热管式辐射器热工水力优化分析

发布时间：2021-08-27 20:44

　　热管式辐射器广泛应用于空间系统废热排放,其管道复杂,包含热管、翅片和包壳等复杂结构。针对热管式辐射器的流动与换热问题,本文采用CFD软件与自主研发程序RATHAL相结合的方法。先用CFD软件计算流动管道及集流环上的流量分配,再将该结果代入RATHAL程序中计算得到辐射器的温度分布。根据计算结果,以均匀温度分布为目的,对现有结构提出了合理的优化意见。结果表明,采用CFD软件与自主研发程序RATHAL相结合的方法能尽量真实并高效地模拟辐射器的流量分配与温度分布情况,且经过优化后辐射器集流环间的温差大幅缩小、设计更加合理。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

TOPAZ-Ⅱ核动力装置示意图

图1 TOPAZ-Ⅱ核动力装置示意图辐射器排放的总热量包括冷却剂与热管的换热量、冷却剂与集流环的换热量。冷却剂与热管的换热量包括翅片外表面和内表面的辐射换热量、铜包壳的辐射换热量、未包包壳热管的辐射换热量;冷却剂与集流环的换热量包括集流环内表面和外表面的辐射换热量。

RATHAL程序通过能量守恒和质量守恒方程联立求解得到冷却剂温度分布。考虑了热管的等温性模型、集流环的对称性模型、翅片的一维传热模型、单根热管的热量传递过程、冷却剂与热管蒸发段的对流换热、热管蒸发段到冷凝段的传热、冷凝段和包壳的传热、包壳辐射散热、未包包壳冷凝段的辐射散热、翅片的热传导、集流环的热传导、冷却剂与集流管壁面的对流换热、集流管外表面的辐射散热、冷却剂在集流管的压降以及辐射器角系数的求解。该程序可计算整个热管式辐射器的热工流体力学性能,得到冷却剂压力和温度的分布。其包含1个主程序和23个子程序,子程序均采用模块化设计,可针对不同回路形式的热管式辐射器进行计算,具有较好的通用性。其流程图如图3所示。3 现有结构热工水力计算

【参考文献】：
期刊论文
[1]热管辐射器在高空环境中的应用研究[J]. 刘欣,苑中显,丁立,杨春信.  工程热物理学报. 2009(07)
[2]微重力条件下管肋式空间辐射器的传热分析[J]. 张学学,张超,刘静.  清华大学学报(自然科学版). 1997(02)
[3]热管辐射器热分析[J]. 余小章.  南京航空航天大学学报. 1995(02)



本文编号：3367065