嫦娥三号探测器热控系统设计与验证 被引量：28

1

作者 刘自军 向艳超 +7 位作者 斯东波 张有为 陈建新 苏生 吕巍 宁献文 宋馨 张冰强 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期353-360,共8页

嫦娥三号探测器是我国第一个成功实现月球软着陆和月面生存的航天器,探测器热控系统研制重力驱动两相流体回路、可变热导热管、高温隔热屏、同位素热源(RHU)等首次在国内航天器上使用的新产品,并解决月面g/6重力地面模拟、着陆发动机高... 嫦娥三号探测器是我国第一个成功实现月球软着陆和月面生存的航天器,探测器热控系统研制重力驱动两相流体回路、可变热导热管、高温隔热屏、同位素热源(RHU)等首次在国内航天器上使用的新产品,并解决月面g/6重力地面模拟、着陆发动机高温边界模拟等试验难题,成功突破了月球软着陆、长期月面生存相关的热控技术.热控系统及关键热控产品在轨工作正常,探测器设备温度满足指标要求,圆满完成了探测器工程任务并获得了宝贵的在轨数据.本文对热控系统设计约束、设计方案、关键产品及在轨验证情况进行介绍. 展开更多

关键词 热控系统 月球软着陆 月面生存 两相流体回路 可变热导热管 同位素热源

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嫦娥三号“玉兔”巡视器热控制 被引量：11

2

作者 向艳超 陈建新 张冰强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1203-1209,共7页

根据嫦娥三号'玉兔'巡视器总体构形特点和任务过程中的环境条件,提出了巡视器月昼散热和月夜保温热控设计思路,具体描述了巡视器月昼朝天散热和月夜利用两相流体回路、同位素热源进行设备保温的热控设计方法。经过热平衡试验验... 根据嫦娥三号'玉兔'巡视器总体构形特点和任务过程中的环境条件,提出了巡视器月昼散热和月夜保温热控设计思路,具体描述了巡视器月昼朝天散热和月夜利用两相流体回路、同位素热源进行设备保温的热控设计方法。经过热平衡试验验证和在轨飞行验证,热控分系统的各项功能和性能均满足总体要求,设备温度均控制在所要求的温度范围内,表明热控设计是合理和可行的。 展开更多

关键词 “玉兔”巡视器 热控系统 同位素热源 两相流体回路

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嫦娥三号两相流体回路的地面试验验证方法及试验结果分析 被引量：8

3

作者 张红星 苗建印 +3 位作者 王录 莫青 刘自军 向艳超 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期589-596,共8页

两相流体回路在我国嫦娥三号月球探测器上的应用是全球航天器热控系统设计上的首次尝试,两相流体回路利用月球g/6重力驱动,无需电源供给,在长达14 d的月夜工况下,有效利用同位素热源解决了着陆器和巡视器内的仪器温控难题.回路研制过程... 两相流体回路在我国嫦娥三号月球探测器上的应用是全球航天器热控系统设计上的首次尝试,两相流体回路利用月球g/6重力驱动,无需电源供给,在长达14 d的月夜工况下,有效利用同位素热源解决了着陆器和巡视器内的仪器温控难题.回路研制过程中遇到了传热性能无法在地面得到真实模拟的技术难题,本文以巡视器两相流体回路为例,建立了g/6重力驱动两相流体回路传热性能的地面模拟方法,给出了地面真空热性能试验验证结果并进行了分析. 展开更多

关键词 两相流体回路 嫦娥三号 地面试验验证

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航天遥感器用泵驱两相流体回路热真空试验研究 被引量：2

4

作者 孟庆亮 赵振明 +1 位作者 陈祥贵 朱许 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期559-568,共10页

