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面向多電飛機(jī)分布式高熱流密度器件的泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)多支路熱力耦合機(jī)理與協(xié)同調(diào)控研究

湖南泰德航空技術(shù)有限公司 ? 2026-03-26 14:14 ? 次閱讀
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全球航空業(yè)正面臨日益嚴(yán)峻的減排壓力。國際民航組織數(shù)據(jù)顯示,航空運(yùn)輸產(chǎn)生的二氧化碳排放約占全球總量的3%,且呈持續(xù)增長態(tài)勢。在此背景下,多電飛機(jī)(More Electric Aircraft, MEA)成為航空工業(yè)的重要發(fā)展方向。與傳統(tǒng)飛機(jī)相比,多電飛機(jī)采用電力替代液壓、氣動等二次能源系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)簡化、可靠性提升、維護(hù)成本降低及燃油效率提高等顯著優(yōu)勢。功率電傳是多電飛機(jī)的核心技術(shù)特征,通過電作動裝置實(shí)現(xiàn)飛行控制功能的電氣化驅(qū)動,有效規(guī)避了傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)管路復(fù)雜、維護(hù)困難等固有問題。然而,電作動裝置高功率密度帶來的散熱難題,以及機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)大功率電子設(shè)備的冷卻需求,對航空熱管理技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

一、多電飛機(jī)功率電傳散熱問題分析

現(xiàn)代多電飛機(jī)集成式熱管理系統(tǒng)的設(shè)計面臨多重約束:機(jī)上空間狹小限制了散熱裝置的體積與布局;熱源分布分散且熱流密度差異顯著;飛行工況變化導(dǎo)致熱載荷動態(tài)波動;嚴(yán)苛的環(huán)境條件要求冷卻系統(tǒng)具備寬溫區(qū)適應(yīng)能力。傳統(tǒng)單相液冷技術(shù)雖在中等熱流密度場景下應(yīng)用成熟,但面對40 W/cm2以上的高熱流密度散熱需求,其換熱能力受限、均溫性差、泵功耗高等固有缺陷逐漸顯現(xiàn)。

泵驅(qū)兩相冷卻技術(shù)利用工質(zhì)相變潛熱傳遞熱量,具有換熱能力強(qiáng)、均溫性好、泵功耗低、熱輸運(yùn)距離遠(yuǎn)等突出優(yōu)勢。該技術(shù)最初應(yīng)用于航天器熱控系統(tǒng),后逐步推廣至風(fēng)力發(fā)電、數(shù)據(jù)中心、大功率電力電子等領(lǐng)域。與依賴毛細(xì)力驅(qū)動的被動式兩相裝置相比,泵驅(qū)兩相系統(tǒng)采用機(jī)械循環(huán)泵提供驅(qū)動力,突破了毛細(xì)極限對傳熱距離和散熱能力的限制,更適用于多熱源、大功率、長距離輸運(yùn)的復(fù)雜冷卻場景。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)開展了大量研究。荷蘭國家航空航天實(shí)驗(yàn)室(NLR)在歐盟ADENEAS項(xiàng)目中系統(tǒng)分析了采用R1233zdE工質(zhì)的兩相機(jī)械泵驅(qū)回路,研究表明相較于傳統(tǒng)丙二醇水溶液單相冷卻系統(tǒng),兩相方案可降低40%的系統(tǒng)質(zhì)量。周年勇等基于AMESim平臺建立了泵驅(qū)兩相流系統(tǒng)一維數(shù)值模型,通過仿真與試驗(yàn)對比驗(yàn)證了模型的有效性,系統(tǒng)分析了蒸發(fā)器溫度分布及干度變化規(guī)律。Liu等對雙蒸發(fā)器機(jī)械泵驅(qū)冷卻回路開展了實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了系統(tǒng)在熱邊界溫度波動及非均衡熱載荷工況下的穩(wěn)定運(yùn)行能力。上述研究成果為泵驅(qū)兩相冷卻技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

