载人航天器气液分离技术综述.pdf

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1、V01．23No．2航天器工程第23卷第2期!!!墨里垒垦垦堡垦垒!三兰堕鱼!堕兰里垦!堕鱼；!!!至!旦载人航天器气液分离技术综述卜琚琚曹军杨晓林(兰州空间技术物理研究所，兰州730000)摘要介绍了载人航天器不同物质间的气液分离技术，主要包括材料吸湿性和皮托管气液分离技术、离心式气液分离技术及毛细作用气液分离技术的原理、设计形式、性能，以及在载人飞船、航天飞机及“国际空间站”上的应用情况。结合中国在该领域内的研究情况，对上述3种气液分离技术进行了比较。其中：材料吸湿性气液分离技术处理量小；离心式气液分离技术要多消耗电能，且产生振动及噪声；毛细作用

2、气液分离技术不产生振动及噪声，有一定的优势。最后，介绍了一种全新概念的气液分离技术，即溶解式气液分离技术。关键词载人航天器；气液分离技术；离心式分离器；气泡捕集分离器；冷凝式分离器中图分类号：V476文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．02．020OverviewofMannedSpacecraftGas。liquidSeparationTechnologyBUJunjunCAOJunYANGXiaolin(LanzhouInstituteofPhysics，Lanzhou730000，China)Abs

3、tract：Thepaperpresentsmannedspacecraftgas—liquidseparationtechnologyofvariousmat—tersincludingmaterialhygroscopicandpitottube，centrifugalseparatorandcapillaryactiontech—nology．Theprinciple，designconfiguration，performanceandapplicationoftheseparationtechnologyinsuchmannedspacecr

4、aftasSpaceShuttleandISS(InternationalSpaceStation)aredescribed．CombinedwiththestudyinthisdomainofChina，thethreekindsofgas-liquidseparationtechnologyarecompared．Thetechnologyofmaterialhygroscopiccantreatsmallamount，thecentrifugalseparatorneedseonsu—mingenergyandbringsvibrationan

5、dnoisewhereasthecapillaryactiontechnologydoesn’tthus，havingsomeadvantages．Intheend，thepaperintroducesasortofgas—liquidseparationtechnolo—gywhichisbasedonabrand—newconcept，thedissolvedtypegas—liquidseparationtechnology．Keywords：mannedspacecraft；gas—liquidseparationtechnology；cen

6、trifugalseparator；gastrapseparator；condensateseparator1引言在绝大多数载人飞行任务中，不同物质问气液两态的分离是一项基本需求。例如在主动热控回路中，工质中的气泡达到一定浓度，会对循环泵、热交换器等设备造成损坏，同时，气泡还会影响传感器的工作，导致回路仪表读数失准。在地面环境下，气体在液体中存在浮力，很容易实现分离；在空间微重力环境下，气泡失去浮力而处于悬浮态，气液将不再自动分离。因此，空间气液分离技术必不可少。载人航天器的多个分系统中都使用了气液分离技术，控制液体中的气体浓度或空气中的湿度，使密封

7、舱内空气温湿度控制在适当的范围内，以适宜人居住，并且保证舱内仪表设备正常运行的大气环境，达到载人航天器正常运行的目的。收稿日期：2012—11—07；修回日期：201302—06基金项目：国家重大航天工程作者简介：卜琚琚，男，硕士，工程师，从事栽人航天器环境控制工程研究工作。Email：bulunjunl23@tom．com。第2期卜瑁琚等：载人航天器气液分离技术综述从美、俄的载人飞船最早使用活性炭进行气液分离以来，气液分离技术已普遍应用到载人航天器上，并在多个分系统中发挥作用。以“国际空间站”(ISS)为例，主动热控分系统、O：再生子系统、C0：移

8、除子系统、废水处理、密封舱温湿度控制、生物反应器、有效载荷燃料罐及部分蓄电池等，均使用了气液分离技术。中国的