板式热沉温度均匀性仿真研究

热沉在空间环境模拟设备中用来模拟空间的冷黑环境。对板式热沉流体分布与温度均匀性进行了仿真研究,使用气氮作为工质,研究了壁板间距以及氮气压力、流速对流体分布的影响。采用计算流体力学的方法,对流场进行了数值模拟和分析研究,获得了壁板间距、氮气压力和流速对热沉温度均匀性的影响规律。     

不锈钢板式热沉流动与传热的数值模拟

热沉是环境模拟器中用来模拟冷黑环境的核心结构,热沉的温度均匀性是其最重要的技术指标之一。本文采用数值模拟方法,对小型热真空模拟器不锈钢板式热沉进行了热力学分析。模拟结果表明:不锈钢板式热沉具有换热效率高、温差均匀性好、冷剂用量少等优点,减小不锈钢板之间的距离可以提高热沉温度均匀性,而不同进出口布置形式对热沉壁面的温度均匀性影响较小。本文得到的模拟结果,对优化热沉结构、提高温度均匀性、减少冷剂使用量具有实际意义。     

气氮热沉流场均匀性模拟研究

热沉是空间环境模拟器中的重要分系统。文章主要介绍了热沉主管、支管、支管间距等关键结构因素是怎样影响气氮热沉流场的均匀性。研究方法采用目前常用的数值模拟,在计算机上借助成熟的有限元分析软件(ANSYS)实现模拟计算的过程。在计算时选用ANSYS中的Fluent计算模块,计算模型采用的是K-#模型。通过模拟计算,得到这些关键结构因素对气氮热沉流场均匀性影响规律。利用这些规律,为热沉结构设计提供参考依据,同时为研发出性能优越的环模设备做出贡献。     

一种新型加热丝红外笼的设计及研究

设计研制了一种用于卫星组件热真空试验的新型红外加热笼,与传统加热带红外笼相比,具有覆盖系数低、降温速率快等特点.通过对三种不同覆盖系数的红外笼的仿真计算,分析了不同加热功率下的试件的温度特性.比较红外笼的试验测试结果与仿真结果,结果表明,受试验测试中热沉背景升温及控温策略影响,同工况下试件的温度均匀性及降温速率较仿真结...     

箱形鱼骨式热沉的温度均匀性研究

提出了一种箱形鱼骨式热沉,并对翅片的温度均匀性进行了分析。在研究热沉管网中影响载冷剂温度和流动分布的因素的基础上,研究了影响热沉翅片温度分布的因素,包括支管直径、支管间距、翅片厚度和支管内载冷剂流速等。研究结果表明:随着热沉支管直径和支管间距的减小、汇总管直径的增大,载冷剂的温度和流动均匀性变好;随着汇总管入口流速的增大,载冷剂的温度均匀性变好,汇总管入口流速对载冷剂流动均匀性的影响较小;随着支管直径和支管间距的减小、翅片厚度和支管入口流速的增大,翅片的温度均匀性变好。根据载冷剂的流动分布以及支管内不同载冷剂流速时翅片的温度分布曲线,分析了翅片的温度均匀性。     

叶脉型微通道热沉设计及散热特性分析

为改善相控阵天线多热源阵面温度的均匀性,基于植物叶脉优良的传质特性,提出一种用于相控阵多热源阵面的叶脉型微通道热沉。首先,对叶脉型微通道热沉的流动特性和散热特性进行仿真分析,得到热沉的热源温度分布。然后,以热源温度标准差最小化为目标,进一步优化叶脉型微通道结构,得到了非对称叶脉型微通道拓扑结构。最后,采用金属3D打印加工了铝基微通道热沉样件并进行散热性能测试。数值仿真结果表明,相比于传统平行微通道热沉,叶脉型微通道热沉不仅强化了传热,而且使得热源温度更均匀,压力损失更小;实验结果验证了叶脉型微通道热沉优良的散热性能。研究结论可为相控阵多热源阵面的热沉设计提供依据。     

藕状多孔铜微通道热沉的散热性能优化研究

藕状多孔铜是一种具有长直圆孔的新型微通道结构,可用于对大功率电子器件进行散热。通过实验和Flow Simulation数值计算系统地研究了以水为工质,具有均匀微槽道结构的多孔铜热沉的散热性能。实验结果表明,该热沉具有很高的换热系数,在110 m L/s流量下,换热系数可达10.1 W/(cm~2·K)。模拟结果表明存在最佳的微槽道数和微槽道方向使得多孔铜热沉的散热性能最优。以水为工质时,最佳槽道数和微槽道方向分别为7~11和45°。随着微槽道宽度减小,热沉散热性能提高,对比了数值模拟结果与实验结果,并分析了其存在差异的原因。     

热真空环模试验中温度参数的探讨

采用非稳态传热集总参数法,通过对传热微分方程的分析,得出热真空环模设备热沉的降温与时间成指数曲线变化,通过辐射换热计算,给出了热沉温度稳定时,试验样品温度变化规律和降温时间函数,还具体分析了影响试验样品温度的内在规律,在此基础上,对试验设备温度指标的合理性提出了建议。     

减压降温过程对样品温度均匀性影响分析

针对减压过程产生的热分层现象对样品温度均匀性的影响进行了数值模拟,得到了样品在不同时刻的温度分布,而且通过分析获得样品温度均匀的结论,并通过实验验证了计算结论的准确性.     

