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短时大功率排热系统控温波动分析 总被引:2,自引:1,他引:1
针对航天器短时大功率有效载荷排热问题提出单相流体排热系统、蓄冷一单相回路组合排热系统、热泵一单相回路组合排热系统、蓄冷一热泵组合排热系统4种排热方案,采用理论分析和数值方法计算了各方案控温组件的温度波动。结果表明:对于蓄冷排热方案,在给定条件下,控温组件温度波动可以控制在约7℃以内。对于单相流体排热回路,按照器件平均功率设计时,辐射器的面积较小,但功率器件的温度波动会加大;按器件最大功率设计时,器件的温度波动较小,但辐射器面积会变大,导致系统重量增加。对于热泵一单相流体回路热控系统,温度波动可以控制在大约10℃左右。 相似文献
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概述了研究流体回路系统可采用的3种方法,介绍了单相流体回路热性能和流动性能的分析计算过程,并以一个流体双回路系统为例,进行了MATLAB编程计算与SINDA/FLUINT建模计算,通过对两种计算结果的比较,初步验证了利用SINDA/FLUINT软件对流体回路系统进行热性能和流动性能集成仿真分析的可行性。 相似文献
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载人航天器单相流体回路分析 总被引:1,自引:0,他引:1
对载人航天器热控分系统单相流体回路进行了简化,建立了氨工质单相流体回路的软件仿真模型,对仿真模型添加瞬态外热流,施加比例、积分和微分(PID)控制器。仿真结果给出了单相流体回路在典型工况下控温点温度波动、辐射器出口温度波动、温控阀主旁路流量分配的响应情况。据此分析了单相流体回路在典型工况下的动态响应性能、控温性能及低温防冻性能。总结评价了氨工质单相流体回路的低温防冻能力,确定了影响单相流体回路控温性能的因素,可用于指导我国单相流体回路进行优化设计及防冻设计。 相似文献
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单相流体回路工质的优选研究 总被引:1,自引:1,他引:0
流体工质的选择是单相流体回路设计的一项重要内容,文章概述了流体工质的基本性能参数与选择标准,简要介绍了单相流体回路的分析计算过程,提出了能初步衡量工质优劣的一个特征性能参量热耗比F,设定3种工况条件,分别绘制了6种工质的热耗比F随温度的变化曲线,将比较结果应用于一个流体双回路系统的内回路,在SINDA/FLUINT中建立数值仿真模型,计算结果显示利用热耗比F可以对流体工质进行初步的优选。 相似文献
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多回路耦合CPL系统瞬态特性的实验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
包含有毛细力驱动两相流体回路的多流体回路耦合系统将会成为未来大型航天器热管理系统的重要组成部分。目前国内外针对单个毛细抽吸两相流体回路(CapillaryPumpedLoop,CPL)的基础研究和应用研究已经进行的非常深入。建立了与两个液态水单相流体回路直接耦合,与两个空气通风回路间接耦合的多蒸发器CPL系统,并通过实验对该系统的瞬态运行特性进行了研究。不仅验证了系统的可行性,而且与单个CPL相比,针对多回路耦合CPL系统的实验更加侧重于系统整体的协调运行特性,体现出了某些独特的运行规律。 相似文献
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微小航天器单相流体回路自主热控地面实验研究 总被引:2,自引:0,他引:2
单相流体回路是解决微小航天器热控问题的一种重要手段,但是由于其内热源功率密度高、轨道热环境变化复杂,要求其具有高度自适应控制能力。为满足开展微小航天器单相流体回路自主热控研究的需要,提出了一种单相流体回路核心部件-微机械泵的PWM控制策略及实现算法,设计并搭建了其地面等效模拟实验装置,实现了该单相流体回路包括微机械泵驱动电压-压差输入输出关系、热源载荷变化及微机械泵转速变化的开环动态特性实验研究,并在此基础上完成了所提出的单相流体回路自主控制方法控制效果的地面等效模拟实验研究,达到±0.5℃以内的自主控温效果。该控制策略除了可以实现高精度自主控温以外,由于机械泵功耗基本上与热载荷成正比,还可以减少热控系统运行能耗,因而在能量供应有限的微小航天器上具有广阔应用前景。 相似文献
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为了优化多辐射器航天器热控流体回路布局,提高流体回路的散热效率,降低流体回路温度,本文基于(火积)理论,分别对多个辐射器串联和并联的流体回路布局的散热进行了分析。结果表明,排散相同热量时,流体回路的流体与管路壁面之间的温差均匀性越好,流体回路散热过程(火积)耗散越小,系统散热过程越优。进一步,对于2个辐射器的情况,分别对辐射器设置了不同的空间辐射加热热流,对辐射器的流体回路布局方式进行了比较。结果表明,辐射器与流体回路串联时,系统散热性能要优于两者并联,系统的流体温度水平最低,结果与(火积)理论分析的预测完全一致。研究结论对多辐射器的航天器热控流体回路设计具有指导意义。 相似文献
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为了提高航天器热控系统的控温适应能力,提出了一种基于感温蜡温控阀的单相流体回路热控方法,利用感温蜡温控阀的全自动流量、温度比例调节特性实现温度控制。通过集总参数法建立感温蜡温控阀、热源载荷和空间辐射器等部件的数学模型,运用数值仿真方法分析该热控系统的温度动态特性。仿真结果表明,感温蜡温控阀的布局方式,以及感温蜡熔程、时间常数和温度延迟等热特性对单相流体回路热控系统温度动态性能有显著的影响,对基于感温蜡温控阀的单相流体回路优化设计提供了理论依据。 相似文献
