平板式毛细抽吸两相回路系统启动实验研究

介绍了毛细抽吸两相流体回路(CPL)系统的运行特点,结合国内外研究经验,基于便于启动、减少系统不稳定性的思路,设计制造并安装了一套新型平板式CPL实验系统.平板式CPL实验系统中,改变了传统的CPL系统蒸发器为圆管的设计模式,设计了能与发热面更紧密贴合的平面结构蒸发器;冷凝器也突破了传统的光管式结构,被设计成中间加有多孔芯的平板形结构;系统还改变了贮液器和循环回路连结位置,贮液器的注入点放置在冷凝器的一端.通过结构改进,在平板式CPL实验系统的实验性能测试中发现,该系统在高、低热负荷下都具有可靠、简便的启动特性.冷凝器中多孔芯很好地抑制了系统中的温度压力波动现象.贮液器注入点的设计,减小了启动阻力,大大改善了系统启动性能.

毛细抽吸两相回路蒸发器管内流动的理论分析

在建立物理模型的基础上，采用了一个二维计算模型对ＣＰＬ的单个蒸发器的管内两相流动状态进行了数值计算，分别得出汽、液相流体的速度、压力的分布，并对系统过程进行了理论分析，为试验 研究提供理论依据．

毛细抽吸回路中反向式蒸发器内汽、液两相流动的理论分析

本文在建立物理模型的基础上，采用了一个二维计算模型对CPL的单个蒸发器的管内两相流动状态进行了分析和数值计算，分别得出汽、液相流体的速度、压力的分布．并完成系统的过程分析．

反向式毛细芯运行机理的分析

结合对毛细抽吸两相回路的研究 ,以反向式毛细芯为研究对象 ,对其在系统内部扰动下的运行机理进行了理论分析 ,并结合实际反向式蒸发器 ,对影响其正常运行的因素进行了探讨。经分析知 ,渗透率的降低有利于抑制毛细芯内所产生的波动 ,但过低的渗透率会导致系统烧干 ;孔隙率的降低会明显增大毛细芯工作时的波动 ;此外 。

带翅片的小型平板CPL蒸发器相变传热的数值模拟

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。

CPL蒸发器毛细芯非饱和流动与传热的场协同分析

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。

多回路耦合CPL系统的几种失效情况分析

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。

CPL储液器的温度调控方案

概述了毛细抽吸两相回路技术 ( CPL)在航天器上的应用 ,并对其控温原理进行了扼要介绍。通过讨论储液器对 CPL进行控温的 3种不同方案 ,比较了其优缺点。通过比较认为 ,当 CPL的应用方式不同时 ,储液器的温度调控方式亦应不同 ,其中 。

新型平板式CPL系统的设计与实验

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.

新型微小型平板CPL蒸发器流动与传热分析

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。

平板型CPL的设计与实验研究

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。

小型平板CPL实现高热流密度散热的研究

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。