熱管式輻射器廣泛應用于空間系統(tǒng)廢熱排放,其管道復雜,包含熱管、翅片和包殼等復雜結構。針對熱管式輻射器的流動與換熱問題,本文采用CFD軟件與自主研發(fā)程序RATHAL相結合的方法。先用CFD軟件計算流動管道及集流環(huán)上的流量分配,再將該結果代入RATHAL程序中計算得到輻射器的溫度分布。根據(jù)計算結果,以均勻溫度分布為目的,對現(xiàn)有結構提出了合理的優(yōu)化意見。結果表明,采用CFD軟件與自主研發(fā)程序RATHAL相結合的方法能盡量真實并高效地模擬輻射器的流量分配與溫度分布情況,且經(jīng)過優(yōu)化后輻射器集流環(huán)間的溫差大幅縮小、設計更加合理。 

【文章來源】：原子能科學技術. 2020,54(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

TOPAZ-Ⅱ核動力裝置示意圖

圖1 TOPAZ-Ⅱ核動力裝置示意圖輻射器排放的總熱量包括冷卻劑與熱管的換熱量、冷卻劑與集流環(huán)的換熱量。冷卻劑與熱管的換熱量包括翅片外表面和內表面的輻射換熱量、銅包殼的輻射換熱量、未包包殼熱管的輻射換熱量;冷卻劑與集流環(huán)的換熱量包括集流環(huán)內表面和外表面的輻射換熱量。

RATHAL程序通過能量守恒和質量守恒方程聯(lián)立求解得到冷卻劑溫度分布�？紤]了熱管的等溫性模型、集流環(huán)的對稱性模型、翅片的一維傳熱模型、單根熱管的熱量傳遞過程、冷卻劑與熱管蒸發(fā)段的對流換熱、熱管蒸發(fā)段到冷凝段的傳熱、冷凝段和包殼的傳熱、包殼輻射散熱、未包包殼冷凝段的輻射散熱、翅片的熱傳導、集流環(huán)的熱傳導、冷卻劑與集流管壁面的對流換熱、集流管外表面的輻射散熱、冷卻劑在集流管的壓降以及輻射器角系數(shù)的求解。該程序可計算整個熱管式輻射器的熱工流體力學性能,得到冷卻劑壓力和溫度的分布。其包含1個主程序和23個子程序,子程序均采用模塊化設計,可針對不同回路形式的熱管式輻射器進行計算,具有較好的通用性。其流程圖如圖3所示。3 現(xiàn)有結構熱工水力計算

【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱管輻射器在高空環(huán)境中的應用研究[J]. 劉欣,苑中顯,丁立,楊春信.  工程熱物理學報. 2009(07)
[2]微重力條件下管肋式空間輻射器的傳熱分析[J]. 張學學,張超,劉靜.  清華大學學報(自然科學版). 1997(02)
[3]熱管輻射器熱分析[J]. 余小章.  南京航空航天大學學報. 1995(02)



本文編號：3367065