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题目:空间单相流体自主热控回路半物理仿真系统开发

关键词:单相流体回路;热控;地面实验;Matlab/Simulink仿真;结点网络法

  摘要


       随着大功率机载电子设备在航空航天领域的应用,对电子设备的主动热控技术提出了一系列挑战性问题。单相流体回路作为一种典型的主动热控方式,由于其散热能力强、便于结构布局和可靠性高等显著优点,现已广泛应用于航天器中。然而目前对单相流体回路的研究大多是进行数字仿真分析,实验研究有所欠缺,其中的难点主要在于空间环境的特殊性。因此研究单相流体回路的地面实验方法,尤其是对空间辐射器辐射散热规律的模拟对单相流体回路甚至主动热控方式都具有重要的意义。

       在调研单相流体回路实验研究现状的基础上,提出了一种基于制冷机组,调节流经换热器热控流量的空间单相流体回路模拟实验方案,设计了包括主回路和制冷机组回路两大部分在内的实验系统,其中主回路主要模拟电子设备发热,吸收热量并传输至热交换器换热,制冷机组回路用来模拟空间辐射器的热交换,带走主回路的热量。

       首先对实验系统的思路和总体方案进行了详细的介绍和说明,然后使用节点网络法对各个部件进行建模,并以此为基础建立了Matlab/Simulink仿真模型进行了几种典型工况下的仿真计算,对实验系统方案的可行性进行了初步的验证,接着确定了原理性实验方案,并完成了该方案中关键部件的选型和实验系统的构建工作,最后进行了相关的实验研究,进一步验证了实验方案的可行性。仿真计算结果和实验结果显示出了相同的规律,表明本文提出的空间单相流体回路模拟实验方案能够完成对空间辐射器的模拟,实现预期的目标。