一种月面微型热管堆电源概念设想

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作者 赵泽龙 杨睿 +4 位作者 王傲 徐驰 郭键 安伟健 胡古 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第3期513-518,共6页

未来月球科研站建设及月面探测等任务需解决长期稳定能源及电力供给问题,受月面复杂环境影响,月面能源供给挑战极大。核反应堆电源具有长寿命、全天候、环境耐受力强等优势,是解决月面任务长期能源需求的理想选择,热管冷却型反应堆作为... 未来月球科研站建设及月面探测等任务需解决长期稳定能源及电力供给问题,受月面复杂环境影响,月面能源供给挑战极大。核反应堆电源具有长寿命、全天候、环境耐受力强等优势,是解决月面任务长期能源需求的理想选择,热管冷却型反应堆作为一种新型反应堆电源具有系统简单、结构紧凑、可靠性高等特点,且易于实现长寿命设计。针对目前月面能源问题,提出了采用500 W电功率月面微型热管堆电源供电的初步设想,并重点对其屏蔽设计及辐射防护问题进行了研究,提出了相关屏蔽设计方案及辐射防护措施。经过初步屏蔽设计研究,该电源可采用移动式、月面固定点位布置及浅坑式布置多种方式为月面用电设备供电,质量可约束在500 kg左右,轻质且微型,为科研站月面核反应堆电源屏蔽设计提供了思路。 展开更多

关键词 月球科研站 月面能源需求 月面微型热管堆 屏蔽设计

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微型热管的稳态模化分析及其试验研究 被引量：6

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作者 李亭寒 李劲东 +1 位作者 曹黎明 项立成 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期22-27,44,共7页

根据质量守恒、动量守恒和能量守恒原理，针对微型热管的传热流动问题进行模化分析，建立了它们相应的一维稳态模型，此模型可以用于预测各种不同截面形状的微型热管的内部流动传热问题。与锲型截面微型热管的实验结果比较表明，最大传... 根据质量守恒、动量守恒和能量守恒原理，针对微型热管的传热流动问题进行模化分析，建立了它们相应的一维稳态模型，此模型可以用于预测各种不同截面形状的微型热管的内部流动传热问题。与锲型截面微型热管的实验结果比较表明，最大传热能力的理论预测结果与实验结果基本相符；而且还针对梯形截面的微型热管进行了实验研究，与理论预测结果相比表明，理论预测的最大传热能力略高于实验结果，可能原因是工质充装量没有处在最佳值或微型热管边缝上的加工圆角半径确定不准。 展开更多

关键词 微型热管 一维流 稳态 传热 模型试验 热管

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电场辅助镁锂合金超塑变形行为及其在微型热管成形中的应用 被引量：2

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作者 孟宝 潘丰 万敏 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期142-150,共9页

通过等通道转角挤压工艺制备了不同晶粒尺寸的LZ91镁锂合金,当挤压道次超过8道次后,晶粒尺寸基本不再细化。为了探究电场作用下LZ91镁锂合金的超塑变形行为,设计并制造了电场辅助超塑单向拉伸实验平台,提出了一种“递减式”恒压通电方案... 通过等通道转角挤压工艺制备了不同晶粒尺寸的LZ91镁锂合金,当挤压道次超过8道次后,晶粒尺寸基本不再细化。为了探究电场作用下LZ91镁锂合金的超塑变形行为,设计并制造了电场辅助超塑单向拉伸实验平台,提出了一种“递减式”恒压通电方案,开展了不同电压、初始应变速率和晶粒尺寸下的电场辅助单向拉伸实验。实验结果表明,随着电压的增大,电流的焦耳热效应增大,LZ91镁锂合金的真应力-真应变曲线逐渐呈现出稳态流变特征。所有电压下原始镁锂合金的伸长率差异不明显,最大差异仅为16%。相比于低电压时,在高电压下初始应变速率对LZ91镁锂合金超塑变形行为的影响更加显著。电场对细晶LZ91镁锂合金超塑变形行为影响较大,主要体现在降低超塑变形温度和提高伸长率。在获得电场作用下LZ91镁锂合金超塑性能的基础上,通过DEFORM-3D仿真软件对LZ91镁锂合金微型热管挤压成形工艺进行了设计与仿真,长度为5 mm的坯料仿真得到的微型热管长度为40 mm,微沟槽深度为0.25 mm,等效应变分布均匀,为微型热管电场辅助成形工艺提供了有益探索。 展开更多

关键词 LZ91镁锂合金 超塑变形 电场辅助 微型热管成形工艺

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镁锂合金微型热管电场辅助超塑挤压成形 被引量：1

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作者 孟宝 杨建强 +1 位作者 潘丰 万敏 《精密成形工程》 北大核心 2023年第7期11-19,共9页

