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申请/专利权人：北京空间飞行器总体设计部

摘要：本发明公开了一种环路热管储液器容积与工质量匹配设计方法。本发明通过分析环路热管在低温启动工况、高温耐温工况、高温工作工况以及低温工作工况下，工质在环路热管各部件的气液分布，以及约束条件，进而根据上述约束，建立方程组进行联立求解，获取储液器容积的范围，选择合适的储液器容积，并根据储液器的容积计算工质的充装量。采用本发明方法可以有效的解决储液器容积与工质量设计不合理导致环路热管低温启动失效、高温管体破裂以及运行不稳定等问题，本发明设计的环路热管已进行了在轨飞行验证。

主权项：1.一种环路热管储液器容积与工质量匹配设计方法，所述环路热管包括依次串联的蒸发器、蒸汽管路、冷凝管路、液体管路和储液器，工质为气液两相；其特征在于，分别建立环路热管低温启动工况、高温耐温工况、高温工作工况以及低温工作工况下，储液器容积与工质量之间的关系式；将高温工作工况下的储液器容积与工质量的关系式分别带入低温启动工况和高温耐温工况下的关系式中，得到储液器容积的最小值与最大值；在所述最小值与最大值之间选取一个值作为储液器容积，分别计算高温工作工况和低温工作工况对应的工质量；若低温工作工况下的工质量大于或等于高温工作工况下的工质量，则表示选取的储液器容积不匹配；在所述最小值与最大值之间重新选取一个值作为储液器容积，直到低温工作工况下的工质量小于高温工作工况下的工质量，此时选取的储液器容积和高温工作工况下的工质量即为所求；所述储液器容积与工质量在低温启动工况下的关系式为：V储液器≤M-V毛细芯ε×ρlTlow-cc-V蒸汽管路×ρlTlow-vap-V冷凝管路×ρlTlow-con-V 液体管路×ρlTlow-liq13ρlTlow-cc+23ρvTlow-cc；所述储液器容积与工质量在高温耐温工况下的关系式为：V储液器≥1.1M-V毛细芯ε+V蒸汽管路+V冷凝管路+V液体管路×ρlTmaxρlTmax；所述储液器容积与工质量在高温工作工况下的关系式为：M＝V毛细芯ε+V储液器×ρlThigh-cc+V蒸汽管路×ρvThigh-vap+0.85×0.8×V冷凝管路×ρvThigh-con+0.85×0.2+0.15×V冷凝管路×ρlThigh-con+V液体管路×ρlThigh-liq；所述储液器容积与工质量在低温工作工况下的关系式为：MV毛细芯ε+V储液器×ρlTlow-cc+V蒸汽管路×ρvTlow-vap+0.8×V冷凝管路×ρvTlow-con+0.2×V冷凝管路×ρlTlow-con+V液体管路×ρlTlow-liq其中，V储液器为储液器的体积积，M为工质的充装质量，V毛细芯为毛细芯的体积，V蒸汽管路为蒸汽管路的体积，V冷凝管路为冷凝管路的体积，V液体管路为液体管路的体积，ε为毛细芯的孔隙率，ρlTlow-cc为储液器工作温度下限时液态工质的密度，ρvTlow-cc为储液器工作温度下限时气态工质的密度，ρlTlow-vap为蒸汽管路工作温度下限时液态工质的密度，ρvTlow-vap为蒸汽管路工作温度下限时气态工质的密度，ρlTlow-con为冷凝管路工作温度下限时液态工质的密度，ρvTlow-con为冷凝管路工作温度下限时气态工质的密度，ρlTlow-liq为液体管路工作温度下限时液态工质的密度，ρlTmax为环路热管经历最高温度对应的液态工质的密度，ρlThigh-cc为储液器工作温度上限时液态工质的密度，ρvThigh-vap为蒸汽管路工作温度上限时气态工质的密度，ρvThigh-con为冷凝管路工作温度上限时气态工质的密度，ρlThigh-con为冷凝管路工作温度上限时液态工质的密度，ρlThigh-liq为液体管路工作温度上限时液态工质的密度。

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