泵輔助毛細(xì)相變回路的Simulink仿真及優(yōu)化.pdf

1、泵輔助毛細(xì)相變回路是一種應(yīng)用在航天器或空間站中、主被動相結(jié)合的熱控裝置，與傳統(tǒng)的環(huán)路熱管(LHP)相比，泵輔助毛細(xì)相變回路添加了微泵，并將蒸汽回路與液體回路分開，設(shè)置了引射器。微泵主要為工質(zhì)在液體回路中的循環(huán)提供驅(qū)動力，毛細(xì)抽吸力主要為工質(zhì)在蒸汽回路中的循環(huán)提供主要驅(qū)動力。泵輔助毛細(xì)相變回路意在解決 LHP傳輸距離有限、系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，本課題組主要從事泵輔助毛細(xì)相變回路的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值計算，本文主要針對系統(tǒng)的數(shù)值模擬與仿真部分進(jìn)行了深

2、入的分析與探討。
　　本文詳細(xì)介紹了泵輔助毛細(xì)相變回路的組成及工作原理，并對每個組成部件的結(jié)構(gòu)及作用做了概述。蒸發(fā)器為系統(tǒng)最核心的部件，其設(shè)計結(jié)構(gòu)直接決定了系統(tǒng)的性能優(yōu)劣；冷凝器為熱量排散部件，文中采用套管式冷凝器，此種冷凝器的冷凝效率較高；引射器可降低蒸汽回路的壓力，從而降低工質(zhì)的汽化溫度，提高系統(tǒng)的傳熱能力；儲液器儲存并緩沖液體，保證有足夠的液體向冷凝器供給；微泵提供液體回路循環(huán)的主要驅(qū)動力。
　　Matlab/Simu

3、link是一種直觀便捷的數(shù)值計算軟件，本文基于節(jié)點(diǎn)分析法，根據(jù)各部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將系統(tǒng)劃分為若干模塊，每個模塊布置若干節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)根據(jù)一組傳熱微分方程建立相應(yīng)的Simulink模型，最后將各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組合和封裝，運(yùn)行、調(diào)試，得出系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型。
　　從仿真結(jié)果可以看出：系統(tǒng)在給定熱負(fù)荷下可以成功啟動并穩(wěn)定運(yùn)行，整個過程中無溫度波動現(xiàn)象，在熱負(fù)荷為100W(10.4W/cm2)時，系統(tǒng)平衡后的蒸發(fā)器壁面溫度約為309.7K，傳輸距

4、離為1850mm，達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)(壁面溫度低于60℃)；熱負(fù)荷、冷凝熱沉溫度對系統(tǒng)運(yùn)行溫度的影響較大，相比之下，流量對系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響較?。幌到y(tǒng)對熱負(fù)荷的變化響應(yīng)迅速，變熱負(fù)荷運(yùn)行曲線無波動現(xiàn)象發(fā)生。文末概括介紹了泵輔助毛細(xì)相變回路的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，兩者雖存在一定偏差，但基本吻合，從而驗(yàn)證了仿真模型的可靠性。
　　本文通過對泵輔助毛細(xì)相變回路啟動過程的仿真研究，分析了熱負(fù)荷、冷凝熱沉溫度、流量對系統(tǒng)