目的解决新一代轻质镁锂合金微型热管加工难度大、尺寸精度差、性能不稳定的难题。方法对镁锂合金坯料施加脉冲电流,利用脉冲电流产生的电致超塑性效应提高塑性变形能力,降低镁锂合金微型热管的加工难度。利用有限元仿真和实验相结合的... 目的解决新一代轻质镁锂合金微型热管加工难度大、尺寸精度差、性能不稳定的难题。方法对镁锂合金坯料施加脉冲电流,利用脉冲电流产生的电致超塑性效应提高塑性变形能力,降低镁锂合金微型热管的加工难度。利用有限元仿真和实验相结合的方法,分析微型热管电场辅助超塑挤压过程中微型热管的变形行为与缺陷演变。结果电场辅助超塑成形的挤压力远低于相同温度下纯加热成形的变形力,能够单道次挤压出Φ2 mm的微细热管。结论与相同温度下的纯加热成形相比,电场辅助微型热管超塑挤压成形的变形抗力降低了50%,证明电致超塑性可有效降低镁锂合金微型热管的加工难度。随着超塑挤压速度的增加,变形不均匀性加剧。当挤压速度为0.006~0.02 mm/s时,能够获得尺寸精度和表面质量较好的微型齿槽。当挤压速度超过0.02 mm/s时,容易导致微型齿与管壁区域之间的材料流动不均匀,甚至诱发断裂。当挤压温度为200~280℃时,可以软化材料,降低挤压力,避免了温度过高产生的“焊接”现象。镁锂合金微型热管成形过程受尺寸效应影响,在挤压杆微型齿槽表面,亚毫米尺寸导致镁锂合金与模具间的界面摩擦增大、材料流动变慢,进而影响了微型齿槽的填充质量。 展开更多

关键词 微型热管 镁锂合金 电致超塑性 电场辅助超塑挤压 尺寸效应

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一种微型槽道热管的性能分析与试验研究 被引量：3

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作者 颜吟雪 李春林 +1 位作者 赵振明 鲁盼 《航天返回与遥感》 2013年第5期56-62,共7页

槽道热管是航天器较为常用的一种热控产品,其中截面特征尺寸小于5mm的微型槽道热管主要用于空间光学遥感器CCD器件的散热,在设计、加工等环节均具有较高的技术难度。文章设计了一种5mm×4mm矩形截面、内部槽道为梯形的微型热管,对... 槽道热管是航天器较为常用的一种热控产品,其中截面特征尺寸小于5mm的微型槽道热管主要用于空间光学遥感器CCD器件的散热,在设计、加工等环节均具有较高的技术难度。文章设计了一种5mm×4mm矩形截面、内部槽道为梯形的微型热管,对热管传热性能进行了理论计算和试验验证,最终确定了较为理想的槽道几何参数。研究结果表明:该种微型热管的极限传热能力为4.77W·m,极限负载下的轴向温度均匀性优于±0.5℃。 展开更多

关键词 微型热管 梯形槽道 极限传热能力 试验研究

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等截面和变截面通道硅基微型脉动热管传热特性比较 被引量：16

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作者 孙芹 屈健 袁建平 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1803-1810,共8页

为了解截面结构对微型脉动热管传热性能和内部工质流动特征的影响,采用可视化和温度测量的方法对比研究了等截面和变截面硅基微型脉动热管内的工质运动和传热特性。实验工质为R141b,充液率为40%～60%。实验结果发现,变截面通道结构的设... 为了解截面结构对微型脉动热管传热性能和内部工质流动特征的影响,采用可视化和温度测量的方法对比研究了等截面和变截面硅基微型脉动热管内的工质运动和传热特性。实验工质为R141b,充液率为40%～60%。实验结果发现,变截面通道结构的设计不仅有利于降低微型脉动热管的热阻,提高其传热能力,同时可有效改善其启动性能。随着充液率的增大,该优势更加明显,当充液率约60%时变截面微型脉动热管的启动功率和启动蒸发段平均温度比等截面热管分别下降约0.4 W和17.3℃。另外,因变截面结构而形成的附加毛细作用可使微型脉动热管内工质发生短暂定向运动,而在等截面热管中则未观察到上述现象。 展开更多

关键词 微型振荡热管 变截面 传热特性 流型 核态沸腾

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微型硅基振荡热管传热特性 被引量：8

7

作者 屈健 吴慧英 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期3046-3052,共7页

研究了当量直径352μm梯形截面微型硅基振荡热管的传热特性。以FC-72和R113为工质,讨论了重力、充液率和工质等因素对微热管传热性能的影响。实验结果发现,在该通道直径或Bond数为0.45时微热管可以有效振荡运行,虽然此时表面张力作用显... 研究了当量直径352μm梯形截面微型硅基振荡热管的传热特性。以FC-72和R113为工质,讨论了重力、充液率和工质等因素对微热管传热性能的影响。实验结果发现,在该通道直径或Bond数为0.45时微热管可以有效振荡运行,虽然此时表面张力作用显著,但不能忽略重力对其传热性能的影响。当倾角大于10°、充液率介于30%和65%之间时微热管具有振荡运动的特征,可显著增强传热效果。微热管分别以FC-72和R113为工质时,对应的最佳充液率分别为55%和41%。在加热功率为8.5W的情况下,与未充注工质时相比,热管在最佳充液率下的热阻最大可分别下降约56.5%(FC-72)和59.7%(R113)。在热负荷较低情况下,实验发现选用R113时微热管的传热效果优于充注FC-72的热管,但使用后者时热管可以承受更高的热负荷。 展开更多

