张 磊，刘 敏，刘波涛

（北京卫星环境工程研究所，北京 100094）

0 引言

热沉作为空间环境模拟设备的重要组成部分，其设计的优劣极大地影响模拟设备的工作性能[1]。目前，空间环境模拟设备的热沉多采用管板式结构，即通过在管上焊接翅片以增加面积来强化传热[2-4]。由于管板式结构将接收到的辐射热再以热传导的方式与工质换热，其传热热阻较大，承受热负荷的能力差，而且温度均匀性不易控制。不锈钢板式热沉是将两层不锈钢板四周密封焊接而成，夹层之间的流体通道有蜂窝型、拱状型等形式。板式热沉实现了工质与热沉表面直接接触，所采集到的辐射热直接与工质换热，因此换热效率高，而且承受热负荷的能力较强，温度均匀性好。目前，国外已有空间环境模拟设备采用不锈钢板式热沉，实际使用效果好[5-6]。而在我国，目前的研究重点仍集中在管板式热沉结构上。姜传胜等人[7]分析了不同热沉片结构对支管流量分配的影响；于涛等人[8]对影响管板式热沉热均匀性的因素进行了研究；袁修干等人[9]提出了改进管板式热沉温度均匀性的理论计算和工程设计方法。我国还没有空间环境模拟设备采用不锈钢板式热沉。

本文通过建立不锈钢板式热沉的几何结构模型，用流体力学理论和有限元方法对热沉换热性能进行了数值计算。通过仿真计算得到在不同流速和进出液口布置形式条件下的热沉表面温度场分布，并利用计算结果拟合出流速v与努塞尔数Nu、压力降ΔP之间的关系曲线。……