發(fā)布時間：2012.02.19     瀏覽次數(shù)：     新聞來源：http://www.99pf120.org.cn

機械泵驅(qū)動兩相冷卻系統(tǒng)實驗臺的研制和主要的理論模型為了對并行蒸發(fā)器機械泵驅(qū)動兩相冷卻系統(tǒng)的散熱特性進(jìn)行研究，按照荷蘭國際空間技術(shù)實驗室（NLR）的設(shè)計方案搭建了實驗臺，結(jié)構(gòu)布局參考系統(tǒng)主要部件包括機械泵、蒸發(fā)器、冷凝器、儲液罐、熱交換器以及連接管道等幾大部分，各參數(shù)如所示。其中泵為液體循環(huán)提供了驅(qū)動力；儲液器的作用是通過安裝在上面的加熱器和半導(dǎo)體制冷片來對罐內(nèi)的工質(zhì)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，從而控制蒸發(fā)器的溫度。為了保證機械泵能正常工作，避免氣蝕，泵的入口應(yīng)該保持比蒸發(fā)溫度低5的冷度液體。從泵出來的工質(zhì)如果直接流入蒸發(fā)段吸熱，則散熱段的溫差至少要大于5，因為過冷液體要以顯熱的方式散熱然后再進(jìn)入到飽和態(tài)。

　　實驗過程中整個系統(tǒng)保持各個部件水平放置以減小重力因素的影響盡可能的模擬空間狀態(tài)。其中WAK和RAM兩塊冷凝器放置在1m1m1m的為小氣候箱中，以模擬冷凝器在空間軌道運行時的邊界溫度。而其他主要部件放置于3m26m2m的恒溫氣候箱內(nèi)，并選用聚乙烯高發(fā)泡體PEF材料進(jìn)行保溫，兩個氣候箱的控溫精度均為05。為了模擬發(fā)熱源，沿蒸發(fā)器回路貼有發(fā)熱電阻，上下兩層每層發(fā)熱量為0300W連續(xù)可調(diào)。

　　為了對系統(tǒng)的溫度和壓力進(jìn)行監(jiān)控在各個主要部件都布置了測量精度為01的Pt1000，在泵的前后處布置了差壓傳感器對系統(tǒng)的阻力進(jìn)行監(jiān)測；儲液器安裝了絕對壓力傳感器來對整個系統(tǒng)的壓力進(jìn)行監(jiān)測；系統(tǒng)的流量選用科里奧力質(zhì)量流量計進(jìn)行實時測量。

　　機械泵驅(qū)動兩相冷卻系統(tǒng)蒸發(fā)段工作點的溫度控制同毛細(xì)泵驅(qū)動的兩相流冷卻系統(tǒng)一樣均是通過對儲液器的控制來實現(xiàn)的；流量通過機械泵的輸入電壓來調(diào)節(jié)，一般設(shè)計應(yīng)保證蒸發(fā)段的出口干度不小于05以確保蒸發(fā)段不會出現(xiàn)傳熱惡化的干沽點；熱負(fù)荷的控制通過調(diào)節(jié)加熱器的輸入功率；系統(tǒng)選用的循環(huán)工質(zhì)為CO2，這主要是因為CO2在飽和態(tài)的熱力學(xué)性質(zhì)較適合于機械泵驅(qū)動的回路式熱管系統(tǒng)的工作。

　　其中流動與傳熱通用模型：tA+xuA=0（1）tuA+xu2A=Apx+Fk+Fw+sM（2）tUA+xHA=xTxA+hTw-TAw+Qin（3）=f（T，p）（4）式中為密度，A為流體回路截面積，u為流速，p為壓力，sM為動量源，U為內(nèi)能，H為焓，導(dǎo)熱系數(shù)，T為溫度，h為對流換熱系數(shù)，Q為輸入熱量。為了使模型封閉，必須引入一些有關(guān)流動傳熱的物理關(guān)系式。局部阻力為：Fk=-fk12u2A沿程壁面的摩擦阻力為：Fw=-fw12u2A

　　實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析在散熱系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，各個并行支路熱負(fù)荷不均衡現(xiàn)象是不可避免的，為此后續(xù)實驗的研究重點在于不均衡性對于上下兩側(cè)蒸發(fā)段散熱的影響。

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