伴隨太空探測(cè)任務(wù)的不斷發(fā)展和核反應(yīng)堆技術(shù)的不斷進(jìn)步,以化學(xué)能和太陽能為電能的空間裝置逐漸不能滿足太空探測(cè)任務(wù)的要求�？臻g核電源與化學(xué)能電源和太陽能電源相比,其功率可以大大提升,并且裝置可靠性更高。核電源的熱電轉(zhuǎn)換部分,按照有無動(dòng)態(tài)部件可以分成靜態(tài)轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。核電推進(jìn)方式能夠大大降低推進(jìn)劑的使用量,結(jié)構(gòu)質(zhì)量更小,壽命更長(zhǎng),并且對(duì)航天器的振動(dòng)更小,控性精度更高。本文針對(duì)熱離子轉(zhuǎn)換的空間核能系統(tǒng)進(jìn)行了探討,研究?jī)?nèi)容主要分為三部分:基于熱離子熱電轉(zhuǎn)換的空間核電源,熱排放系統(tǒng)和核電推進(jìn)系統(tǒng)。在熱離子熱電轉(zhuǎn)換的空間核電源部分,建立了熱離子熱電轉(zhuǎn)換數(shù)理模型,在滿足空間反應(yīng)堆實(shí)際運(yùn)行工況的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算,為性能分析與優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。建立熱離子能量轉(zhuǎn)換器模型和熱離子與溫差耦合轉(zhuǎn)換模型,對(duì)其進(jìn)行性能分析及優(yōu)化。得到結(jié)論熱離子熱電轉(zhuǎn)換核電源在發(fā)射極溫度為2000K,接收極溫度為950K,電極面積為660cm2時(shí),系統(tǒng)的性能最佳,此時(shí)的輸出功率是1970W,效率是21%;耦合轉(zhuǎn)換發(fā)射極溫度為2000K,接收極溫度為1100K,冷端溫度為700K時(shí),系統(tǒng)輸出功率和效率最大。此時(shí)的輸出功率為2... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 空間核電源熱離子轉(zhuǎn)換模型建立及優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 建立熱離子能量轉(zhuǎn)化器模型
    2.3 建立熱離子轉(zhuǎn)換和溫差轉(zhuǎn)換耦合模型
    2.4 熱離子能量轉(zhuǎn)換器性能分析及優(yōu)化
        2.4.1 發(fā)射極溫度對(duì)轉(zhuǎn)換性能影響
        2.4.2 接收極溫度對(duì)轉(zhuǎn)換性能影響
        2.4.3 電極面積對(duì)轉(zhuǎn)換性能影響
    2.5 熱離子和溫差耦合轉(zhuǎn)換性能分析及優(yōu)化
    2.6 本章小結(jié)
第3章 熱管散熱器模擬及優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 熱管散熱器熱傳遞過程
        3.2.1 熱管工作原理
        3.2.2 熱管散熱器傳熱過程分析
    3.3 熱管散熱器模型建立
        3.3.1 熱管選材
        3.3.2 散熱器參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.3.3 散熱器物理模型建立
    3.4 熱管散熱器模擬及優(yōu)化
        3.4.1 網(wǎng)格劃分
        3.4.2 條件設(shè)置及求解
        3.4.3 結(jié)果后處理
    3.5 本章小結(jié)
第4章 大功率霍爾推進(jìn)系統(tǒng)性能分析
    4.1 引言
    4.2 大功率霍爾推進(jìn)系統(tǒng)組成
    4.3 霍爾推進(jìn)系統(tǒng)性能分析
        4.3.1 霍爾推進(jìn)器性能分析
        4.3.2 雙模式推進(jìn)性能分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于核電的大功率霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析[J]. 劉佳,康小錄,張巖,杭觀榮.  原子能科學(xué)技術(shù). 2019(01)
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[4]空間核動(dòng)力裝置斯特林轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的熱力學(xué)性能優(yōu)化分析[J]. 張昊春,馮致遠(yuǎn),蔡書宜,吉宇,張亦寧,趙廣播.  核動(dòng)力工程. 2016(03)
[5]月球基地核電源系統(tǒng)方案研究[J]. 姚成志,胡古,解家春,趙守智,安偉健.  原子能科學(xué)技術(shù). 2016(03)
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[10]小型圓熱管燒結(jié)吸液芯的設(shè)計(jì)與制造(英文)[J]. 蔣樂倫,湯勇,周偉,蔣琳珍,肖潭,李燕,高金武.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(01)

博士論文
[1]深空探測(cè)器小推力軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究[D]. 蔣小勇.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3629954