针对航天遥感器核心组件的高精度与高稳定度的控温需求,设计并搭建了一套泵驱两相流体回路(MPTL)试验装置,该装置使用了一套具有被动冷却能力的两相控温型储液器。为验证MPTL系统在高真空、极低温与变化外热流条件下的工作能力,在真空... 针对航天遥感器核心组件的高精度与高稳定度的控温需求,设计并搭建了一套泵驱两相流体回路(MPTL)试验装置,该装置使用了一套具有被动冷却能力的两相控温型储液器。为验证MPTL系统在高真空、极低温与变化外热流条件下的工作能力,在真空罐内对MPTL系统在不同工况点下的散热与控温能力进行了测试,并通过温度和压力等数据研究了主回路的运行特性、储液器内热力学变化特性及两者之间的传热传质过程。结果表明:MPTL系统的控温点可通过储液器进行快速调整,蒸发器温度的变化受外热流与热源开关影响较小;进入毛细管中的过冷液与储液器中的液相形成的温差保证了储液器冷量的供应;主回路发生相态转变时,储液器与主回路工质交换特性引起了系统压力降脉动。 展开更多

关键词 泵驱两相流体回路 两相控温型储液器 热控产品 热真空试验 航天遥感器

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平流层飞艇载荷舱电子设备散热仿真分析

5

作者 鲁思远 于峰 +1 位作者 孟庆亮 王阳 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2024年第2期41-52,共12页

飞艇载荷舱电子设备的温度极大地影响了其工作可靠性,随着飞艇载荷舱应用途径的拓展,载荷总功率不断增长,设备设计功耗及热流密度显著提升,但平流层气体密度仅为地面的1/18,对流散热能力差,散热问题逐渐成为制约技术发展的关键问题。文... 飞艇载荷舱电子设备的温度极大地影响了其工作可靠性,随着飞艇载荷舱应用途径的拓展,载荷总功率不断增长,设备设计功耗及热流密度显著提升,但平流层气体密度仅为地面的1/18,对流散热能力差,散热问题逐渐成为制约技术发展的关键问题。文章为了解决高载荷功率下的散热痛点,引入了两相流体回路散热方法,探究其与风扇强迫散热的散热能力,在分析载荷舱电子设备传热特性的基础上,基于计算流体力学,设计了风扇强迫对流散热系统,同时提出一种采用1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)流体回路对平流层载荷舱电子设备散热的方法,并使用表观热容法对其进行仿真,计算了两种散热方式下飞艇载荷舱的温度场和流场,得到了两种方式的散热能力。仿真结果表明,风扇的散热极限工率约为591 W,两相流体回路方式散热可以解决700 W的散热需求,使用风扇散热可以满足基本散热需求;使用两相流体回路方式散热可以对平流层飞艇载荷舱电子设备进行有效热控,为平流层大功率电子设备散热的设计和计算提供思路。 展开更多

关键词 遥感载荷 平流层飞艇 强迫风冷 两相流体回路 散热设计 数值模拟

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嫦娥四号着陆器月夜热电联供系统设计与验证 被引量：6

6

作者 宋馨 陈向东 +5 位作者 雷英俊 王录 柏江 李海飞 张丽丽 王珊 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2019年第4期65-69,共5页

为了实现嫦娥四号着陆器在月球表面长期生存并完成月夜阶段温度采集任务,研制了一套高效的月夜热电联供系统.该系统主要由同位素温差电池(RTG)和两相流体回路组成.RTG发电废热在其端面集中排散,两相流体回路通过平板式蒸发器与RTG安装连... 为了实现嫦娥四号着陆器在月球表面长期生存并完成月夜阶段温度采集任务,研制了一套高效的月夜热电联供系统.该系统主要由同位素温差电池(RTG)和两相流体回路组成.RTG发电废热在其端面集中排散,两相流体回路通过平板式蒸发器与RTG安装连接,收集热量传输到舱内.通过地面试验对系统功能进行了初步验证,试验中两相流体回路启动、断开正常,运行稳定.在轨飞行结果表明,该系统工作正常,实现了93%以上同位素核热源的热量用于温差发电器产生电能,并且收集了67%的发电废热用于舱内平台设备控温. 展开更多