本文針對多電飛機(jī)電作動裝置及電子設(shè)備散熱需求,開展多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)設(shè)計研究?;跓嵩刺匦院涂販匾?,完成系統(tǒng)總體方案設(shè)計,明確工質(zhì)選型原則及關(guān)鍵部件選型依據(jù)。采用三維數(shù)值模擬方法分析微通道蒸發(fā)器流動沸騰特性,基于AMESim平臺建立系統(tǒng)級仿真模型,評估冷卻系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)運(yùn)行性能。研究成果旨在為多電飛機(jī)集成式熱管理系統(tǒng)設(shè)計提供技術(shù)支撐。

二、泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)與工作原理

多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)由循環(huán)泵、儲液器、蒸發(fā)器組、冷凝器及連接管路構(gòu)成。系統(tǒng)采用并聯(lián)式蒸發(fā)器布局,各蒸發(fā)支路獨(dú)立連接于供液干管和回氣干管之間。冷卻工質(zhì)在機(jī)械循環(huán)泵驅(qū)動下從儲液器流出,經(jīng)供液干管分配至各并聯(lián)蒸發(fā)支路。工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收電子設(shè)備或電作動裝置散發(fā)的熱量發(fā)生沸騰相變,由液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖簝上酄顟B(tài)。各支路流出的兩相工質(zhì)匯合后進(jìn)入冷凝器,向燃油熱沉釋放熱量后冷凝為液相,再次流經(jīng)儲液器進(jìn)入循環(huán)泵,完成閉式循環(huán)。

多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)

并聯(lián)式蒸發(fā)器布局相較于串聯(lián)方案具有以下優(yōu)勢:各蒸發(fā)支路工質(zhì)流量可根據(jù)熱載荷獨(dú)立分配,避免了串聯(lián)布局中上游蒸發(fā)器對下游工質(zhì)干度的不利影響;蒸發(fā)器之間通過供液和回氣管路耦合,可有效消納各支路熱載荷波動引起的工況變化;系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng),可根據(jù)熱源增減靈活調(diào)整蒸發(fā)器數(shù)量。系統(tǒng)設(shè)計的冷卻系統(tǒng)包含5個蒸發(fā)器,其中3個用于冷卻電子設(shè)備,2個分別用于左右機(jī)翼電作動裝置,另有1個用于尾翼電作動裝置。

2.2 冷卻工質(zhì)選型

工質(zhì)物理性質(zhì)對泵驅(qū)兩相系統(tǒng)的運(yùn)行特性具有決定性影響。工質(zhì)選型需綜合考慮熱力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、材料相容性、安全環(huán)保及航空適用性等多重因素。

熱力學(xué)性能方面,工質(zhì)應(yīng)具備較高的汽化潛熱和比熱容,以提升單位質(zhì)量工質(zhì)的攜熱能力;適宜的工作壓力范圍既能避免系統(tǒng)承壓過高,又可防止真空工況下不凝氣體滲入;良好的導(dǎo)熱性能有助于強(qiáng)化蒸發(fā)器內(nèi)沸騰換熱。材料相容性要求工質(zhì)與系統(tǒng)管路、密封件、泵體等材料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或腐蝕。安全環(huán)保方面,需考慮工質(zhì)的毒性、可燃性及溫室效應(yīng)潛能值(GWP)。航空應(yīng)用還要求工質(zhì)在-55℃低溫環(huán)境下仍保持良好流動性,沸點(diǎn)不宜過高。

綜合考慮上述因素,系統(tǒng)選用了R134a作為冷卻工質(zhì)。R134a(四氟乙烷)屬于氫氟烴類環(huán)保型制冷劑,臭氧消耗潛能值為零。其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-26.1℃,臨界溫度101.1℃,臨界壓力4.06 MPa,在-55~110℃控溫范圍內(nèi)飽和蒸氣壓適中,系統(tǒng)承壓要求合理。R134a汽化潛熱較大(217 kJ/kg at 20℃),與銅、鋁等常用金屬材料相容性好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,是目前航空兩相冷卻系統(tǒng)常用工質(zhì)之一。需要注意的是,R134a的GWP為1430,未來在環(huán)保要求更高場景下可考慮采用R1233zdE或R1234ze等低GWP替代工質(zhì)。