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卫星控制系统半物理仿真是在实验室中模拟卫星在轨道上运动特性的一种试验方法 ,它通常用于验证卫星控制系统方案和性能指标。卫星控制系统半物理仿真包括将硬件接入路的卫星动力学仿真和运动学仿真。仿真计算机计算卫星的动力学和运动学方程 ;转台模拟卫星在空间的运动 ;目标模拟器用来模拟作为卫星姿态敏感器的参考目标 (太阳、地球和恒星等 )的环境特性。为了将控制系统硬件接入试验路 ,必须适当地处理一系列的关键技术。卫星控制系统多转台多模拟器半物理仿真方法适用于带有多种敏感器的复杂卫星仿真。 相似文献
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气体循环热控技术在卫星热设计中的应用 总被引:3,自引:1,他引:3
简要概述了气体循环对流主动热控技术在卫星热控设计中的应用,然后结合卫星热控设计,对该设计方法进行理论分析,从理论上定性阐释应用该设计方法时,影响卫星热控设计的主要参数,如星外表涂层,卫星内部接触热阻和导热热阻,星内对流换热系数等,然后对卫星进行热试验,验证热控设计,并得出相应经验数据。 相似文献
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Yoshiki Sugawara Shinichi Nakasuka Kenji Higashi Chisato Kobayashi Kanichi Koyama Takanori Okada 《Acta Astronautica》2009,65(7-8):958-966
Panel ExTension SATellite (PETSAT) [S. Nakasuka, Y. Nakamura, Panel extension satellite (PETSAT)—a novel satellite concept consisting of modular, functional and plug-in panels, in: 24th International Symposium on Space Technology and Science, invited talk, 2004-o-2, 2004 [1]] is a satellite which is made of several “functional panels”. Each panel has a special dedicated function and various combinations of different kinds of functional panels enable PETSAT to deal with various mission requirement. Development of PETSAT requires four interface requirements. These are mechanical interface, thermal interface, electrical interface and information interface. In this paper, mechanical interface and thermal interface of PETSAT are especially focused on and introduced. In the development of PETSAT issues about mechanical interface corresponds to panel structure and deployment mechanism. The structure of PETSAT is designed so as to have light weigh, enough space for devices and high stiffness. And deployment system has simple mechanism to avoid vacuum metalizing and improve reliability. On the other hand, approaches for thermal interface [K. Higashi, S. Nakasuka, Y. Sugawara, H. Sahara, K. Koyama, C. Kobayashi, T. Okada, Thermal control of panel extension satellite (PETSAT), in: 25th International Symposium on Space Technology and Science, 2006-j-02, 2006 [2]] are homogenization of temperature within panel and between panels. Homogenization of temperature within panels can be realized by heat lane plate, and that between panels is realized by magnetic fluid loop with magnetic heat pump. These approaches for mechanical and thermal interface are demonstrated in SOHLA-2 [Y. Sugawara, S. Nakasuka, T. Eishima, H. Sahara, Y. Nakamura, K. Koyama, C. Kobayashi, T. Okada, Elemental technologies for realization of panel extension satellite (PETSAT), in: 25th International Symposium on Space Technology and Science, 2006-J-01, 2006 [3]] that is satellite of technology demonstration for PETSAT. 相似文献