赵晶辉，杨建斌，刘伟成，陈 军

（兰州空间技术物理研究所，兰州 730000）

0 引言

在地面进行充分的空间环境模拟试验，在发射之前充分暴露航天产品各种潜在的缺陷，对提高航天器的可靠性具有重要的意义[1]。热沉是空间环境模拟设备的重要组成部分[2-3]，其作用是在地面模拟空间的冷黑环境并对试验件进行温控。板式热沉具有热容小，升降温快，换热能力强，光学密闭性好，容易清洁等优点[4]。国内在近几年刚刚开始使用，研究板式热沉中流体分布与温度均匀性可以为板式热沉设计制造提供依据，有利于其推广应用，开发性能更好、更适合试验需求的环境模拟器。

1 模型及边界条件

1.1 板式热沉模型简化

板式热沉一般由两层不锈钢板点焊后鼓胀而成，或由一层米勒板和一层薄平板焊接而成，如图1所示。

图1 板式热沉图Fig1 Plate-style heat sink

流体从分配总管进入热沉，经过夹层流道与壁板换热后，进入汇集总管，完成工作过程。简化模型为柱面热沉对称半结构，忽略了壁板间焊点对流道的局部阻断，将流道理想化为均匀的狭缝。内外壁板外表面在真空条件下或在大气条件下与外界发生热交换。图2为板式热沉简化模型图。

图2 板式热沉简化模型图Fig.2 Simplified model diagram of plate-style heat sink

选取的热沉结构尺寸如表1所列。

表1 热沉结构尺寸Table1 Heat sink structure size

1.2 湍流强度与沿程损失

雷诺数表征惯性力与黏性力之比，对于非圆形截面管路，雷诺数定义为[5]：

式中：Re为雷诺数；ρ为流体密度；V为流体流速；μ为流体的动力粘度：dH为水力直径；υ为流体的运动黏度。……