小型圆盘式LHP系统的设计与实验研究

小型圆盘式LHP系统的设计与实验研究

论文摘要

回路热管(LHP: Loop Heat Pipe)是一种利用工质相变传输热量,并且利用毛细力驱动系统循环的热控装置。其具有传热能力强、热阻低、等温性好、效率高、无运动部件以及传输距离长等优点,从而使其成为了航天器热控以及电子器件散热的有效方式。本文在分析了现有的LHP系统的基础上,设计并研制了小型圆盘式LHP系统,探讨了其优势和不足,提出了改进的思路。评述了LHP系统的研究现状,介绍了LHP系统的工作原理及其运行特性,论述了LHP在实现高热流密度散热方面的优势。设计了小型平面圆盘式LHP系统,平面式结构,能够很好的与发热器件表面贴合,减少了传热热阻,增加了传热效率;蒸发器上盖采用一字槽道,减小了蒸汽的流动阻力,增强了蒸发器上盖的强度;蒸发器底座设计了翅片结构,一方面增强蒸发器的强度,另一方面增强了系统的散热能力,提高了系统的小型圆盘式LHP系统高热流密度散热的可靠性。针对所设计的小型圆盘式LHP系统建立了实验平台,并对其进行了启动和变工况等运行特性实验。实验结果表明,该系统存在一定的侧壁导热效应,使蒸发器底部产生气泡,阻止液体回流,导致系统启动失败。但是在抑制了侧壁导热效应的条件下,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,并且在系统运行过程中没有出现系统干涸现象。众所周知,太空中的散热主要是辐射散热。因此本文设计了真空辐射器,用以模拟太空环境,为以后做模拟真空辐射冷源实验奠定基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 LHP 的发展概况
  • 1.3 毛细抽吸两相循环系统涉及的基本理论
  • 1.4 本文的主要内容
  • 2 LHP 系统的工作原理及其特性
  • 2.1 引言
  • 2.2 LHP 系统的组成以及工作原理
  • 2.3 LHP 系统的运行特性分析
  • 2.4 LHP 系统的应用前景
  • 2.5 本章小结
  • 3 小型平面圆盘式LHP 的设计与研制
  • 3.1 引言
  • 3.2 小型平面圆盘式LHP 系统的设计
  • 3.3 小型平面圆盘式LHP 的系统构成
  • 3.4 本章小结
  • 4 小型平面圆盘式LHP 系统的实验研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验目的
  • 4.3 实验台架的搭建
  • 4.4 小型平面圆盘式LHP 实验系统简介
  • 4.5 实验过程
  • 4.6 实验结果与分析
  • 4.7 系统传热性能分析
  • 4.8 本章小结
  • 5 真空辐射器的设计
  • 5.1 引言
  • 5.2 结构设计
  • 5.3 传热计算
  • 5.4 本章小结
  • 6 结论与展望
  • 6.1 已完成的工作
  • 6.2 结论
  • 6.3 以后的工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录1 作者在攻读硕士期间发表的论文
  • 相关论文文献

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