高温热管吸热器研究进展.pdf

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1、经验交流高温热管吸热器研究进展ResearchProgressofHighTemperatureHeatPipeReceiver宋香娥（北京第二外国语学院，北京100024）摘要：本文通过对高温热管吸热器国内外研究现状进行分析，提出针对空间站太阳能热动力发电系统，设计及研制钠钾合金高温热管吸热器，分析在不同轨道周期下热管吸热器蓄热单元蓄/放热性能，具体分析日照期高温热管正常运行下相变材料容器的蓄热性能，阴影期相变材料容器释放潜热后对高温热管的启动作用，分析PCM容器与高温热管之间的耦合传热，研究钠钾合金高温热管吸热器PCM容

2、器与钠钾合金高温热管之间相变耦合机理及相变材料容器在钠钾合金热管作用下的空穴抑制机理，对于空间站太阳能发电上的技术应用具有十分重要的意义。关键词：高温热管吸热器；钠钾合金；相变耦合Abstract：Inthispaper,domesticandforeignresearchpresentsituationofhigh-temperatureheatpipereceiverwasanalyzed.WithNa-Kalloyhightemperatureheatpipereceiverusedasheatabsorptionfo

3、rspacesolardynamicpowergenerationsystem,themechanismofvoidcavitysuppressionandphasechangecouplingforNa-Kalloyhightemperatureheatpipereceiverwillbeexplored.Themechanismofvoidcavitysuppressionundertheactionofheatpipewillberevealed.Andthestart-upcharacteristicsofhight

4、emperatureheatpipeundertheactionofphasechangematerialcanisterafterreleasingthelatentheatduringeclipseperiodswillbedetailedlystudiedtoo.ThephasechangecouplingmechanismbetweenthermalstoragecanisterandNa-Kalloyhightemperatureheatpipewillberevealed.Theresearchcanoffert

5、hescientificbasefortheapplicationofhightemperaturephasechangethermalstorageinaerospace.Keywords：high-temperatureheatpipereceiver；Na-Kalloy；phasechangecoupling中图分类号：TK11.4文献标识码：B文章编号：1003-8965(2015)03-0134-02引言明，吸热器得到了均匀的热流并且具有良好的传热作用。实验模拟了日照/阴影期周期性的变化，日照期输出功率由于空间站在

6、轨道运行时，必然经过太阳阴影期，为100W，阴影期输出功率为75W，较好的验证了热管[1]因此要保证发电系统持续运转、连续供电，必须采用蓄热吸热器的性能。装置。在太阳能热动力发电系统中，将吸热、蓄热、与工2005年Baturkin等人介绍了热管吸热器毛细芯的制质换热三项功能集合在一起的部件称为吸热器。当航天器作工艺和方法，毛细结构采用316L处于日照区时，反射器收集太阳能并将太阳能聚集到位于不锈钢金属丝网，制作的毛细芯性能取决于其结构抛物面焦点的吸热器腔口。进入腔体后，其中一部分能量（孔隙率，多孔层的厚度）、机械和水力特性（

7、单相和[2]用来加热循环工质，另一部分被蓄热介质吸收储存起来。两相的渗透率）。2009年John等人采用热管吸热器当航天器进入阴影区后，蓄热介质释放出能量给循环工质，将聚集的太阳能加热反应器，使反应器里的月土（Lunar维持其出口温度在循环所要求的最低峰值温度以上，使动Regolith）发生化学反应来制氧为登陆月球上的宇航员提力系统在阴影区与日照区一样运行发电。吸热器的质量大供可呼吸的氧气，研究中使用高温热管以增加换热面积和[3]约占发电系统总系统质量的1/3，减少吸热器的质量对于增强传热效果，采用的热管工质为钠。2013年

8、Thayer减少发电系统的成本有重要的意义。因此开发质量轻、体等人采用热管吸热器日照期时通过钠热管将太阳入射热流积小、效率高的新型吸热器迫在眉睫，热管吸热器不仅能传至斯特林机热头和熔化熔盐，阴影期时熔盐发生相变并改善温度均匀性，而且能充分有效利用相变材料，这使得释放潜热以加热斯特林机热头，