2.3 關(guān)鍵部件選型設(shè)計

(1)微通道蒸發(fā)器:蒸發(fā)器是兩相冷卻系統(tǒng)的核心部件,其換熱性能直接決定散熱效果和控溫能力。針對電子設(shè)備高熱流密度散熱需求,系統(tǒng)采用了基于微小通道流動沸騰技術(shù)的微通道蒸發(fā)器。電子設(shè)備蒸發(fā)器采用整體串聯(lián)布局,冷卻工質(zhì)依次流經(jīng)各設(shè)備發(fā)熱區(qū)域;在每個設(shè)備發(fā)熱區(qū)域采用蛇形微通道布局以增加換熱面積,通道截面尺寸10 mm×10 mm,間距10 mm。該設(shè)計可在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大的換熱面積,同時保證工質(zhì)流動均勻性。

多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)

電作動裝置蒸發(fā)器采用仿生交叉脈通道結(jié)構(gòu),模仿植物葉脈和根系的分形網(wǎng)絡(luò)布局。每個電作動裝置電機(jī)發(fā)熱面等效為12 cm×6 cm長方體,在四個發(fā)熱面共布置8個蒸發(fā)器,各蒸發(fā)器并聯(lián)連接。單個蒸發(fā)器內(nèi)部分支脈與主脈呈45°夾角,冷卻通道截面0.4 mm×1.0 mm,間距0.4 mm。仿生通道結(jié)構(gòu)有助于改善工質(zhì)流動分布,抑制局部熱點(diǎn)形成,提升沸騰換熱均勻性。通道尺寸小于1 mm的微通道設(shè)計可顯著增大換熱面積與體積比,強(qiáng)化核態(tài)沸騰換熱,有效應(yīng)對40 W/cm2以上熱流密度散熱需求。

(2)冷凝器冷凝器采用管殼式結(jié)構(gòu),殼側(cè)流通燃油熱沉,管側(cè)通流冷卻工質(zhì)。管殼式結(jié)構(gòu)單位質(zhì)量傳熱面積大,可根據(jù)機(jī)上安裝空間靈活構(gòu)造成型,且便于清洗維護(hù)。設(shè)計工況下燃油熱沉溫度30℃,流量111.2 L/min。冷凝器設(shè)計需保證在兩相工質(zhì)入口條件下,出口能夠?qū)崿F(xiàn)完全冷凝并具備一定的過冷度,以防止循環(huán)泵發(fā)生氣蝕。

(3)機(jī)械泵機(jī)械泵選用磁力驅(qū)動齒輪泵。磁力齒輪泵通過磁力聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)動力傳遞,無動密封結(jié)構(gòu),有效避免了工質(zhì)泄漏風(fēng)險。齒輪泵具有運(yùn)行平穩(wěn)、無脈動傳輸、高壓承受能力強(qiáng)的特點(diǎn),適用于兩相冷卻系統(tǒng)的工質(zhì)循環(huán)驅(qū)動。泵的選型需滿足系統(tǒng)最大流量和壓頭需求,同時考慮體積、重量及功耗約束。

(4)儲液器儲液器在兩相冷卻系統(tǒng)中承擔(dān)工質(zhì)存儲、供給、氣液分離及精密控溫功能,是系統(tǒng)的“溫控中心”。儲液器設(shè)計遵循以下原則:最小熱載荷工況下,當(dāng)循環(huán)系統(tǒng)各部件充滿工質(zhì)時,儲液器內(nèi)仍有工質(zhì)儲備;最大熱載荷工況下,儲液器內(nèi)仍保持一定液位,防止氣相工質(zhì)進(jìn)入泵前管路。這一設(shè)計確保了系統(tǒng)在熱載荷波動工況下循環(huán)工質(zhì)供給的連續(xù)性。儲液器內(nèi)設(shè)置氣液分離結(jié)構(gòu),確保泵前工質(zhì)為純液相。

