度（15～20K）、较低磁场（1—2T）条件下的医疗核磁共振成像仪（MRI）超导磁体应用上有着广泛的前景。本文主要围绕实用化MgB2超导长线（带）制备研究而展开，重点回顾了近年来粉末套管法、连续粉末装管成型法及中心镁扩散法等MgB2超导线（带）材制备及加工方面的最新研究进展；同时综述了在MgB，超导线带材工程临界电流密度性能改进方面的最新研究工作；最后，对近几年来MgB，超导磁体及线圈等应用研究进展进行了回顾。 展开更多
关键词 超导材料 MGB2 超导线带材 超导磁体 粉末装管法
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惠州抽水蓄能电站机电设计特点与创新 被引量：3
12
作者 吴新平 何文才 +3 位作者 谢小辉 许旭生 刘细龙 曾庚运 《水力发电》 北大核心 2010年第9期36-39,共4页
惠州抽水蓄能电站作为目前国内装机容量最大的抽水蓄能电站之一,在总结了广州抽水蓄能电站运行经验的基础上,就机电设计进行了不少的创新,并形成了自有特点。详细介绍了电站在水力机械、电气一次、电气二次及金属结构方面所采取的具体... 惠州抽水蓄能电站作为目前国内装机容量最大的抽水蓄能电站之一,在总结了广州抽水蓄能电站运行经验的基础上,就机电设计进行了不少的创新,并形成了自有特点。详细介绍了电站在水力机械、电气一次、电气二次及金属结构方面所采取的具体创新措施。 展开更多
关键词 机电设计 创新 特点 惠州抽水蓄能电站
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基于LabVIEW的超导磁体数采与测控系统研究 被引量：6
13
作者 杨志达 韩伟实 周杰 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期512-514,519,共4页
根据研制的大口径、高场强的超导强磁装置的特点,选择基于LabVIEW的数据采集和测控系统。低温传感器共六支,分别安装于磁体氦槽和冷屏不同位置,其中碳电阻温度计Cernox三支,铂电阻温度计Pt100两支、Pt1000一只,用于监测磁体温度;超导氦... 根据研制的大口径、高场强的超导强磁装置的特点,选择基于LabVIEW的数据采集和测控系统。低温传感器共六支,分别安装于磁体氦槽和冷屏不同位置,其中碳电阻温度计Cernox三支,铂电阻温度计Pt100两支、Pt1000一只,用于监测磁体温度;超导氦液面计一个,用于监测氦液面高度;根据磁体参数匹配研制了一套可调励磁速率的磁体专用直流电源及其失超保护系统,保证磁体安全运行。所有数据通过NI公司内插DAQ6251数据采集卡的PX I采集,用LabVIEW编写数据采集程序和人机界面。 展开更多
关键词 数据采集 LABVIEW 超导磁体 传感器
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7T大口径NbTi超导磁体降温通电实验 被引量：3
14
作者 刘华军 武玉 +5 位作者 陈敬林 韩奇阳 龙风 郭飞 施毅 彭晋卿 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期24-26,共3页
介绍了用于超导导体测试用超导磁体降温通电实验,降温采用500W@4.5K制冷机系统。300—10K直接采用冷He气循环冷却超导磁体,温度低于10K直接输入LHe。该磁体在4.2K温度下可通1000A的电流,其中心磁场为7T,储能为3M J。
关键词 超导磁体 失超保护 热点温度
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上海光源超导波荡器磁体5周期模型机的研制 被引量：4
15
作者 丁祎 许皆平 +4 位作者 崔剑 张伟 王宏飞 席瑞成 殷立新 《低温与超导》 CAS 北大核心 2016年第1期1-4,共4页
上海光源正在研制一台低温超导波荡器模型机,周期数50,周期长度16mm,磁间隙8mm,目标峰值磁场0.88T。首先研制了一台5周期超导波荡器磁体模型机进行技术可行性研究。磁体绕组采用Nb Ti超导线,骨架加工采用电工纯铁。使用传导冷却的测试... 上海光源正在研制一台低温超导波荡器模型机,周期数50,周期长度16mm,磁间隙8mm,目标峰值磁场0.88T。首先研制了一台5周期超导波荡器磁体模型机进行技术可行性研究。磁体绕组采用Nb Ti超导线,骨架加工采用电工纯铁。使用传导冷却的测试装置进行了磁体降温、通电与磁场测量。磁体经过两次失超之后达到设计电流值387A。达到的最大电流为433A。当磁体稳定运行在400A时,测得磁场峰值为0.93T。研究结果表明已有的超导磁体关键技术与工艺能够满足50周期超导波荡器模型机的研制需求。 展开更多
关键词 超导波荡器 超导磁体 铌钛超导线圈 光源插入件
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特种无液氦超导磁体研究进展
16
作者 陈传 李超 +8 位作者 刘伟 葛正福 马鹏 张文涛 李猛 张弛 李勇 兰贤辉 周涛 《材料开发与应用》 2025年第1期61-67,共7页
