118 / 2024-08-02 17:43:42

蒸发器构型对深冷环路热管性能影响的实验研究

环路热管；毛细芯；传热极限；散热功率

空间深低温热控技术对天文观测、深空探测等领域具有十分重要的意义，可大幅提升红外探测器等深低温载荷的性能。深冷环路热管具有传热量大、传输距离远、可逆重力运行等优势，可用于解决载荷与制冷机之间的柔性热连接，被认为是最高效的深低温热传输技术。针对空间红外探测器阵列的大冷量热传输需求，在热真空实验舱内，开展了两种蒸发器构型（圆柱型和平板型）氮工质深冷环路热管的实验研究。圆柱型系统在热传输距离1 m、逆重力0.8 m的应用场景下，成功实现从室温至80 K液氮温区的超临界启动、大功率27 W下的稳定运行，指出圆柱型蒸发器系统可能为沸腾极限，而非毛细极限。平板型系统在传热距离1 m、水平姿态下实现超临界启动并达到13 W传热极限，并分析了导致传热极限的因素影响规律。实验结果表明，系统运行时的寄生漏热及载荷的热容会显著影响超临界启动的热力过程。