关键词 嫦娥四号着陆器 热电联供系统 同位素温差电池 两相流体回路

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基于两相流体的超大面源黑体控温技术 被引量：2

7

作者 杨昌鹏 徐侃 +5 位作者 薛亮 黄金印 于新刚 刘银年 宋云飞 何明键 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期90-98,共9页

面源黑体作为红外源标在红外测温、红外成像、红外相机标定等领域广泛应用,红外源标红外辐射性能主要取决于面源黑体温度场的控制。为了适应星载和机载红外探测器大孔径、大视场角的发展需求,文中对超大尺寸面源黑体温度控制技术进行了... 面源黑体作为红外源标在红外测温、红外成像、红外相机标定等领域广泛应用,红外源标红外辐射性能主要取决于面源黑体温度场的控制。为了适应星载和机载红外探测器大孔径、大视场角的发展需求,文中对超大尺寸面源黑体温度控制技术进行了研究。外场条件下,面源黑体会随着尺寸的增大而增加温度控制的难度,控温系统采用两相流体回路技术实现了外场3m×3m面源黑体不同目标温度下高温度均匀性、稳定性温度控制,试验结果表明,黑体表面温度均匀性控制优于±0.60℃,稳定性控制优于0.14℃/15min。 展开更多

关键词 面源黑体 超大尺寸 两相流体回路 温度均匀性控制

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平行微细通道内流动沸腾换热的重力无关性研究

8

作者 陈彬彬 董丽宁 +3 位作者 徐涛 王江 赵小翔 曹建光 《上海航天》 2016年第3期118-123,共6页

为验证微细通道内流动沸腾散热技术在空间的适用性,用实验方法研究了平行微细通道内流动沸腾换热的重力无关性。搭建了两相流体回路系统,设计了水力直径0.91mm、倒梯形截面的平行微细通道铜基热沉,通过电火花腐蚀技术在铜基加热器表面... 为验证微细通道内流动沸腾散热技术在空间的适用性,用实验方法研究了平行微细通道内流动沸腾换热的重力无关性。搭建了两相流体回路系统,设计了水力直径0.91mm、倒梯形截面的平行微细通道铜基热沉,通过电火花腐蚀技术在铜基加热器表面刻蚀制作微细通道,两者集成一体。由实验分析了-90°~90°不同重力倾角下微通道内的流动沸腾特性。结果发现:不同流量下不同重力倾角的微细通道的沸腾曲线基本吻合,临界热流值基本一致,表明微通道不仅强化换热能力,而且削弱了重力对沸腾换热的影响。实验结果处于文献中Bo准则和Fr准则的重力无关性区域内,验证了微细通道内流动沸腾换热具一定程度的重力无关特性,地面上测得的微通道内流动沸腾换热系数和临界热流等实验数据能安全有效用于空间环境的热控设计。 展开更多

关键词 微细通道 两相流体回路 流动沸腾 换热 重力无关 热沉 临界热流 Bo准则 Fr准则

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CCD器件用机械泵驱动两相流体回路仿真与试验 被引量：8

9

作者 赵振明 孟庆亮 +1 位作者 张焕冬 赵慧 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期893-901,共9页

电荷耦合元件(CCD)作为航天光学遥感器的核心部件之一,其工作性能受温度影响很大,传统的热控产品难以满足大功率CCD的精密控温需求。通过仿真与试验系统研究了机械泵驱动两相流体回路(MPTL)用于CCD控温时的启动特性、运行状态、内部工... 电荷耦合元件(CCD)作为航天光学遥感器的核心部件之一,其工作性能受温度影响很大,传统的热控产品难以满足大功率CCD的精密控温需求。通过仿真与试验系统研究了机械泵驱动两相流体回路(MPTL)用于CCD控温时的启动特性、运行状态、内部工质的流动及传热特性。结果表明:MPTL可以通过干度的调节来吸收冷凝器外热流和CCD工作模式的影响; MPTL的控温精度可以达到±1℃,蒸发器并联支路、蒸发器负载和冷凝器温度在一定范围内变化等均不会对系统运行稳定性产生影响,其仍可将CCD器件控制在所需温度;通过仿真与试验对比,发现仿真模型的误差在±1℃以内,验证了模型的有效性和准确度。MPTL可以很好地满足航天光学遥感器CCD的控温要求,能够保证CCD始终具有较好的温度稳定性和均匀性,且系统具有良好的运行特性和鲁棒性,其在CCD精密控温方面具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 电荷耦合元件(CCD) 遥感器热控 精密控温 机械泵驱动两相流体回路(MPTL) 两相流动与传热

