“接触-导热”式热管辐射散热器设计与分析

作     者：姚良 王苏明 张红娜 李小斌 李凤臣 王录 赵亮 YAO Liang;WANG Suming;ZHANG Hongna;LI Xiaobin;LI Fengchen;WANG Lu;ZHAO Liang

作者机构：天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室天津300350 天津大学机械工程学院天津300350 北京空间飞行器总体设计部北京100094 

出 版 物：《中国空间科学技术》 (Chinese Space Science and Technology)

年 卷 期：2023年第43卷第3期

页      面：81-92页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082504[工学-人机与环境工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：空间机械与热物理技术联合实验室基金(5010120210407)。 

主　　题：空间堆核电源 热管式辐射散热器 优化设计 耦合传热计算 性能分析 对比研究 

摘      要：针对空间核反应堆电源中的热排散系统,新设计出“接触-导热式热管辐射散热器结构,根据此散热器结构提出了“划分节点-分层耦合的传热计算模型,计算了其辐射散热特性,并以JIMO(木星冰卫星轨道器)空间探测任务为背景,对散热系统整体进行了性能分析与对比。结论如下:为提升单块辐射板以及系统整体的散热性能,除可通过增加NaK 78入口温度途径外,还可采用增大NaK 78循环流量的方法;对于单块辐射板而言,散热面积固定情况下当NaK 78流量由1 kg/s增加至10 kg/s,辐射板散热量可增大14.14%,而对于系统整体而言,散热量固定工况下当NaK 78流量由1 kg/s增加至10 kg/s,所需辐射板总面积可减小67.73%;为提高系统循环流量,可采用“串-并联相结合的辐射板连接方式实现;JIMO散热系统采用新型辐射板结构,散热总面积最大可减小59.06%,散热板总质量最大可减小4.24%,新型散热板结构具有一定的高效与轻质性。研究结果对空间堆电源系统热管式辐射散热器设计具有指导意义。