高低温工况实验分析

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1、高低温工况实验分析实脸研究是检脸系统研制工作有效性、可靠性和评价系统是否满足技术指标劣的最仃力证据之一，也是系统结构性能参数改进的克要依据。木章

2、］作主要对低温和离温讹试试验进行分析，研究试验舱在高低温工况下工作性能，并为后续试验提供抬导和改进措施c低温调试试验的目标温度为85K.采用氮气为舱内工作介质，高温试验时为空气。低温试验，主要考察热沉壁而和舱内空间降温至液氮温区的过程，改变舱内氮气压力，增加强制对流等条件对温度场的影响，以及复温阶段的温度均匀性分析。高温试验，主要考察在不同电加热输入功率条件下.热沉壁面和舱内空间升型速率和温度分

3、布伸兄。根据试验要求，在试验舱内25个不同位置分别布置测量温度点.具体位昼如笫二章的图2-13所示。4」低温工况调试试验4.1.1低温降温实验进行舱内气体为氮气的低温试验，热沉最低目标温度降至80K附近在舱内布置耐高低温风扇，可朗加强制对流条件。风用位于热沉尾侧下部（T2、T4之间）,出风方向为热沉对角线方向（T9、T11之间〉，热沉降温开始即开启风扇。图4・1和图4・2分别为热沉壁面温度变化总曲线和备时间段内不同操作引起的温度变化情况。图4-2（b）中可知，从通入低温氮气开始热沉温度从室温293K降至1I0K左右并卒初步稳定耗时45分钟

4、，平均降温速率为406K/min・满足降温速率要求,此时热沉壁面上下最大温差为20K左右。其中圈丨表示Tl、T3、T5、T7、T9、T11六支热沉匕部温度计•从降温曲线可短热沉上部管内冇气阻，到160K之后管内流动变通畅；圈2为热沉下部六支温度计，从图中可知热沉下部管內流动从降温开始就保持通畅。图4-2（c）为调节液氮阀门减小热沉液氮流量引起的温度变化，圈3包括的Tl、T3、T5、T7尾侧和中间截而热沉1:部温度对液氮流量变化非常敏感，迅速上升60K,当重新加大液氮流虽后，温度恢复至流虽调节H做圈4表示门侧截面热沉上部两支温度计T9、T1

5、L升温幅度为12K.梵余6支为热沉下部温度汁，升温幅度为5K°图4・2（d）为调节风扇和枪内压力时热沉壁面温度变化情况。从图中可知，关闭风扇后,T3（尾侧上）和T9（门侧上）温度迅速上升2K・其中T3为风扇吹风死用.主耍是由于关闭风扇后强制对流消失仅存门然140120100800306090120150180210240270300330Time(min)a4-1热沉吐面降洱曲钱总图Fig4・lExperimentaltempcraturx:diagramofheatsink28024200801(pampModEL)-对流，热气体上升

6、至舱内上部，热沉上部温度有小Wffi；同时尬内气体使热沉樂而的换热虽减小，热沉下部温度仃所下降，其中T6（中间下）为12支温度计里变温幅度最大的,降温5K,T2（尾側下）、T8（中间下）、T10（门侧下）和T12（门侧下）降温2K。两方面原因促使上下温差拉大,偏离均匀性指标。开対开启岁茨是2仝Wy2-U-E.H70SO100110120130140rime

7、o»

8、液氮后,册内空间上下温差逐渐增大，后稳定T25K左右。从图4-3(a)可知，试验施抽頁空使空间温度迅速降低I7K(这与绝热容器的放气过程热力学计算完全相符)，之后由于内筒体和热沉的热容作用温度回升。舱内抽真空结束后开始通常温氮气，舱内温度迅速上升又被内部固体冷却稍仃冋落趋于稳定。图4・3(b)显示，由于脸内强制对流和辐射传热共同作用，脸内空间盘度随着热沉盘管中液氮的加注而不断降低，并FL响应快"图4・3(c)为与图4.3(d)対应的调节风用和舱内压力时舱内空间各点温度变化情况。关闭风扇，TI7(中心上)、T21(门侧上)和T25(中心)温

9、度快速显著上升,升幅为12K。其中,T25在开启风扇时接近舱内最低温度.而关闭风扇后，温度冋升至中间温度区。分析原因是T21位于风扇对角，风扇吹出的气流从T21至T17形成回流，风扇对T17和