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两相控温型储液器进出流量的瞬态数值模拟 被引量：3

10

作者 孟庆亮 张焕冬 +2 位作者 赵振明 赵石磊 杨涛 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2160-2169,共10页

两相控温型储液器是泵驱两相流体回路(MPTL)系统中的一个重要部件,承担着工质存储、供给、气液分离及精密控温的作用。采用Navier-Stokes方程建立了MPTL系统瞬态模拟的仿真模型,可用于研究热源功率变化时储液器与主回路的动态传热和传... 两相控温型储液器是泵驱两相流体回路(MPTL)系统中的一个重要部件,承担着工质存储、供给、气液分离及精密控温的作用。采用Navier-Stokes方程建立了MPTL系统瞬态模拟的仿真模型,可用于研究热源功率变化时储液器与主回路的动态传热和传质特性。通过仿真与试验对比发现,数值模型的流量误差在±10%以内,验证了模型的有效性和准确度。数值模拟结果表明:热源开关机时,储液器与主回路发生工质交换,气液两相的温度和压力受到影响,系统的流阻也受到影响;随着热源功率的增加,工质交换速率和交换总量随之增加,储液器内气液两相的温度和压力变化趋势随之增大。该模型可用于研究不同工作条件下的流量、温度和干度的变化特性,指导MPTL设计,并在系统搭建前预测系统特性。 展开更多

关键词 泵驱两相流体回路(MPTL) 两相控温型储液器 精密控温 传热传质 数值模拟

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带翅片的小型平板CPL蒸发器相变传热的数值模拟 被引量：3

11

作者 万忠民 刘伟 +1 位作者 盖东兴 刘志春 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2994-3000,共7页

提出一种小型平板毛细抽吸两相流体回路(CPL)系统来实现电子元器件散热,分析了其工作原理及特点。针对小型平板式CPL蒸发器的结构特点,分析了蒸发器侧壁导热所引起的侧壁效应对CPL传热能力的影响,提出小型平板CPL存在侧壁效应传热极限... 提出一种小型平板毛细抽吸两相流体回路(CPL)系统来实现电子元器件散热,分析了其工作原理及特点。针对小型平板式CPL蒸发器的结构特点,分析了蒸发器侧壁导热所引起的侧壁效应对CPL传热能力的影响,提出小型平板CPL存在侧壁效应传热极限。为了提高系统的传热能力,蒸发器下壁增设了散热翅片。建立了小型平板CPL蒸发器毛细多孔芯的二维气液两相分层饱和多孔介质模型,金属壁面及工质气、液空间区域耦合的数学模型,并用SIMPLE算法对模型进行求解。数值研究表明,蒸发器受热面的温度水平较低,均温性较好。蒸发器采用翅片可以增加多孔芯内的温度梯度,使芯内温度分布更加合理;可以降低加热表面以及下壁温度,提高了侧壁效应传热极限,增强了系统的传热能力。 展开更多

关键词 毛细抽吸两相流体回路 小型平板式 蒸发器 侧壁效应传热极限 翅片 电子器件散热

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航天遥感器用机械泵驱动两相流体回路工作特性试验研究 被引量：3

12

作者 孟庆亮 赵振明 +3 位作者 张焕冬 杨涛 赵宇 于峰 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期1474-1486,共13页

