一种复合制冷系统的空间使用可行性分析

半导体制冷器由于材料限制,主要应用于２００ Ｋ 左右的中低温领域。通过低温热管将半导体制冷器热端与辐射制冷器相连,使其热量直接辐射到宇宙空间中,维持２００ Ｋ 温度,将可能使冷端达到接近１００ Ｋ 的空间实用化低温。作者将对这种半导体制冷器／ 热管／ 辐射制冷器的复合制冷系统空间使用的可行性作出简单分析。     

多元红外三通道辐射制冷器研究

研制了一台用于冷却红外多光谱扫描仪中多元红外探测器列阵的星载辐射制冷器。空间红外遥感器需要制冷系统,而辐射制冷器非常适合空间遥感器的需求。简要介绍了它的研制情况,方案设计思路,辐射制冷器基本构成,理论计算方法,做过的模拟试验及其结果,并对在轨使用情况作了简介。     

空间环境污染对空间制冷器的影响

空间环境染污对航天器的影响是目前高可靠长寿命航天器设计时非常重要的问题之一.对于观测卫星、天文卫星、监测和跟踪卫星等航天器,低温探测器、低温光学系统,空间制冷器是重要的部件.因此空间环境和污染对制冷器的影响危及航天器的可靠性.非常薄的污染气体沉积膜能严重影响低发射率表面的发射率,由于发射率的增加使空间机械制冷器的低温热负荷增加10%～20%,导致辐射制冷器的温度升高,造成被冷却器件失效.介绍了一些控制污染的具体方法及控制污染敏感度物理学,讨论了一些与污染有关的物理现象.控制空间机械制冷器污染的方法是使用多层绝热或物理障板使空间制冷器与外部污染源进行隔离.控制辐射制冷器污染要从地面开始,在安装、装配、试验及与航天器集成过程中都要在清洁环境中进行.控制污染的方法是正确的结构设计,并必须尽量减少辐射制冷器对污染的敏感性.     

一种4W/80K的整体式斯特林制冷器

介绍该所研制的４Ｗ／８０Ｋ整体式斯特林制冷器。它适用于超导滤波器、超导延迟线等组件,并已成功地应用于上述组件的研制工作中。同时亦适用于高温超导、低温物性测试等领域。按等温模型简述热力设计的机理及方法、制冷器的结构及压缩活塞－推移活塞同轴结构布置方案,制冷器性能特性,并进行分析讨论。同时介绍该成果的主要技术指标。     

KM1型空间辐射制冷器环境模拟设备研制

研制了一台空间辐射制冷器热模拟试验专用的清洁无油环境模拟设备。着重论述了其主要结构、性能指标及设计思路和原理,给出了辐射制冷器热模拟试验结果和在轨测试结果。     

半导体制冷器除湿实验研究

为了探讨半导体制冷器用于家用除湿的潜力,本文利用半导体制冷器搭建了半导体除湿系统,待处理的湿空气先后流经冷热端肋片换热器,达到除湿的目的。在自然室温环境下,对空气温湿度、热电堆电压及处理风量等影响制冷器性能的因素进行了实验研究与分析,并通过实验方法优化了半导体制冷器实际运行时的除湿能力及除湿效率,为半导体除湿机的设计及改进提供了实验依据。结合最佳工作电压,最佳处理风量的选取,在环境温度26℃,相对湿度65%工况下,本制冷器最大除湿量可达150 g/h,除湿效率0.37。     

半导体制冷器优化设计工作状态的实验研究

模拟小空间制冷环境,在实验确定半导体制冷器最大制冷系数状态和最大制冷量状态工作参数基础上,综合分析计算给出了等功率状态和最佳工作状态参数,弥补传统设计理论的不足,为半导体制冷器优化设计提供依据.     

