空间冷屏蔽系统中段低温节流制冷机理研究

发布时间：2023-11-17 18:54

　　随着低温制冷事业的发展,空间低温制冷技术成为全球共同关注的话题,而红外隐身技术正是采用空间低温制冷技术降低冷屏表面的红外辐射强度,具体方法为制冷剂在冷屏蔽内部蒸发吸收热量,使冷屏蔽系统温度降低,从而降低冷屏表面的红外辐射强度,达到红外隐身的效果。在实际情况下,冷屏表面接收外界环境的辐射随着空间环境的变化而变化,为了使冷屏表面温度达到红外隐身的要求,冷剂相变产生的制冷量也要随之改变,因此在冷屏蔽内部产生的饱和氮气量也不同,导致系统内部压力改变,尤其是当空间环境发生剧烈变化时,大量的冷剂将快速蒸发产生大量的饱和氮气,这些饱和氮气如果不能及时排出,将使冷屏内部压力过大,给飞行器造成不必要的安全隐患。针对以上问题,本文提出一种减压节流阀装置,该装置主要起到控制冷屏蔽系统内部压力和节流的作用,首先通入不同质量流量的饱和氮气,探究质量流量对节流制冷的影响,其次改变节流阀结构,通入一定质量流量的饱和氮气,探究结构对节流制冷效果的影响。本文以空间冷屏蔽系统减压节流阀为研究对象,以相关理论作为研究基础,分析减压节流阀在空间冷屏蔽系统中的节流效果。首先建立三维单通道减压节流阀模型,运用数值模拟计算方法,得...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景及意义
        1.1.1 空间冷屏蔽系统介绍
        1.1.2 空间冷屏蔽系统减压节流制冷介绍
    1.2 制冷方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 课题来源
    1.5 研究内容及目的
    1.6 本章小结
2 节流制冷过程基本理论
    2.1 节流制冷理论
        2.1.1 液泛现象
        2.1.2 三相点
        2.1.3 节流的能效计算
    2.2 空间环境对节流制冷的影响
    2.3 节流制冷过程工作原理
        2.3.1 焦耳-汤姆逊效应
        2.3.2 实际气体转化曲线
    2.4 本章小结
3 节流制冷数值理论模型的建立及计算方法
    3.1 节流制冷数值计算方法
        3.1.1 CFD概述
        3.1.2 ANSYS Fluent软件简介
    3.2 节流过程数值理论模型
        3.2.1 节流制冷过程基本控制方程
        3.2.2 湍流模型的选择
    3.3 本章小结
4 节流制冷过程数值模拟研究
    4.1 节流阀模型建立
        4.1.1 设计依据
        4.1.2 结构参数
        4.1.3 模型网格划分
    4.2 网格验证及边界条件的设置
    4.3 单通道节流减压节流阀数值模拟研究
        4.3.1 质量流量对节流阀节流效果的影响
        4.3.2 各参数随流线的变化规律
    4.4 多通道节流阀数值模拟研究
        4.4.1 多通道节流阀数值模拟结果分析
        4.4.2 各参数随流线变化规律
    4.5 本章小结
5 不同结构节流阀模型数值模拟研究
    5.1 出口截面积对节流阀节流效果的研究
        5.1.1 出口截面积对节流阀节流效果的影响
        5.1.2 各参数随流线变化规律
    5.2 阀芯和扩压腔形状对节流阀节流效果的研究
        5.2.1 改变阀芯和扩压腔形状对各参数分布的影响
        5.2.2 各参数随流线变化规律
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 研究工作的总结
    6.2 研究工作的展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3864696