为了提高航天遥感器的成像指标,光学探测器组件在工作期间需满足较低温度变化和较高温度稳定度的条件,传统的热控产品逐渐难以满足大功率探测器组件的精密控温要求.机械泵驱动两相流体回路(MPTL)具有控温精度高、传热距离远、传热功率... 为了提高航天遥感器的成像指标,光学探测器组件在工作期间需满足较低温度变化和较高温度稳定度的条件,传统的热控产品逐渐难以满足大功率探测器组件的精密控温要求.机械泵驱动两相流体回路(MPTL)具有控温精度高、传热距离远、传热功率大等优点,特别适合航天遥感器的高精度热控.为了深入研究核心探测器组件开机和关机时对MPTL系统工作特性的影响,本文搭建了航天遥感器用MPTL模拟实验装置,该装置使用具有被动冷却功能的两相控温型储液器作为系统的控温组件,并采用屏蔽式离心泵作为系统的驱动装置.本文通过温度、压力、流量等数据研究了储液器内部热力学变化特性、主回路与储液器之间的传热传质过程以及系统主回路的运行特性.本文重点关注了系统相态转变过程、热源开机和关机时系统的不稳定现象,并提出了减小系统不稳定性的措施.本文还研究了热源功率变化时系统主回路与储液器的工作特性.结果表明,被动冷却型储液器内气相和液相形成了一定的温差,通过温差保证了储液器冷量的供给;热源正常工作期间,蒸发器温度的稳定性和均匀性较好,为相机的稳定成像提供了良好的边界条件;热源开机和关机时,储液器内温度和压力、系统的流量和流阻会发生变化;预热器加载功率的变化会影响系统相变转变过程的稳定性;热源功率的变化会对储液器和主回路的工作状态产生影响.本文研究对航天相机用MPTL系统的设计和应用具有指导意义. 展开更多

关键词 机械泵驱动两相流体回路(MPTL) 两相控温型储液器 航天器热控 热控产品 航天遥感器

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微重力下两相控温型储液器内气液界面仿真分析 被引量：2

13

作者 周振华 孟庆亮 赵振明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1152-1160,共9页

两相控温型储液器对机械泵驱动两相流体回路的稳定运行起到关键作用,而储液器内部气液分布状态是其控温性能的决定性因素之一。在轨微重力条件下,储液器内两相流动特性与地面状态差别巨大,这将给储液器的设计带来较大难度。针对两相控... 两相控温型储液器对机械泵驱动两相流体回路的稳定运行起到关键作用,而储液器内部气液分布状态是其控温性能的决定性因素之一。在轨微重力条件下,储液器内两相流动特性与地面状态差别巨大,这将给储液器的设计带来较大难度。针对两相控温型储液器在轨微重力下的两相工质分布特性,通过计算流体力学(CFD)方法对其内两相流动行为进行数值模拟。通过使用连续表面张力模型计算表面张力,使用多相流计算的流体体积分数方法对两相控温型储液器内气液界面形态的发展进行了追踪预测,并与理论解进行对比,结果吻合一致。通过对两相控温型储液器在不同Bond数、接触角、工质充灌量等参数下的仿真分析,得到了不同条件下储液器内气液运动及分布情况,结果表明:两相控温型储液器内气液界面状态与储液器尺寸、壁面浸润性、工质充灌量相关。研究结果可以为微重力下两相控温型储液器内气液界面的控制提供理论依据,并能指导储液器研制及在轨应用。 展开更多

关键词 两相控温型储液器 机械泵驱动两相流体回路 气液界面 微重力 数值模拟

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CPL蒸发器毛细芯非饱和流动与传热的场协同分析 被引量：1

14

作者 黄晓明 刘伟 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期14-20,共7页

在非饱和三层模型基础上,从场协同的角度,对工质在CPL蒸发器毛细芯中的流动与传热情况进行了详细分析。对蒸发器的几何结构参数、毛细多孔芯特征参数以及热负荷变化对工质传热传质效果的影响进行了数值模拟。结果表明,利用场协同原理,... 在非饱和三层模型基础上,从场协同的角度,对工质在CPL蒸发器毛细芯中的流动与传热情况进行了详细分析。对蒸发器的几何结构参数、毛细多孔芯特征参数以及热负荷变化对工质传热传质效果的影响进行了数值模拟。结果表明,利用场协同原理,可以解释不同的蒸发器结构参数和热负荷对蒸发器传热效果的影响,从而为优化蒸发器结构,提高CPL效能提供理论依据。 展开更多

