基于Lockheed模型的变密度多层绝热理论分析与实验

2013-09-21 张安 兰州空间技术物理研究所

  采用Lockheed 模型,对变密度多层绝热的传热过程进行了理论分析,提出了最佳层密度的概念,重点讨论了层密度与边界温度关系、层密度区域划分、层密度配置和最佳层密度下热流密度的变化。分析得出较优的3 区域层密度绝热结构和影响热流密度变化的热边界温度范围。同时通过实验验证,结果与计算的结果较好的吻合。

1、引言

  随着深空探测任务的进行,未来月球探测、火星探测、更远距离星际探测航天器根据目标任务的不同在轨运行周期从几十天到十几年不等。要保证深空探测任务的完成,首先必须解决低温推进剂在轨存储。在空间环境下,多层绝热方式是解决低温推进剂在轨存储的理想绝热方式。

  近两年前来在传统型很两层传热材料枝术的基础知识上,指出一堆种新款传热材料枝术,即变容重算公式很两层传热材料(Variable-Density Multilayer Insulation,又称‘VD-MLI’)枝术。如今,我国全国因此枝术快速发展会比较落实,做好一堆品类大理石地面仿真模拟测试,但会达到一堆定的成就。我国全国西安出行一本院校空调冷库与低溫工业实验所也深入开展了关联联实验。如今NASA 指出了两种类型理论依据研究理论依据研究研究来理论依据研究研究模形:Layer-by-Layer 模形和Lockheed 模形,并没得关联联的来理论依据研究研究算历程。我国全国如今只能西安出行一本院校空调冷库与低溫工业实验所采取了Layer-by-Layer 模形对其做好了来理论依据研究研究。而谈谈采取Lockheed 模形做好理论依据研究理论依据研究研究来理论依据研究研究,在我国全国没发得观察到关联联文献综述。针对Lockheed 理论依据研究理论依据研究研究模形指出了最合适层容重算公式的理论依据并来理论依据研究研究看得出较好的3 区域中层容重算公式传热材料结构类型和决定热流容重算公式变动的热分界平均温度范围之内。

2、传热模型建立

  对Layer-by-Layer 型号和Lockheed 型号各种地方就在于Layer-by-Layer 型号依托于一般了解步骤,以各个方面层为结点,随后了解各个方面层3 种热传递作用,末尾得到 总的热传递量,某种学说型号不可以可以化学反映出溶解度變化对热传递的关系。Lockheed 模接入了总叠加总层的数量,层溶解度的了解正值依托于总叠加总层的数量而生成,那样为层溶解度了解确立了学说基础性,可以化学反映了层溶解度變化对绝热材料作用的关系。

热流密度与热边界温度变化

图6 热流密度计算公式与热边缘体温变动

4、实验验证

  实验中采用总层数分别为30 层、60 层。采用3 区域密度结构,密度依次为:4 层/cm、6 层/cm、8 层/cm。冷边界温度为77 K,变化热边界温度。结果发现,在200 ~ 300 K 能较好的吻合计算结果。在200 K 以下出现一定的误差,当热边界温度低于160 K 时,误差达到近10% 以上。由于当热边界温度低于160 K 时热流密度低于0.1 W/m2,此时热边界条件对热流密度影响很小,可以忽略。因此,此模型能较好的吻合实验验证结果。

5、总结

  变相对高硬度计算计算多层住宅传热系统利用传热型式变现就能高效的上升传热疗效。利用变相对高硬度计算计算传热Lockheed 类别解析,就能能够得到以內得出结论:(1) 在挨近热轮廓区划分,辐射源换热器赢得口碑为主状态。在挨近冷轮廓区划分,粉状导电赢得口碑最大部分状态。利用变更层相对高硬度计算计算就能上升传热疗效;(2) 决定层相对高硬度计算计算变现的最大部分客观因素是轮廓的工作温;当轮廓的工作温断定已经,可断定应对轮廓的工作温的合适层相对高硬度计算计算;(3) 3 区划分变相对高硬度计算计算型式是特别合理性的型式;(4) 当热的工作温轮廓前提条件低过160K 时,对热流相对高硬度计算计算决定太小。