关键词 微型振荡热管 硅基 传热性能 充液率 热负荷

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不同流动方向上微型加热管内超临界CO_(2)的换热特性 被引量：2

8

作者 王磊 曹雄金 +2 位作者 罗凯 王艳 费华 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4535-4547,共13页

针对不同流动方向上超临界CO_(2)流体在微型加热管(管径为0.75 mm)内的对流换热特性进行实验研究。实验结果表明,当系统压力、质量流量、加热功率以及进口温度保持恒定时,局部对流传热系数在水平流动方向和垂直向上流动方向上的变化趋... 针对不同流动方向上超临界CO_(2)流体在微型加热管(管径为0.75 mm)内的对流换热特性进行实验研究。实验结果表明,当系统压力、质量流量、加热功率以及进口温度保持恒定时,局部对流传热系数在水平流动方向和垂直向上流动方向上的变化趋势相同,并且水平流动方向上的局部对流传热系数始终大于垂直向上流动方向上的局部对流传热系数。但在垂直向下流动方向上,局部对流传热系数随无量纲温度的升高而显著增大,并在无量纲温度最大时呈现出最佳的换热效果。不同流动方向上,局部对流传热系数均随质量流量增大而显著增大,但随着加热功率、进口温度的升高而显著减小。然而,在水平流动方向和垂直向上流动方向上,当流体温度低于其假临界温度时,局部对流传热系数随系统压力的升高而显著减小。当流体温度高于其假临界温度时,局部对流传热系数则随系统压力的升高而逐渐增大。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 不同流动方向 微型加热管 对流换热

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微槽平板热管传热性能的实验研究 被引量：15

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作者 范春利 曲伟 +2 位作者 杨立 华顺芳 马同泽 《海军工程大学学报》 CAS 2004年第2期1-4,11,共5页

系统地研究小充液率条件下重力对微槽平板热管传热性能的影响,分析了工作温度、冷却方式等影响因素.发现重力对热管径向液膜的分布影响比较小,而对轴向的影响比较明显,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力.进一步证明了深槽平板热... 系统地研究小充液率条件下重力对微槽平板热管传热性能的影响,分析了工作温度、冷却方式等影响因素.发现重力对热管径向液膜的分布影响比较小,而对轴向的影响比较明显,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力.进一步证明了深槽平板热管具有良好的传热性能. 展开更多

关键词 微槽平板热管 传热性能 微型热管 微槽道 薄液膜

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微矩形沟槽热管传热极限模型和实验研究 被引量：2

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作者 练彬 欧元贤 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第8期97-99,共3页

对微矩形沟槽热管的传热极限进行数学建模,并通过实验讨论分析热管工质物性群数Nl、几何结构群数Ge和重力比数Hg三者对其传热极限的影响作用。研究表明,Qc与Ge和Hg呈近似指数增长变化,而与Nl成线性增长关系。热管运行于较高温度、合理... 对微矩形沟槽热管的传热极限进行数学建模,并通过实验讨论分析热管工质物性群数Nl、几何结构群数Ge和重力比数Hg三者对其传热极限的影响作用。研究表明,Qc与Ge和Hg呈近似指数增长变化,而与Nl成线性增长关系。热管运行于较高温度、合理的几何结构和有效利用重力的辅助作用,可明显提高热管的传热能力,同时也证明了该传热极限模型的正确性。 展开更多

关键词 微型热管 矩形沟槽 传热极限 数学建模 实验研究

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微小空间薄液膜相变传热的微尺度效应 被引量：3

11

作者 曲伟 马同泽 苗建印 《航天器工程》 2004年第2期36-45,共10页

对微小空间的相变传热和流动的微尺度效应的研究进展进行了阐述,包括下列几个方面:固体表面上薄液膜厚度的微尺度效应;圆形截面毛细管管径的微尺度效应;毛细管的截面形状微尺度效应;壁面纳米级粗糙度的微尺度效应;微型热管(MHP)的微尺... 对微小空间的相变传热和流动的微尺度效应的研究进展进行了阐述,包括下列几个方面:固体表面上薄液膜厚度的微尺度效应;圆形截面毛细管管径的微尺度效应;毛细管的截面形状微尺度效应;壁面纳米级粗糙度的微尺度效应;微型热管(MHP)的微尺度效应和连续性极限、堵塞极限;平板热管(FMHP)的壁面粗糙度微尺度效应和沸腾极限;脉动热管(PHP)管径的微尺度效应;薄液膜的稳定性等。研究分析了上述各方面微尺度效应的机理,归纳推知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量这两种方法均可提高蒸发器的性能,后一种方法可操作性强,为高效蒸发器性能的提高指明了方向。 展开更多

关键词 微尺度效应 相变传热 薄液膜 小空间 壁面粗糙度 研究进展 液膜厚度 固体表面 圆形截面 截面形状 微型热管 平板热管 脉动热管 研究分析 可操作性 毛细管 蒸发器 液膜区 纳米级 极限 连续性 稳定性 管径 性能 沸腾

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