关键词 场协同 传热 毛细芯 蒸发器 毛细抽吸两相流体回路

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月球着陆器两相流体回路性能衰退分析与验证 被引量：2

15

作者 王录 苗建印 +2 位作者 张红星 张有为 陈建新 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1095-1102,共8页

针对嫦娥三号着陆器两相流体回路12个月球昼夜的寿命需求,开展了氨分解导致两相流体回路传热温差增量的分析和试验验证,结果表明寿命末期不凝气体引起传热温差增量不超过2. 2℃,同位素核热源(RHU)向探测器的供热量减小0. 6 W,设备温度... 针对嫦娥三号着陆器两相流体回路12个月球昼夜的寿命需求,开展了氨分解导致两相流体回路传热温差增量的分析和试验验证,结果表明寿命末期不凝气体引起传热温差增量不超过2. 2℃,同位素核热源(RHU)向探测器的供热量减小0. 6 W,设备温度整体降低0. 6℃,对热控系统影响可忽略。根据在轨遥测,寿命周期内,两相流体回路工作在45℃~50℃时不凝气体引起的传热温差增量不超过1. 5℃,与地面验证结果吻合较好;经历52个月球昼夜周期内,传热温差在3. 5℃~4. 7℃内波动,在轨工作良好。 展开更多

关键词 月球着陆器 重力驱动两相流体回路 性能衰退 不凝气体

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新型平板式CPL系统的设计与实验 被引量：2

16

作者 刘志春 刘伟 +1 位作者 宰军 杨金国 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期70-72,87,共4页

设计并研制了一种新型平板式CPL系统.在所设计的新型平板式CPL系统中,蒸发器和冷凝器均采用带有毛细芯的平板式结构.蒸发器的设计借鉴了LHP蒸发器的设计,在回流液体入口侧设计了由纵横十字槽道构成的液体补偿腔,以提高系统的稳定性以及... 设计并研制了一种新型平板式CPL系统.在所设计的新型平板式CPL系统中,蒸发器和冷凝器均采用带有毛细芯的平板式结构.蒸发器的设计借鉴了LHP蒸发器的设计,在回流液体入口侧设计了由纵横十字槽道构成的液体补偿腔,以提高系统的稳定性以及高热流密度工作特性;冷凝器采用新型的三通道平板式结构,以改善系统的启动特性和稳定性.在系统的构成方面,贮液器通过两条通道和系统回路进行流体交换;贮液器和冷凝器相连;贮液器和回流液体管道相连.针对所设计的新型平板式CPL系统建立了试验系统,进行了启动和变工况等运行特性试验.实验证明:该系统在高、低热负荷下都具有可靠、简便的启动特性,稳定的变工况运行性能. 展开更多

关键词 毛细抽吸两相流体回路 多孔芯 温度控制 冷凝器

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多回路耦合CPL系统的几种失效情况分析

17

作者 刘庆志 苗建印 +1 位作者 张加迅 侯增祺 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期19-24,共6页

毛细抽吸两相流体回路(CPL,CapillaryPumpedLoop)在运行过程中可能会发生蒸发器失效的现象,严重影响了其可靠性。文章对CPL在变工况过程中可能引起蒸发器失效的一些因素进行了分析,并通过实验研究了一个多回路耦合CPL系统在某些热边界... 毛细抽吸两相流体回路(CPL,CapillaryPumpedLoop)在运行过程中可能会发生蒸发器失效的现象,严重影响了其可靠性。文章对CPL在变工况过程中可能引起蒸发器失效的一些因素进行了分析,并通过实验研究了一个多回路耦合CPL系统在某些热边界条件发生骤变时,系统的瞬态响应以及部分蒸发器失效的过程。 展开更多