基于平衡环境型房间量热计的房间工况数值模拟与验证

利用CFD数值模拟技术对平衡环境型房间量热计试验房间的空气状态稳定过程进行分析研究,建立平衡环境型房间量热计室内侧的试验房间的三维物理模型,解算房间内部各个测量点的温度值,并测量传感器布放点的温度值。结果表明,试验房间的温度场、速度场的均匀性和稳定性与试验房间内的空气流动状态有关;仿真结果与试验结果基本一致,证明了所建立模型的准确性。     

大型液氮热沉中流动与传热均匀性数学模拟与分析

对大型液氮热沉进行了流动与传热分析,对单管和管路系统的流动与传热均匀性进行了数学模拟与分析.通过对热沉流动与传热分析研究,得出了对大型热沉设计的初步分析结论和优化设计建议,采用了优化设计的大型液氮热沉已经在工程中得到应用.     

送风方式对室内热环境影响模拟分析

对试验房间(会议室)在常规空调系统下的温度分布进行试验研究,发现会议室的温度分层现象明显,竖直方向温差可达5.2～7.9℃.为改善温度分层现象,建立会议室温度分布模型,通过数值计算分析比较顶送风、侧送风和双温度分层送风3种送风方式对室内温度分布与热舒适性的影响.结果 表明:从室内温度分布角度分析,3种方案均可以满足房间...     

影响血浆冷冻效果因素的数值模拟研究

血浆袋中心点温度降至-30℃是衡量血浆冷冻过程的最终指标,冷冻过程中的降温速率和温度分布均匀性是决定血浆冷冻质量的关键因素。本文通过实验测定了血浆的热物性参数,结合数值模拟方法研究不同冷冻温度对血浆冷冻过程中降温速率和温度分布均匀性的影响。结果表明:降低冷冻温度,可缩短血浆中心达到-30℃所需的冷冻时间,但使血浆内温度均匀性变差;不同冷冻温度时,由于空气与血袋壁面换热能力相对较弱,血浆最高温度均分布在与空气接触壁面附近;通过增大血袋与冷冻箱内壁的接触面积或提高空气的流速、湍流度,可能成为增大血浆降温速率和温度均匀性的重要措施。     

气氮调温热沉系统设计

我国空间环境模拟试验中,多采用表面温度低于-173℃的热沉在地面模拟空间冷黑环境,与太空-270℃真实冷黑环境相比,模拟误差可控制在1%左右。随着我国深空探测的发展,特别是火星探测任务的提出,使用传统的液氮单相密闭循环制冷热沉达不到火星地表温度-123～27℃,无法满足火星探测模拟试验需求,采用调温热沉技术可解决此问题。介绍了气氮调节热沉温度的工作原理与系统主要组成部件的结构型式,对系统关键参数进行了分析计算,并完成了试验验证。     

大型高度-温度试验舱分布式送风流场仿真及分析

针对大型高度-温度试验舱在低气压环境下试验空间内温度场均匀性下降的问题,通过对大型高度-温度试验舱分布式送风流场进行数值仿真及分析,研究了两种不同送风方式下低气压试验舱内的温度场变化规律。结果表明,试验舱内温度场均匀性随着环境压力的降低而下降;增加试验舱内壁辐射换热、提高流场风速,均可以提高试验舱内的温度均匀性;同样环境压力下,采用双侧送风方式比单侧送风方式的试验舱内温度场均匀性更好,但平均风速较高。在进行高度-温度试验舱设计时,需根据不同的试验需求选择不同的送风方式。     

深空探测器真空热环境模拟试验系统

空间环境模拟试验主要用于模拟太空的冷黑环境、真空环境及太阳辐射环境,通过热试验验证航天器温控、结构设计的合理性。深空探测器真空热环境模拟系统有效空间为Φ3.35m×5m,设备主要包括真空容器、热沉、氮系统、真空抽气系统、外热流系统、环境监控系统、测控系统等,试验极限真空度3.2×10~(-5)Pa,热沉平均温度≤85K,温度均匀性可达3.5K。系统已完成多次整星试验,系统各项指标均优于设计指标要求。     

ZM4300光学遥感器空间环境模拟试验设备新技术

ZM4300光学遥感器空间环境模拟试验设备为了满足对温度、真空度、污染量、振动及多种试验模式的要求,采用了一些新技术措施,包括:多种试验模式、污染综合控制技术、大尺寸热沉精确控温和高温度均匀性、热沉兼具液氮制冷和乙醇制冷(机械制冷)模式、多种液氮流程运行模式、卸载隔振设置等。     

低温真空测试系统的研制

为了满足在低温下固体和涂层材料物理性能参数的测量,研制出一套低温真空测试系统。该套设备采用固体传导形式使热沉快速降温,模拟了在高真空、冷黑环境下对试件主要性能的影响。主要对设备中热沉的降温速率、温度均匀性和控温精度等相关技术参数进行试验验证,结果达到了预期的指标要求。     

低温真空测试系统的研制

为了满足在低温下固体和涂层材料物理性能参数的测量,研制出一套低温真空测试系统。该套设备采用固体传导形式使热沉快速降温,模拟了在高真空、冷黑环境下对试件主要性能的影响。主要对设备中热沉的降温速率、温度均匀性和控温精度等相关技术参数进行试验验证,结果达到了预期的指标要求。     

车室内热环境的计算模型与数值模拟

用计算流体力学与计算传热学的方法对车室内的非均匀热环境进行了模拟与数值计算。文中首先对车室内的热环境建立了相应的计算模型,然后进行了相应的数值计算。计算中不仅考虑了空气温度、空气流速、空气湿度、太阳辐射和车室内热辐射的影响,而且还考虑了车窗玻璃表面的几何形状、周围物体的物理特性和热特性对车室内热环境的影响。因此该模型可以用于预测车室内不均匀热环境的特性,以便为人体局部热舒适性的评价提供必要的计算数据。