二氧化碳两相回路启动时的压力脉冲现象及其抑制

机械泵驱动的二氧化碳两相回路热控系统在热载荷启动时,由于蒸发段的液-汽相变需要形核而容易造成过热。本文介绍了这部分的启动实验,结果发现,采用长程毛细管结构的蒸发器对分布式热源进行集热时,在冷工况、高热载荷、低热流密度的情况下会因液—汽相变导致压力脉冲。实验还给出了简单有效的方法抑制这种脉冲的影响。

空间两相环路热控系统的动力学特性

针对两种典型的两相环路热控系统——毛细力驱动的平板型环路热管和机械泵驱动的两相环路热控系统(硅微条探测器控温系统,TTCS)展开讨论,分析其工作原理,介绍地面测试实验系统,使用SINDA/FLUINT和Maltab/Simulink软件分别建立其动态模型.研究结果表明,平板型环路热管和TTCS均存在启动问题;平板型环路热管运行时可能有较严重的稳定性问题,而TTCS的稳定性相对较高;重力对平板型环路热管的性能有较大影响,TTCS受重力的影响不大;双通道平板型环路热管可以比单通道环路平板型环路热管有更优异的传热性能,而TTCS的双辐射器结构可以有良好的流量和热量自调节能力.在选择两相环路热控系统时,需考虑热源的分布特点、寿命要求、控温要求以及系统尺寸和质量等因素,这两种两相热控技术未来可交叉借鉴、优势互补.

一种应用在航天探测器上的二氧化碳两相回路热控系统冷凝器的设计优化

阿尔法磁谱仪中的轨迹探测器是探测空间反物质的核心探测器,它工作于由超流液氦冷却的超导磁体的中心,其正常运作需要体积小、散热及温控能力强的热控系统的支持,以应对国际空间站上复杂的太空热流环境及真空、微重力等因素.介绍了利用SINDA/FLUINT模拟方法,对轨迹探测器的热控系统冷凝器进行设计优化.

嫦娥三号“玉兔”巡视器热控制

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。

热负荷及环境温度对机械泵驱动两相热控系统性能影响

运用传热学、流体力学、两相流和控制论等知识对机械泵驱动两相热控系统的各个部件建立混合物模型及Simulink仿真模块。借助于Matlab/Simulink计算软件,对系统进行了动态仿真计算,得到了系统分别在热负荷和冷凝器侧环境温度变化情况下的温度分布和变化情况。据此对系统进行了运行稳定性分析。结果表明蒸发器侧热负荷的阶跃变化对蒸发器出口温度影响较大,对冷凝器进出口温度影响则较小;冷凝器侧环境温度周期性变化对冷凝器出口温度、储液器入口温度及泵入口温度影响较大,对蒸发器进出口温度影响则较小。

嫦娥三号探测器热控系统设计与验证

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.