(5)管路為適應(yīng)機(jī)上狹小空間及長距離管路連接需求,選用多層結(jié)構(gòu)防滲透耐高壓軟管。軟管選型考慮承壓能力(最高工作壓力不低于系統(tǒng)最大壓力的1.5倍)、防滲透性(防止工質(zhì)長期運(yùn)行后泄漏)、與R134a相容性、彎曲半徑等要素。四層結(jié)構(gòu)設(shè)計包含內(nèi)襯層、增強(qiáng)層、防滲透層和外保護(hù)層,兼具柔性與可靠性。

多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)

三、蒸發(fā)器運(yùn)行特性分析

3.1 電子設(shè)備蒸發(fā)器性能分析

基于設(shè)計工況對電子設(shè)備蒸發(fā)器開展三維數(shù)值模擬分析。三個電子設(shè)備熱載荷分別為5.0 kW、2.5 kW和1.5 kW,對應(yīng)熱流密度12 W/cm2、10 W/cm2和10 W/cm2。冷卻工質(zhì)R134a流量27.21 L/min,入口壓力0.14 MPa,液相體積分?jǐn)?shù)為1。

模擬結(jié)果顯示,各設(shè)備發(fā)熱面溫度分布較為均勻。設(shè)備1因熱流密度較高,發(fā)熱面平均溫度66.27℃,最高溫度69.15℃;設(shè)備2平均溫度61.37℃,最高溫度65.56℃;設(shè)備3平均溫度60.72℃,最高溫度61.92℃。各設(shè)備最高溫度均滿足-55~70℃控溫要求。

從流動沸騰傳熱特性來看,蒸發(fā)器入口區(qū)域工質(zhì)液相體積分?jǐn)?shù)高,換熱能力強(qiáng),發(fā)熱面及冷卻通道壁溫較低。沿流動方向工質(zhì)不斷吸熱汽化,氣相比例逐漸增加,換熱能力下降,導(dǎo)致壁面溫度沿程升高。無熱載荷區(qū)域(進(jìn)出口區(qū)域、設(shè)備間連接段)冷卻通道壁溫較低,驗(yàn)證了沸騰換熱與熱流密度耦合關(guān)系的合理性。

冷卻通道壁面溫度分布與設(shè)備發(fā)熱面溫度分布規(guī)律一致,設(shè)備1通道壁溫高于設(shè)備2和設(shè)備3。最高壁溫出現(xiàn)在各設(shè)備區(qū)域中心偏下游位置,這是由于該區(qū)域工質(zhì)氣相占比較大,局部傳熱惡化所致??傮w而言,蛇形微通道布局和合理的流量分配策略保證了電子設(shè)備蒸發(fā)器具有良好的溫度均勻性和冷卻能力。

多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)

3.2 電作動裝置蒸發(fā)器性能分析

電作動裝置蒸發(fā)器模擬分別針對機(jī)翼和尾翼兩種運(yùn)行工況開展。機(jī)翼電作動裝置單側(cè)熱載荷12 kW,分為8個并聯(lián)蒸發(fā)器,單個蒸發(fā)器熱載荷1.5 kW,熱流密度41.67 W/cm2。質(zhì)總流量21.76 L/min,單蒸發(fā)器流量2.72 L/min,入口壓力0.14 MPa,溫度327.15 K。尾翼電作動裝置總熱載荷6 kW,單蒸發(fā)器熱載荷0.75 kW,熱流密度20.82 W/cm2,工質(zhì)流量10.88 L/min,單蒸發(fā)器流量1.36 L/min。

模擬結(jié)果表明,機(jī)翼電作動裝置發(fā)熱面平均溫度82.68℃,最高溫度102.13℃,滿足-55~110℃控溫需求。發(fā)熱面溫度分布呈現(xiàn)與電子設(shè)備蒸發(fā)器相似的規(guī)律:入口區(qū)域溫度較低,中心偏下游出現(xiàn)溫度峰值。尾翼電作動裝置發(fā)熱面平均溫度76.30℃,最高溫度87.21℃,控溫余量更大。