关键词 毛细抽吸两相流体回路 蒸发器 失效分析 热控制 航天器 L系统 CPL 多回路 失效 耦合

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新型微小型平板CPL蒸发器流动与传热分析 被引量：1

18

作者 万忠民 刘伟 +1 位作者 明廷臻 刘志春 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期99-104,共6页

提出一种新型微小型平板毛细抽吸两相流体回路(Capillary pumped loop,CPL)的蒸发器结构,使其能够适应高热流密度散热的要求。分析蒸发器由于微型化后侧壁导热对系统传热能力的影响。建立新型蒸发器毛细多孔芯内的传热传质数学模型和液... 提出一种新型微小型平板毛细抽吸两相流体回路(Capillary pumped loop,CPL)的蒸发器结构,使其能够适应高热流密度散热的要求。分析蒸发器由于微型化后侧壁导热对系统传热能力的影响。建立新型蒸发器毛细多孔芯内的传热传质数学模型和液体补偿腔的流动与传热模型以及蒸汽槽道和金属外壁区域的导热模型,并用SIMPLE算法对蒸发器进行整场耦合求解。数值结果表明,工质蒸发发生在多孔芯上表面以及侧壁附近,采用热导率较大的铝外壁时,蒸发器加热表面的温度水平较低且温度均匀性较好,但侧壁导热的影响导致CPL的传热能力不高。外壁采用热导率较小的不锈钢可以明显提高CPL的传热极限能力,但同时却较大地增加了加热表面的温度水平以及不均匀性。采用组合结构的蒸发器一方面可以提高系统的传热能力,同时降低了加热表面的温度水平和温度梯度。 展开更多

关键词 毛细抽吸两相流体回路 蒸发器 多孔介质 耦合计算

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平板型CPL的设计与实验研究

19

作者 刘志春 刘伟 +1 位作者 宰军 杨金国 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期24-30,共7页

在对毛细抽吸两相流体回路(CPL)系统进行了系统分析的基础上,设计了平板型CPL,并且搭建了CPL系统实验平台,做了各种工况的启动实验和变热负荷实验。实验结果表明,多孔芯冷凝器平板型CPL系统具有良好的启动性能,并且系统在运行过程中工... 在对毛细抽吸两相流体回路(CPL)系统进行了系统分析的基础上,设计了平板型CPL,并且搭建了CPL系统实验平台,做了各种工况的启动实验和变热负荷实验。实验结果表明,多孔芯冷凝器平板型CPL系统具有良好的启动性能,并且系统在运行过程中工作稳定,较好地抑制了系统的压力波动。 展开更多

关键词 毛细抽吸两相流体回路 热控制 冷凝器 实验

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小型平板CPL实现高热流密度散热的研究

20

作者 万忠民 刘伟 +1 位作者 张亮 明廷臻 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期19-24,共6页

针对小型平板毛细抽吸两相流体回路(CPL)在高热流密度下的特点,分析了不同工质时系统的压力损失与毛细芯的毛细抽吸力,得出采用氨工质有着较好的传热性能和更高的毛细限,同时得出影响系统毛细限的主要因素是蒸汽联管管径和工质的蒸气密... 针对小型平板毛细抽吸两相流体回路(CPL)在高热流密度下的特点,分析了不同工质时系统的压力损失与毛细芯的毛细抽吸力,得出采用氨工质有着较好的传热性能和更高的毛细限,同时得出影响系统毛细限的主要因素是蒸汽联管管径和工质的蒸气密度,提出了工质传输系数作为选取工质的重要指标。建立了蒸发器多孔芯,金属壁面以及工质气、液空间区域的耦合数学模型,并运用SIMPLE算法进行求解,得出蒸发器内的温度分布及由于侧壁效应对多孔芯传热传质与传热极限的影响,同时提出小型平板CPL系统存在侧壁效应传热极限,它是影响系统最大传热量的一个重要极限,在设计小型平板CPL必须予以考虑。 展开更多

关键词 侧壁效应 传热极限 多孔介质 工质传输系数 小型平板毛细抽吸两相流体回路 小型飞行器

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