月球基地用热泵排热系统性能分析

针对月球表面温度变化范围大,导致基地内部热量无法排散的问题,提出了采用热泵排热的概念。从热泵工质的选择,改变排热温度、废热量、电源及辐射器比重等方面分析了热泵系统质量变化。结果表明:月球表面温度高达400 K,应选择临界温度较高的工质,如R1 1、R717;在废热量一定的情况下,上述参数变化时存在一个最佳系统质量和最佳排热温度;废热量越大热泵系统越重。月球基地采用热泵技术能够有效强化排热能力,从而达到减重的目的。

排出器动力学特性对斯特林制冷机性能影响分析

为分析斯特林制冷机排出器动力学特性对整机的性能影响,建立了斯特林制冷机热力学模型,并与排出器动力学模型耦合,通过仿真计算,分析了排出器板弹簧刚度、排出器质量等参数对系统的制冷量、排出器振幅和相位角等参数的影响。结果表明,排出器支撑板弹簧刚度存在一个最佳值,使得整机的制冷量最大,最佳频率比在0.85左右。

γ型斯特林热机无益容积比的影响分析

斯特林热机是一种外部加热的闭式循环的热气机,具有效率高、热量来源广、噪声低等优点。斯特林热机根据基本构型不同,可分为α型、β型、γ型三种类型。针对γ型斯特林热气机建立等温模型及加热器、冷却器计算模型,分析了加热器无益容积比、冷却器无益容积比等参数对系统的输出功率、相对卡诺循环效率等的影响关系。

航天器热泵系统辐射器性能分析

由于航天器向外主要是以热辐射的方式散热,而辐射散热量与排热温度的4次方成正比,提出了采用热泵强化排热的概念。针对航天器热泵系统进行建模,分析了冷凝温度、出口过冷度以及工质类型与热泵系统质量变化情况。结果表明:冷凝温度及出口过冷度对系统质量有一定影响,且存在最佳值;不同工质的系统随参数变化表现趋势也不同;使用热泵的热控系统对减小航天器质量有很明显的效果。

低温脉动热管的发展现状及展望

脉动热管是一种性能优良的传热元件,在电子设备散热、超导冷却、能量收集等方面具有广阔的发展前景。根据低温脉动热管的原理和特点,分析了中高温脉动热管和低温脉动热管的不同。总结了低温脉动热管理论和实验的研究现状和发展趋势,指出目前低温脉动热管研究存在的问题,提出了未来的研究和发展方向。

微重力环境下低温流体的数值模拟与特性研究

在重力场下,贮箱中流体的状态是已知的,流体状态是按规律分层分布的,而在微重力环境下,贮箱中流体状态是未知的,气相和液相的分布是不规则的,其界面的几何形状也是不确定的。通过采用VOF方法,对贮箱中的液氢在微重力条件下进行了数值模拟研究,主要考虑了不同重力加速度,接触角和不同充液量等因素的影响,从而得到在微重力条件下影响气液分布的主要因素。

斯特林制冷机污染失效研究进展

斯特林制冷机内部放气造成的失效严重影响制冷机寿命。制冷机内部放气气体会在回热器冷端及膨胀腔低温表面凝结,降低回热器的回热效率和冷头换热面传热能力,并加大制冷工质流动阻力。主要介绍了斯特林制冷机加速寿命试验和污染放气模拟数值计算方法等,提出了制冷机污染失效研究发展方向。对今后主要研究方向进行了展望。