仿生交叉脈通道設(shè)計對流動沸騰特性產(chǎn)生積極影響。分支脈與主脈呈45°夾角,通道截面0.4 mm×1.0 mm,間距0.4 mm。該結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)工質(zhì)在流道內(nèi)形成局部擾動,破壞近壁面邊界層,增強(qiáng)對流換熱。同時,分形網(wǎng)絡(luò)布局改善了各支路流量分配的均勻性,避免局部流量過低導(dǎo)致干涸現(xiàn)象。在41.67 W/cm2高熱流密度條件下,機(jī)翼電作動裝置蒸發(fā)器仍能保持有效冷卻,驗(yàn)證了仿生微通道結(jié)構(gòu)應(yīng)對高熱流散熱的可行性。

四、冷卻系統(tǒng)運(yùn)行特性分析

4.1 仿真模型建立

為驗(yàn)證多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)方案的合理性與可行性,基于AMESim平臺搭建系統(tǒng)級仿真模型。AMESim兩相流體庫提供完善的兩相流動與傳熱計算模塊,支持蒸發(fā)、冷凝、氣液相變等物理過程的數(shù)值模擬。

仿真模型包含儲液罐、驅(qū)動泵、蒸發(fā)器和冷凝器四大核心部件。儲液罐和驅(qū)動泵直接調(diào)用AMESim兩相流體庫內(nèi)置組件。蒸發(fā)器和冷凝器采用等效換熱思想建模:蒸發(fā)器利用兩相流體庫、熱庫及信號庫元件搭建,將三維蒸發(fā)器仿真結(jié)果作為輸入進(jìn)行模型標(biāo)定;冷凝器基于換熱器基本方程建立,考慮管殼式結(jié)構(gòu)傳熱特性及燃油側(cè)流動換熱。電子設(shè)備蒸發(fā)器、機(jī)翼舵機(jī)蒸發(fā)器、尾翼舵機(jī)蒸發(fā)器在設(shè)計工況下分別由三維仿真模型標(biāo)定,確保一維系統(tǒng)模型與部件實(shí)際性能一致。

4.2 穩(wěn)態(tài)性能分析

設(shè)計工況下(電子設(shè)備10 kW、左右舵機(jī)各12 kW、尾翼舵機(jī)6 kW、燃油溫度30℃、流量111.2 L/min)開展系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真。蒸發(fā)器出口參數(shù)表征各支路工質(zhì)混合后的狀態(tài)。

仿真結(jié)果顯示,系統(tǒng)在熱載荷施加后約200 s達(dá)到熱平衡狀態(tài),各部件溫度趨于穩(wěn)定。平衡時電子設(shè)備溫度66.39℃,左右機(jī)翼舵機(jī)溫度82.81℃,尾翼舵機(jī)溫度77.35℃。上述結(jié)果與三維蒸發(fā)器性能仿真結(jié)果(電子設(shè)備63.88℃、機(jī)翼舵機(jī)82.68℃、尾翼舵機(jī)76.30℃)吻合良好,驗(yàn)證了系統(tǒng)仿真模型的有效性。

系統(tǒng)總發(fā)熱量40 kW工況下,各冷卻對象溫度均控制在需求范圍內(nèi),驗(yàn)證了多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)設(shè)計方案能夠有效消納設(shè)計熱載荷。電子設(shè)備與機(jī)翼舵機(jī)熱載荷相近但溫度差異較大,主要由于二者熱流密度及蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)不同所致。尾翼舵機(jī)熱載荷較低,溫度相對較低,體現(xiàn)了兩相系統(tǒng)對不同熱源的差異化冷卻能力。

4.3 熱載荷影響分析

為分析熱載荷對冷卻系統(tǒng)性能的影響,在保持其他參數(shù)不變的條件下,對不同總熱載荷工況進(jìn)行仿真計算。熱載荷升高導(dǎo)致設(shè)備溫度相應(yīng)升高,系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需時間沒有顯著差異。當(dāng)熱載荷超過設(shè)計值時,蒸發(fā)器冷卻能力不足,設(shè)備溫度超出控溫上限。該結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計工況留有合理的安全裕度,但應(yīng)避免長期超負(fù)荷運(yùn)行。

