多蒸发器低温回路热管的启动特性

发布时间：2021-11-23 08:21

　　空间探测技术迅速发展,传统的点对点传热方式不再满足多阵列、大面阵结构探测器的散热需求.本研究通过将3个蒸发器以气耦合的方式并联,设计加工了一种用于多点热源散热的多蒸发器低温回路热管（multi-evaporator loop heat pipe, MeLHP）,并进行了样机的启动特性实验研究.实验分别通过与单蒸发器回路热管的比较、不同加热方式的比较以及不同充液率的比较,多方面地探究了MeLHP在降温、启动过程中的特性.实验发现,在保证样机在170 K稳定运行的前提下, MeLHP各个支路均与单蒸发器回路热管的启动特性保持高一致性; MeLHP在单蒸发器加热和多蒸发器共同加热的条件下均能启动,单蒸发器加热过程中未加负载的蒸发器在气耦合作用下分享热量保持各蒸发器温度一致,保证三蒸发器的同时启动;工质的初始分配状态会造成降温过程中各蒸发器温度的差异,气耦合的热交换作用调节了各回路温度的一致性,有效抑制了初始状态对温度的影响;考虑了不同充液率的影响,考察了充液率分别为0.6和0.7条件下的启动特性,发现0.7充液率下MeLHP的启动特性能更好地与0.6充液率条件下的单蒸发器回路热管相一致.实验... 

【文章来源】：科学通报. 2020,65(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

(网络版彩色)不同结构的多蒸发器回路热管.(a)独立补偿器不直接相连;(b)独立补偿器直接相连;(c)共用同一补偿器

根据与冷凝器相对位置关系,由远至近将蒸发器编号为蒸发器1(E1)、蒸发器2(E2)、蒸发器3(E3),测点涵盖了每个支路的补偿器、蒸发器温度,气液管线温度,冷凝器及其进出口温度.获取低温的冷源采用脉管制冷机,冷头与MeLHP冷凝器通过安装冷板相耦合,为保证制冷机的正常运行,同时确保低温工况下尽可能减少环境漏热,实验于真空罐内进行,并在热管安装后包覆多层绝热材料(填充涤纶丝网的双面镀铝聚酯薄膜).MeLHP通过铂电阻PT1000进行温度测量,加热采用薄膜加热片,大小20 mm×50 mm,阻值20Ω,与蒸发器外壳紧密黏连.罐外数据采集仪和直流电源的引线经由罐体的接插件与罐内的温度测点和加热片相连.图3(网络版彩色)多蒸发器回路热管测温点分布

图2(网络版彩色)多蒸发器回路热管.(a)结构示意图;(b)热力过程曲线实验充分地保证每次实验的初始状态一致.低温工质充装采用液氮浴的方式,充装量偏差保持在±0.5g以内,充装完毕后置于室温环境足够长时间回温后再置于真空罐中安装.安装状态为水平状态,由于回路热管管线具有柔性,安装时应充分保证蒸发器自身以及蒸发器与冷凝器的相对水平,蒸发器补偿器自身两端管线竖直高度差不超过0.5 mm,3个蒸发器相对位置竖直高度差最大不超过1 mm,冷凝器与蒸发器最大竖直高度差不超过2 mm.关罐后真空度低于10-3Pa后再进行实验,并于实验过程中持续关注真空度,同时室内采用空调将环境温度控制在25°C左右.

【参考文献】：
期刊论文
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[2]乙烷双蒸发器低温回路热管的实验研究[J]. 刘成志,杨帆,董德平,陆燕.  低温与特气. 2012(03)
[3]多蒸发器CPL热管及纳米流体应用于热管的研究进展[J]. 陈健,张华,巨永林.  低温与超导. 2011(08)
[4]毛细芯热管的相变驱动机制与模型[J]. 刘伟,刘志春,杨昆,涂正凯.  科学通报. 2009(13)



本文编号：3513492