专利名称：多汇总管式大型卧式热沉设计的制作方法
多汇总管式大型卧式热沉设计
技术领域：
本发明涉及用于热真空实验的多汇总管式大型卧式热沉设计。本发明特别应用于 高真空羽流实验的多汇总管式大型卧式热沉设计。
背景技术：
热沉是空间环境模拟设备的重要组成部分，其作用是在地面上模拟空间的冷黑环 境。它的温度分布均勻度将直接影响到空间环境的模拟精度。为了使热沉壁面温度分布满足均勻性要求，当前大型热沉一般分为若干片，每一 片都有各自的流量控制回路，通过调节各路的液氮、气氮或液氦流量实现热沉套表面温度 分布均勻。但是，由于热沉片内部的支管流量分配是由其内部结构决定的，若热沉分片、各 片结构及形状等设计不合理，整个热沉的壁面温度分布特性先天不足，则仅靠流量调节远 不能使热沉壁面温度分布均勻，尽管在80年代初已提出了热沉热设计的概念，但由于缺乏 必要的理论方法和设计手段，故在设计时不能较精确地计算其流量分配和温度分布，在设 计各热沉片时对温度均勻分布要求无法系统考虑，而只能根据所承受的总热载荷进行粗略 估算，致使在许多情况下一些热沉片局部区域温度偏高或偏低。
发明内容本发明的目的是提供一种结构简单、流体流动自然、不会产生气堵、不用考虑流阻 不对称、热沉降温速度快、流体封头进出的多汇总管式大型卧式热沉设计。某大型卧式空间环境模拟器，直径5. 2m，长12. 6m，为使热沉温度分布均勻，设计 成多汇总管式卧式热沉。热沉由数百根异型翅片管组成，将热沉分为大门热沉、舱体前部热 沉、舱体后部热沉(带封头)等若干区域，每个区域沿圆周又被分成左半区和右半区两个小 区，通过分区调节流量来控制热沉的温度均勻度。多汇总管式卧式热沉主要由4根下汇液总管⑴、支管⑵、翅片(3)、4根上汇液 总管(4)组成，根据吸附气体的不同，热沉壁板结构形式和选材有所不同，常用的壁板是由 不锈钢支管(2)和铜翅片(3)焊接而成，其中不锈钢支管内通制冷介质，介质的种类取决于 流场气体的性质，常用介质有液氮、液氢、液氦等。工作时，流体均从封头热沉下部流进、上 部流出。本发明具有的优点在于(a)充分的利用了真空容器的有效空间；(b)卧式热沉由 舱体前部热沉和舱体后部热沉(带封头)组成，有效地降低了轴向热胀冷缩应力所带来的 不利；(c)上、下汇液总管各4根，将热沉等效的分成了若区域，每个区域沿圆周又被分成左 半区和右半区两个小区，有效地降低了周向热胀冷缩应力所带来的不利；(d)流体在热沉 内部单向流动，有效地减小了气堵现象；(e)材料采用不锈钢支管和铜翅片；(f)流量调节 方便，热沉降温速度快，且温度均勻；(g)流体在封头处进出热沉，操作、维修方便。
图1是多汇总管式卧式热沉结构形式具体实施方式下面结合附图来进一步说明本发明。某大型卧式空间环境模拟器，直径5. 2m,长12. 6m,为使热沉温度分布均勻，设计 成多汇总管式卧式热沉。热沉由数百根异型翅片管组成，将热沉分为大门热沉、舱体前部热 沉、舱体后部热沉(带封头)等若干区域，每个区域沿圆周又被分成左半区和右半区两个小 区，通过分区调节流量来控制热沉的温度均勻度。工作时，流体均从封头热沉下部流进、上部流出。在舱体的上下各分布4根汇总 管，像肋条一样分布的半圆形支管两端分别与上、下汇总管焊接。液氮、液氦或气氮通过下 液总管送入下汇总管，液体(或汽液两相)沿支管上升，汇总到上汇总管后，从封头处排出 舱外。液体或汽体的流动完全符合自然对流规律，不会形成气堵，热沉降温速度快，且温度 均勻。
权利要求
多汇总管式卧式热沉，由下汇液总管(1)、支管(2)、翅片(3)、上汇液总管(4)组成，其特征在于上、下汇液总管各有4根，将热沉等效的分成了若区域。
2.如权利要求1所述的多汇总管式卧式热沉，其特征在于壁板由不锈钢支管(2)和 铜翅片(3)焊接而成。
3.如权利要求1所述的多汇总管式卧式热沉，其特征在于热沉由舱体前部热沉和带 封头的舱体后部热沉组成。
全文摘要
本发明涉及用于热真空实验的多汇总管式大型卧式热沉设计。本发明特别应用于高真空羽流实验的多汇总管式大型卧式热沉设计。多汇总管式卧式热沉主要由4根下汇液总管(1)、支管(2)、翅片(3)、4根上汇液总管(4)组成，根据吸附气体的不同，热沉壁板结构形式和选材有所不同，常用的壁板是由不锈钢支管(2)和铜翅片(3)焊接而成，其中不锈钢支管内通制冷介质，介质的种类取决于流场气体的性质，常用介质有液氮、液氢、液氦等。工作时，流体均从封头热沉下部流进、上部流出。
文档编号F25D3/10GK101900467SQ200910092069
公开日2010年12月1日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者凌桂龙, 张国舟, 李晓娟, 王文龙, 蔡国飙, 黄本诚 申请人:北京航空航天大学