4.4 冷源溫度影響分析

冷凝器冷源溫度對兩相系統(tǒng)運(yùn)行性能具有重要影響。仿真計算表明,冷源溫度降低時,冷凝器換熱量增大,回流至蒸發(fā)器的工質(zhì)溫度下降,在相同熱載荷條件下設(shè)備溫度相應(yīng)降低。當(dāng)冷源溫度由設(shè)計工況30℃降低至較低溫度時,系統(tǒng)平衡溫度顯著下降;反之冷源溫度升高時,設(shè)備溫度上升,控溫裕量減小。這一特性提示在飛行包線內(nèi),應(yīng)關(guān)注冷源溫度變化對系統(tǒng)性能的影響,必要時可采取主動調(diào)節(jié)措施維持冷卻對象在適宜溫度區(qū)間。

4.5 冷源流量影響分析

冷源流量變化對系統(tǒng)性能的影響程度較冷源溫度變化相對較小。隨著冷源流量增加,冷凝器換熱能力增強(qiáng),回流工質(zhì)溫度略有降低,設(shè)備溫度小幅下降。但流量增加帶來的壓損增大和泵功耗上升需在設(shè)計時綜合權(quán)衡。實(shí)際運(yùn)行中,在冷源溫度無法調(diào)節(jié)的工況下,適當(dāng)調(diào)節(jié)冷源流量可作為輔助控溫手段。

4.6 動態(tài)響應(yīng)特性

系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性分析關(guān)注熱載荷突變及冷源工況變化時的瞬態(tài)行為。仿真結(jié)果顯示,當(dāng)某支路熱載荷階躍變化時,系統(tǒng)可在較短時間內(nèi)重新達(dá)到熱平衡,各蒸發(fā)器間通過供液干管和回氣干管壓力耦合產(chǎn)生交互影響。單個蒸發(fā)器熱載荷變化會引起系統(tǒng)壓力調(diào)整,進(jìn)而影響其他蒸發(fā)器沸騰條件,但影響程度有限,系統(tǒng)整體穩(wěn)定性良好。

五、結(jié)論與展望

本文針對多電飛機(jī)電作動裝置和電子設(shè)備散熱問題,開展了多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)設(shè)計與性能分析研究,主要結(jié)論如下:

(1)提出了采用蛇形布局和仿生交叉脈微通道蒸發(fā)器的泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)方案。通道尺寸小于1 mm的微通道結(jié)構(gòu)有效增強(qiáng)了流動沸騰換熱,電子設(shè)備蒸發(fā)器滿足12 W/cm2熱流密度冷卻需求,電作動裝置蒸發(fā)器可應(yīng)對41.67 W/cm2高熱流密度散熱,各冷卻對象溫度均控制在-55~110℃需求范圍內(nèi)。

(2)系統(tǒng)級AMESim仿真模型驗(yàn)證了多蒸發(fā)器并聯(lián)方案的可行性。設(shè)計工況下系統(tǒng)總發(fā)熱量40 kW,穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時電子設(shè)備溫度66.39℃、機(jī)翼舵機(jī)82.81℃、尾翼舵機(jī)77.35℃,與三維蒸發(fā)器仿真結(jié)果吻合良好,系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能滿足設(shè)計要求。

(3)系統(tǒng)動態(tài)性能受熱載荷、冷源溫度和冷源流量影響顯著。冷源溫度變化對系統(tǒng)運(yùn)行特性的影響程度高于冷源流量變化,在系統(tǒng)設(shè)計與運(yùn)行調(diào)控中應(yīng)優(yōu)先關(guān)注冷源溫度邊界條件。

(4)基于泵驅(qū)兩相冷卻的多蒸發(fā)器并聯(lián)系統(tǒng)具有良好的熱載荷自適應(yīng)能力和擴(kuò)展性,能夠適應(yīng)多電飛機(jī)多熱源、高熱流密度、分散布局的散熱需求。

