[發(fā)明專利]多匯總管式大型臥式熱沉設(shè)計

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910092069.0
• 申請日: 2009-09-16
• 公開（公告）號: CN101900467A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡國飆;凌桂龍;王文龍;李曉娟;黃本誠;張國舟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及用于熱真空實驗的多匯總管式大型臥式熱沉設(shè)計。本發(fā)明特別應(yīng)用于高真空羽流實驗的多匯總管式大型臥式熱沉設(shè)計。

【背景技術(shù)】

熱沉是空間環(huán)境模擬設(shè)備的重要組成部分，其作用是在地面上模擬空間的冷黑環(huán)境。它的溫度分布均勻度將直接影響到空間環(huán)境的模擬精度。

為了使熱沉壁面溫度分布滿足均勻性要求，當(dāng)前大型熱沉一般分為若干片，每一片都有各自的流量控制回路，通過調(diào)節(jié)各路的液氮、氣氮或液氦流量實現(xiàn)熱沉套表面溫度分布均勻。但是，由于熱沉片內(nèi)部的支管流量分配是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，若熱沉分片、各片結(jié)構(gòu)及形狀等設(shè)計不合理，整個熱沉的壁面溫度分布特性先天不足，則僅靠流量調(diào)節(jié)遠不能使熱沉壁面溫度分布均勻，盡管在80年代初已提出了熱沉熱設(shè)計的概念，但由于缺乏必要的理論方法和設(shè)計手段，故在設(shè)計時不能較精確地計算其流量分配和溫度分布，在設(shè)計各熱沉片時對溫度均勻分布要求無法系統(tǒng)考慮，而只能根據(jù)所承受的總熱載荷進行粗略估算，致使在許多情況下一些熱沉片局部區(qū)域溫度偏高或偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、流體流動自然、不會產(chǎn)生氣堵、不用考慮流阻不對稱、熱沉降溫速度快、流體封頭進出的多匯總管式大型臥式熱沉設(shè)計。

某大型臥式空間環(huán)境模擬器，直徑5.2m，長12.6m，為使熱沉溫度分布均勻，設(shè)計成多匯總管式臥式熱沉。熱沉由數(shù)百根異型翅片管組成，將熱沉分為大門熱沉、艙體前部熱沉、艙體后部熱沉(帶封頭)等若干區(qū)域，每個區(qū)域沿圓周又被分成左半?yún)^(qū)和右半?yún)^(qū)兩個小區(qū)，通過分區(qū)調(diào)節(jié)流量來控制熱沉的溫度均勻度。

多匯總管式臥式熱沉主要由4根下匯液總管(1)、支管(2)、翅片(3)、4根上匯液總管(4)組成，根據(jù)吸附氣體的不同，熱沉壁板結(jié)構(gòu)形式和選材有所不同，常用的壁板是由不銹鋼支管(2)和銅翅片(3)焊接而成，其中不銹鋼支管內(nèi)通制冷介質(zhì)，介質(zhì)的種類取決于流場氣體的性質(zhì)，常用介質(zhì)有液氮、液氫、液氦等。工作時，流體均從封頭熱沉下部流進、上部流出。

本發(fā)明具有的優(yōu)點在于：(a)充分的利用了真空容器的有效空間；(b)臥式熱沉由艙體前部熱沉和艙體后部熱沉(帶封頭)組成，有效地降低了軸向熱脹冷縮應(yīng)力所帶來的不利；(c)上、下匯液總管各4根，將熱沉等效的分成了若區(qū)域，每個區(qū)域沿圓周又被分成左半?yún)^(qū)和右半?yún)^(qū)兩個小區(qū)，有效地降低了周向熱脹冷縮應(yīng)力所帶來的不利；(d)流體在熱沉內(nèi)部單向流動，有效地減小了氣堵現(xiàn)象；(e)材料采用不銹鋼支管和銅翅片；(f)流量調(diào)節(jié)方便，熱沉降溫速度快，且溫度均勻；(g)流體在封頭處進出熱沉，操作、維修方便。

【附圖說明】

圖1是多匯總管式臥式熱沉結(jié)構(gòu)形式

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖來進一步說明本發(fā)明。

某大型臥式空間環(huán)境模擬器，直徑5.2m，長12.6m，為使熱沉溫度分布均勻，設(shè)計成多匯總管式臥式熱沉。熱沉由數(shù)百根異型翅片管組成，將熱沉分為大門熱沉、艙體前部熱沉、艙體后部熱沉(帶封頭)等若干區(qū)域，每個區(qū)域沿圓周又被分成左半?yún)^(qū)和右半?yún)^(qū)兩個小區(qū)，通過分區(qū)調(diào)節(jié)流量來控制熱沉的溫度均勻度。

工作時，流體均從封頭熱沉下部流進、上部流出。在艙體的上下各分布4根匯總管，像肋條一樣分布的半圓形支管兩端分別與上、下匯總管焊接。液氮、液氦或氣氮通過下液總管送入下匯總管，液體(或汽液兩相)沿支管上升，匯總到上匯總管后，從封頭處排出艙外。液體或汽體的流動完全符合自然對流規(guī)律，不會形成氣堵，熱沉降溫速度快，且溫度均勻。