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发布时间：2012.02.19     浏览次数：     新闻来源：http://www.0511srq.com

机械泵驱动两相冷却系统实验台的研制和主要的理论模型为了对并行蒸发器机械泵驱动两相冷却系统的散热特性进行研究，按照荷兰国际空间技术实验室（NLR）的设计方案搭建了实验台，结构布局参考系统主要部件包括机械泵、蒸发器、冷凝器、储液罐、热交换器以及连接管道等几大部分，各参数如所示。其中泵为液体循环提供了驱动力；储液器的作用是通过安装在上面的加热器和半导体制冷片来对罐内的工质进行温度调节，从而控制蒸发器的温度。为了保证机械泵能正常工作，避免气蚀，泵的入口应该保持比蒸发温度低5的冷度液体。从泵出来的工质如果直接流入蒸发段吸热，则散热段的温差至少要大于5，因为过冷液体要以显热的方式散热然后再进入到饱和态。

　　实验过程中整个系统保持各个部件水平放置以减小重力因素的影响尽可能的模拟空间状态。其中WAK和RAM两块冷凝器放置在1m1m1m的为小气候箱中，以模拟冷凝器在空间轨道运行时的边界温度。而其他主要部件放置于3m26m2m的恒温气候箱内，并选用聚乙烯高发泡体PEF材料进行保温，两个气候箱的控温精度均为05。为了模拟发热源，沿蒸发器回路贴有发热电阻，上下两层每层发热量为0300W连续可调。

　　为了对系统的温度和压力进行监控在各个主要部件都布置了测量精度为01的Pt1000，在泵的前后处布置了差压传感器对系统的阻力进行监测；储液器安装了绝对压力传感器来对整个系统的压力进行监测；系统的流量选用科里奥力质量流量计进行实时测量。

　　机械泵驱动两相冷却系统蒸发段工作点的温度控制同毛细泵驱动的两相流冷却系统一样均是通过对储液器的控制来实现的；流量通过机械泵的输入电压来调节，一般设计应保证蒸发段的出口干度不小于05以确保蒸发段不会出现传热恶化的干沽点；热负荷的控制通过调节加热器的输入功率；系统选用的循环工质为CO2，这主要是因为CO2在饱和态的热力学性质较适合于机械泵驱动的回路式热管系统的工作。

　　其中流动与传热通用模型：tA+xuA=0（1）tuA+xu2A=Apx+Fk+Fw+sM（2）tUA+xHA=xTxA+hTw-TAw+Qin（3）=f（T，p）（4）式中为密度，A为流体回路截面积，u为流速，p为压力，sM为动量源，U为内能，H为焓，导热系数，T为温度，h为对流换热系数，Q为输入热量。为了使模型封闭，必须引入一些有关流动传热的物理关系式。局部阻力为：Fk=-fk12u2A沿程壁面的摩擦阻力为：Fw=-fw12u2A

　　实验结果与数据分析在散热系统的实际应用中，各个并行支路热负荷不均衡现象是不可避免的，为此后续实验的研究重点在于不均衡性对于上下两侧蒸发段散热的影响。

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