平板式CPL實驗研究和蒸發(fā)器數(shù)值模擬.pdf

1、航天技術(shù)是二十一世紀最熱門，也是發(fā)展最迅速的一門科學(xué)。由于大功率和高熱流密度的電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用以及航天器上空間的限制，傳統(tǒng)的熱控裝置已經(jīng)很難滿足要求。近年來一種結(jié)構(gòu)更加緊湊，穩(wěn)定性能更好，傳熱能力更強的熱控技術(shù)—毛細抽吸兩相環(huán)路(Capillary Pumped Loop)備受關(guān)注，它是靠毛細芯結(jié)構(gòu)的毛細抽力為系統(tǒng)提供驅(qū)動力，靠工質(zhì)的相變散熱。正因為CPL的高功率和遠距離輸送的特點，所以更適合應(yīng)用于航天飛行器的熱控系統(tǒng)中。
　　

2、 本文系統(tǒng)地介紹了內(nèi)國外CPL的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了CPL的運行機理和傳熱特點。本文改進了原有的CPL實驗系統(tǒng)，通過翻轉(zhuǎn)蒸發(fā)器和在插入蒸發(fā)器的液體管路上開十字形的槽道，消除了不凝性氣體對CPL系統(tǒng)的影響，并針對不凝性氣體對系統(tǒng)的影響做了定性分析，指出不凝性氣體的存在會阻塞液體管路導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。
　　 對改進后的系統(tǒng)進行了有重力傾角下和無重力輔助下的啟動實驗和變工況實驗。實驗結(jié)果表明：有重力輔助情況下，系統(tǒng)可以在加熱功率100W～

3、800W（熱流密度達到2.05W/cm2）下順利啟動；無重力輔助情況下，系統(tǒng)可以在加熱功率100W～500W（熱流密度達到1.28W/cm2）下順利啟動。通過對系統(tǒng)的變工況實驗，結(jié)果表明系統(tǒng)有良好的適應(yīng)變熱負荷能力。
　　 本文建立了CPL蒸發(fā)器典型單元的三維模型，利用FLUENT軟件中的多相流模型模擬了蒸發(fā)器不同熱流密度下的運行情況，以及改變了蒸發(fā)器中蒸汽槽道的尺寸和形狀后，槽道中的流動和換熱情況。通過對蒸發(fā)器的數(shù)值模擬希望能