展望未來,泵驅(qū)兩相冷卻技術(shù)在航空領(lǐng)域的工程應(yīng)用仍面臨若干技術(shù)挑戰(zhàn)。工質(zhì)與航空材料長期相容性需進(jìn)一步驗(yàn)證,微重力條件下流動沸騰傳熱機(jī)理有待深入研究,系統(tǒng)輕量化設(shè)計和集成式布局仍是優(yōu)化方向。隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展,一體化成形微通道冷板的設(shè)計制造將為泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)提供新的技術(shù)路徑。此外,針對航空電氣化趨勢下更高功率等級散熱需求,可進(jìn)一步探索采用低GWP工質(zhì)的兩相冷卻系統(tǒng)方案,推動航空熱管理技術(shù)向高效、環(huán)保、集成化方向發(fā)展。

&注:此文章內(nèi)使用的部分內(nèi)容來源于[作者:吳韜,王立志,戎毅等。用于多電飛機(jī)熱管理的泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)設(shè)計及性能分析. 山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)],由于小編水平有限,對所閱讀文獻(xiàn)的翻譯及總結(jié)難免有誤,錯誤之處敬請指正,非常感謝。本公眾號推送內(nèi)容以交流學(xué)習(xí)為目的,并非商業(yè)用途,所使用的配圖均來源于公開網(wǎng)絡(luò)獲取,如有侵權(quán),請聯(lián)系協(xié)商處理。

多蒸發(fā)器并聯(lián)泵驅(qū)兩相冷卻系統(tǒng)

湖南泰德航空技術(shù)有限公司于2012年成立,多年來持續(xù)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新,成長為行業(yè)內(nèi)有影響力的高新技術(shù)企業(yè)。公司聚焦高品質(zhì)航空航天流體控制元件及系統(tǒng)研發(fā),深度布局航空航天、船舶兵器、低空經(jīng)濟(jì)等高科技領(lǐng)域,在航空航天燃/滑油泵、閥元件、流體控制系統(tǒng)及航空測試設(shè)備的研發(fā)上投入大量精力持續(xù)研發(fā),為提升公司整體競爭力提供堅實(shí)支撐。

公司總部位于長沙市雨花區(qū)同升街道匯金路877號,株洲市天元區(qū)動力谷作為現(xiàn)代化生產(chǎn)基地,構(gòu)建起集研發(fā)、生產(chǎn)、檢測、測試于一體的全鏈條產(chǎn)業(yè)體系。經(jīng)過十余年穩(wěn)步發(fā)展,成功實(shí)現(xiàn)從貿(mào)易和航空非標(biāo)測試設(shè)備研制邁向航空航天發(fā)動機(jī)、無人機(jī)、靶機(jī)、eVTOL等飛行器燃油、潤滑、冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)轉(zhuǎn)型,不斷提升技術(shù)實(shí)力。

公司已通過 GB/T 19001-2016/ISO 9001:2015質(zhì)量管理體系認(rèn)證,以嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)保障產(chǎn)品質(zhì)量。公司注重知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)和利用,積極申請發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和軟著,目前累計獲得的知識產(chǎn)權(quán)已經(jīng)有10多項(xiàng)。湖南泰德航空以客戶需求為導(dǎo)向,積極拓展核心業(yè)務(wù),與國內(nèi)頂尖科研單位達(dá)成深度戰(zhàn)略合作,整合優(yōu)勢資源,攻克多項(xiàng)技術(shù)難題,為進(jìn)一步的發(fā)展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

湖南泰德航空始終堅持創(chuàng)新,建立健全供應(yīng)鏈和銷售服務(wù)體系、堅持質(zhì)量管理的目標(biāo),不斷提高自身核心競爭優(yōu)勢,為客戶提供更經(jīng)濟(jì)、更高效的飛行器動力、潤滑、冷卻系統(tǒng)、測試系統(tǒng)等解決方案。

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