磁场能够以无接触的方式直接作用于原子、分子、离子、晶粒等,从而调控材料的微观结构和性能,因此磁场在材料制备与性能调控过程中的应用受到越来越多的关注。常规电磁材料具有较低的载流密度、较大的电阻以及复杂的冷却系统,难以产生... 磁场能够以无接触的方式直接作用于原子、分子、离子、晶粒等,从而调控材料的微观结构和性能,因此磁场在材料制备与性能调控过程中的应用受到越来越多的关注。常规电磁材料具有较低的载流密度、较大的电阻以及复杂的冷却系统,难以产生稳定的强磁场,而超导材料在低温下具有零电阻特性,其能够承载的电流密度是常规铜导体的100倍以上。由超导材料制备的超导磁体不仅能够产生更大尺寸的稳定强磁场,还具有重量轻、体积小、能耗低的优势,因此被广泛应用于医疗、交通、电力、加速器、国防、科学研究等领域。本研究对我国超导材料的发展、强磁场超导磁体技术与相关产品的最新进展进行了介绍,并对目前超导磁体研究面临的问题与未来发展方向进行总结。 展开更多
关键词 超导 强磁场 超导磁体 材料制备
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舰船电力系统用1 MJ高温超导储能磁体设计研究 被引量：3
17
作者 戴陶珍 范则阳 +3 位作者 李敬东 唐跃进 程时杰 潘垣 《中国工程科学》 2004年第1期53-56,共4页
介绍了舰船电力系统用的 1MJ螺管型高温超导储能磁体的设计优化步骤 ,给出了用Bi- 2 2 2 3超导带进行 1MJ磁体线圈的设计和优化结果 ,分析了高温超导体的各向异性对磁体临界电流的影响 ,讨论了储能容量一定的多螺管磁体系统在漏磁、储... 介绍了舰船电力系统用的 1MJ螺管型高温超导储能磁体的设计优化步骤 ,给出了用Bi- 2 2 2 3超导带进行 1MJ磁体线圈的设计和优化结果 ,分析了高温超导体的各向异性对磁体临界电流的影响 ,讨论了储能容量一定的多螺管磁体系统在漏磁、储能密度和所需超导线材方面的变化。 展开更多
关键词 超导磁储能系统 高温超导体 磁体设计
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CR超导二极磁铁线圈受力分析 被引量：2
18
作者 卞文龙 袁平 +4 位作者 马力祯 何源 李青 吴巍 姚庆高 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期280-283,共4页
介绍了FAIR项目CR超导二极铁的线圈结构。采用有限元分析方法,对线圈的电磁力作用进行二维计算分析,得到了线圈的二维位移变形和应力分布规律,同时也分析计算了线圈、线圈盒的三维受力以及位移形变,为线圈盒和支撑结构的优化设计提供了... 介绍了FAIR项目CR超导二极铁的线圈结构。采用有限元分析方法,对线圈的电磁力作用进行二维计算分析,得到了线圈的二维位移变形和应力分布规律,同时也分析计算了线圈、线圈盒的三维受力以及位移形变,为线圈盒和支撑结构的优化设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 超导磁铁 有限元法 应力 电磁力
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分磁环对高温SMES磁体交流损耗的影响研究 被引量：2
19
作者 宋萌 徐颖 +6 位作者 曹昆南 王达达 任丽 何杰 苏路顺 王作帅 孙黄迪 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第8期31-34,共4页
高温SMES磁体的交流损耗是制约其投入实际应用的因素之一,交流损耗的大小与超导导线所承受的磁场位型关系紧密,加装分磁环是改变超导磁体磁场位型的手段之一,因此对交流损耗的抑制也有实际意义。文中对高温SMES螺线管磁体进行了有限元建... 高温SMES磁体的交流损耗是制约其投入实际应用的因素之一,交流损耗的大小与超导导线所承受的磁场位型关系紧密,加装分磁环是改变超导磁体磁场位型的手段之一,因此对交流损耗的抑制也有实际意义。文中对高温SMES螺线管磁体进行了有限元建模,阐述了分磁环对减小超导磁体交流损耗的原理,分别计算了超导磁体在加装分磁环与未装分磁环下交流损耗的大小、分布,分析了分磁环的降损率参数r随磁体电流的变化规律,并对提高分磁环降损率的关键问题进行了探讨。 展开更多
关键词 分磁环 高温超导磁体 交流损耗 有限元分析
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CICC超导磁体低温冷却设计 被引量：3
20
作者 严定传 欧阳峥嵘 李俊杰 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期20-23,共4页
介绍了CICC(Cable-in-Conduit-Conductor)超导磁体低温冷却设计过程,并结合合肥强磁场科学技术研究中心超导磁体工程技术部预设计的CICC尺寸,重点阐述了超导磁体运行工况的确定原则及超临界氦迫流冷却运行模式下的制冷工质压降计算,初... 介绍了CICC(Cable-in-Conduit-Conductor)超导磁体低温冷却设计过程,并结合合肥强磁场科学技术研究中心超导磁体工程技术部预设计的CICC尺寸,重点阐述了超导磁体运行工况的确定原则及超临界氦迫流冷却运行模式下的制冷工质压降计算,初步确定预设计参数是否具有可行性。 展开更多
关键词 CICC 超临界 迫流冷却 压降计算
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