半导体制冷器制冷参数的性能分析

本文研究了半导体制冷器冷、热端在第三类边界条件下对N-P型电臂进行传热分析和数值计算,并考虑了汤姆逊效应的影响,得出了半导体制冷器的制冷参数随散热强度和电流改变的变化规律,为实际工作状态下的半导体制冷器的优化设计提供了依据。     

星载辐射制冷器支撑带系统设计

星载辐射制冷器的级间支撑,即要隔热,又要求保持一定的刚度和强度,保证辐冷器结构的生。这两个方面是相互矛盾的,因此级间支撑系统设计对整个辐射制冷器研制至关重要本文主要对用于辐射制冷器高强度、低热导复合材料支撑的设计原则、结构类型和材料的选择进行比较和分析,在支撑带性能试验的基础上,对星载抛物面型辐射制冷器支撑带系统合理的结构取向进行了探索。     

模态分析在辐射制冷器设计中的应用

辐射制冷器主要为红外探测器提供合适的低温工作条件,是星载红外遥感探测系统的重要组成部分,其可靠性的高低和制冷性能的好坏将直接影响红外成像质量和遥感卫星的成败.建立了W型辐射制冷器结构的有限元模型,应用MSC/Nastran软件完成了模态、静力、正弦振动响应计算,进行了结构强度和振动模态分析,预示和验证了辐射制冷器的结构性能,为其结构设计改进提供了可靠理论依据.     

太阳同步轨道辐射制冷器的优化设计

在太阳同步轨道卫星上应用的辐射制冷器都采用两级抛物面Ｗ型的结构形式。叙述了其结构特点、几何关系和优化设计，给出了有关结构参数选定原则。为热设计计算和结构设计奠定技术基础。     

空气冷却器融霜方式的改进措施

分析了冷库中空气冷却器的结霜原因以及霜的特性，并尝试了几种新的融霜方式，以作设计借鉴。     

直接蒸发式空气冷却器设计的优化

本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析,采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能,为制冷系统的优化提供参考.     

斯特林制冷机在轨工作模式的模拟控制与测量

研制出一套模拟控制与测量装置,模拟斯特林制冷机在轨运行的工作模式,为其在空间应用提高可靠的试验数据。     

斯特林制冷机回热器热损研究

讨论了回热器的各种损失对斯特林制冷机的影响,对斯特林制冷机回热器的结构和丝网填料进行了分析,并模拟分析各种损失的影响.研究表明,回热器的结构、丝网填料对制冷机的性能有重大影响.     

热声制冷机

热声制冷是微型低温技术潜在的最佳方法。一台声驱动热声制冷机主要包含一个接在中空管道端部的声波发生器和一个在管道内预选位置处放置的热声器件。声波发生器产生的声波在热声效应作用下可在热声器件两端形成温度梯度。介绍了一种基于高效斯特林循环的热声制冷机的基本原理及主要组成。在此基础之上,可通过对各组成部件结构参数的计算、确认,设计出一台热声制冷机。     

W型辐射制冷器试验及其应用

简要介绍了W型辐冷器及组成,对辐冷器与红外相机的耦合关系进行了较详细地描述.重点介绍了W型辐冷器完成的各种例行试验及其获得的试验数据和结果,最后对遥测到的飞行数据进行了初步分析,证明了飞行数据与模拟试验数据是基本吻合的.     

微型热声制冷机设计方案研究

声驱动的热声制冷机是微型低温技术潜在的最佳技术.为适应微型化的要求,将一般的电动扬声器改为电动膜片式声源,并将整个系统网络化,据此提出了一种微型热声制冷机的设计方法,并运用此方法提出了一个具体的高频设计方案:工作频率f＝4000 Hz;谐振管半径a=0.002 m;谐振管长L＝0.042 m.     

有限元法在辐射制冷器热分析中的应用

辐射制冷器主要为红外探测器提供合适的低温工作条件,是星载红外遥感探测系统的重要组成部分。建立了W型辐射制冷器的有限元模型。利用AN SYS分析软件对辐射制冷器热变形进行了分析,提出了减小2个冷头相对位移的措施,为辐射制冷器的优化设计和红外相机的光学补偿提供了理论依据。     

微型节流制冷器在低温医疗中的发展与应用

微型节流制冷器广泛用于冷却红外探测器,是一种比较成熟的技术。20世纪90年代,美国ENDOCARE公司利用微型节流制冷器技术发明第一代CRYOCARE(氩氦刀)系统。氩氦刀系统原理是利用焦耳-汤姆逊效应,在常温下高压氩气节流快速降温,高压氦气节流快速制热,高低温快速交替杀死癌变细胞。该技术在低温医疗中已快速推广应用,并在各种癌症治疗中取得了比较好的治疗效果。国内在微型节流制冷器技术上已开展了多年研究,积累了丰富的技术基础,但在低温医疗上的应用还处于起步阶段。文章提出低温医疗在未来有广阔的发展前景,倡议国内相关微型节流制冷器的研制单位将该技术应用于低温医疗。