本文關(guān)鍵詞：泵輔助毛細(xì)相變回路的Simulink仿真及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 泵輔助 相變 傳熱 Matlab/Simulink 數(shù)值計(jì)算 仿真模型

【摘要】：泵輔助毛細(xì)相變回路是一種應(yīng)用在航天器或空間站中、主被動(dòng)相結(jié)合的熱控裝置,與傳統(tǒng)的環(huán)路熱管(Loop Heat Pipe,LHP)相比,泵輔助毛細(xì)相變回路添加了微泵,并將蒸汽回路與液體回路分開,設(shè)置了引射器。微泵主要為工質(zhì)在液體回路中的循環(huán)提供驅(qū)動(dòng)力,毛細(xì)抽吸力主要為工質(zhì)在蒸汽回路中的循環(huán)提供主要驅(qū)動(dòng)力。泵輔助毛細(xì)相變回路意在解決LHP傳輸距離有限、系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題,本課題組主要從事泵輔助毛細(xì)相變回路的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值計(jì)算,本文主要針對(duì)系統(tǒng)的數(shù)值模擬與仿真部分進(jìn)行了深入的分析與探討。本文詳細(xì)介紹了泵輔助毛細(xì)相變回路的組成及工作原理,并對(duì)每個(gè)組成部件的結(jié)構(gòu)及作用做了概述。蒸發(fā)器為系統(tǒng)最核心的部件,其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)直接決定了系統(tǒng)的性能優(yōu)劣;冷凝器為熱量排散部件,文中采用套管式冷凝器,此種冷凝器的冷凝效率較高;引射器可降低蒸汽回路的壓力,從而降低工質(zhì)的汽化溫度,提高系統(tǒng)的傳熱能力;儲(chǔ)液器儲(chǔ)存并緩沖液體,保證有足夠的液體向冷凝器供給;微泵提供液體回路循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)力。Matlab/Simulink是一種直觀便捷的數(shù)值計(jì)算軟件,本文基于節(jié)點(diǎn)分析法,根據(jù)各部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將系統(tǒng)劃分為若干模塊,每個(gè)模塊布置若干節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)一組傳熱微分方程建立相應(yīng)的Simulink模型,最后將各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組合和封裝,運(yùn)行、調(diào)試,得出系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真模型。從仿真結(jié)果可以看出:系統(tǒng)在給定熱負(fù)荷下可以成功啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)行,整個(gè)過程中無溫度波動(dòng)現(xiàn)象,在熱負(fù)荷為100W(10.4W/cm2)時(shí),系統(tǒng)平衡后的蒸發(fā)器壁面溫度約為309.7K,傳輸距離為1850mm,達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)(壁面溫度低于60℃);熱負(fù)荷、冷凝熱沉溫度對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行溫度的影響較大,相比之下,流量對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響較小;系統(tǒng)對(duì)熱負(fù)荷的變化響應(yīng)迅速,變熱負(fù)荷運(yùn)行曲線無波動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生。文末概括介紹了泵輔助毛細(xì)相變回路的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,兩者雖存在一定偏差,但基本吻合,從而驗(yàn)證了仿真模型的可靠性。本文通過對(duì)泵輔助毛細(xì)相變回路啟動(dòng)過程的仿真研究,分析了熱負(fù)荷、冷凝熱沉溫度、流量對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行溫度的影響,對(duì)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)有一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：泵輔助 相變 傳熱 Matlab/Simulink 數(shù)值計(jì)算 仿真模型
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V444.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 概述9-10
• 1.2 LHP工作原理10-11
• 1.3 LHP國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.4 泵輔助毛細(xì)相變回路的提出18-19
• 1.5 泵輔助毛細(xì)相變回路研究現(xiàn)狀19-21
• 1.6 本文的研究?jī)?nèi)容與研究方法21-22
• 2 泵輔助毛細(xì)相變回路系統(tǒng)介紹22-31
• 2.1 系統(tǒng)組成及工作原理22-23
• 2.2 各部件結(jié)構(gòu)23-27
• 2.3 工質(zhì)與材質(zhì)27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-31
• 3 系統(tǒng)仿真過程及結(jié)果分析31-58
• 3.1 系統(tǒng)壓降分析與計(jì)算31-35
• 3.2 系統(tǒng)熱力分析35-37
• 3.3 系統(tǒng)熱平衡分析37-39
• 3.4 系統(tǒng)仿真過程的實(shí)現(xiàn)39-50
• 3.5 仿真結(jié)果及分析50-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 4 系統(tǒng)試驗(yàn)分析及驗(yàn)證58-64
• 4.1 泵輔助毛細(xì)相變回路試驗(yàn)系統(tǒng)介紹58-59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析59-62
• 4.3 本章小結(jié)62-64
• 5 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 全文總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 附錄1 作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文73

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本文編號(hào)：891619