赵润泽 李南茜 闫凯芬 陆 燕

(1 中国科学院大学 北京 100039)

(2 中国科学院上海技术物理研究所 上海 200083)

1 引 言

环路热管是以蒸发器内毛细芯的毛细压力为驱动力的两相传热设备。环路热管具有传热效率高、抗重力强、传输距离远、布置灵活等特点。随着空间制冷机技术的日渐成熟,航天飞行器、低温光学系统等使用制冷机与环路热管集成将成为普遍的热控手段,但因制冷机冷头直径较小,在空间实际应用中,与之耦合的环路热管需要实现大热流密度下的冷量传输。

冷凝器是制冷机与热管间换热的核心,既是制冷机与热管的热交换单元,又是热管的冷凝单元,是环路热管研究的关键部件之一。目前常用的冷凝器是盘管式结构,在与制冷机集成时,由于制冷机冷头可连接面积有限,在大冷量传输时,热管冷凝器面积远大于制冷机冷头面积,为此通常设置过渡冷板来实现与冷头的耦合,这样将带来额外的冷量损失。目前,对环路热管应用中冷凝器结构优化所做的研究较少。杨帆[1]在冷凝器内部添加螺纹槽道,使冷凝器兼具类似于次蒸发器的功能,提高了冷凝换热效率;陈跃勇[2]设计了矩形并行微通道冷凝器,使用该冷凝器的乙烷工质热管样机能在200 K 时传递50 W 热量。Zhao[3]在过渡板内部加工平行流道代替焊接,避免了焊接处的接触热阻;Bai[4]将冷凝器盘管焊接在圆柱形冷块圆周上,解决了普通冷板与制冷机冷头尺寸形状不匹配的问题。但是,以上研究在制冷机-环路热管集成应用时仍需冷板过渡连接,本研究通过设计与冷头尺寸接近的小型圆盘状高热流密度冷凝器能实现与冷头的直接耦合。……