梯形轴向槽道热管的多热源多热沉传热特性研究
山东大学参与的国际合作项目AMS-02的热控制系统中广泛采用了梯形轴向槽道热管作为主要传热元件，其传热特性对于整个热控制系统的正常运行是极其重要的。本文对此种热管的多热源多热沉工况进行了实验研究，从而可以为更加合理有效地布置电子设备并控制这些电子设备的启动顺序提供依据，为AMS-02热控制系统的地面热真空测试提供一定的指导。
在水平工况和垂直工况下得到了热管在单热源时不同热源位置和不同加热功率下的轴向温度分布、工作温度、最大轴向温差和当量导热系数。由于重力的作用，垂直工况与水平工况相比，热管的工作温度稍有降低，极限传热量明显提高，但当量导热系数降低。
在水平工况下，分析了加热和冷凝条件对工作温度的影响，同时得到了热管出现传热极限时的温度瞬态响应特性，并对最先出现干涸的位置以及温度飞升的速度进行了分析。实验测得单热源双热沉工况下极限传热量随有效距离的变化，并通过减少热沉数量，增加热源数量，以获得更多轴向测点，得到了单热源单热沉工况下极限传热量与有效距离的函数关系。通过对极限传热量进行理论计算，发现理论计算值与实验值在单热沉工况下吻合较好，在双热沉工况下偏离稍大。根据单热源双热沉实验得到的极限传热量与有效距离的关系，在多热源双热沉工况下，对不同热源组合出现传热极限时所有热源加热量的总和进行了研究，引入了等效系数和等效传热量的概念，将所有热源的加热量全部等效到一个热源处，并与该处的单热源极限传热量进行比较，从而判断热管是否出现传热极限。
在垂直工况下，对单热源工况的启动特性进行了实验研究，发现位于底部液面以下的热源能够单独正常启动，位于底部液面以上的热源无法单独启动，并且随着与液面距离的增大，启动特性变差。在辅助热源的协助下，液面以上的热源可以正常启动，但是辅助热源的功率和主热源的功率必须满足一定的比例关系。正常启动后，辅助热源不能关闭，否则热管将不能正常工作，但是不再需要满足上面的比例关系。
轴向槽道热管;多热源;传热极限;瞬态特性;启动特性
山东大学
硕士
工程热物理
程林;栾涛
2006
中文
TK172
79
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）