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在辐射器排热系统中, 热源与辐射器之间的耦合, 大体可分为两类方式：（1）直接耦合：热源与辐射器以辐射或者传导形式联系起来。这种藕合方式多用于小功率的排热系统。（2）对流耦合：通过流体循环把热源与辐射器联系起来。它多用于较大功率的排热系统。多数情况下, 对流耦合系统主要利用专门设置的独立于航天器蒙皮之外的辐射器来作排热面。在较大功率的辐射器排热系统中, 热源与辐射器之间的耦合, 大部分均采用对流耦合型式, 即通过流体循环把热源与辐射器联系起来。下面主要介绍的是对流耦合的计算情况。64363
文献[6]介绍了典型热管辐射器的结构型式, 热管辐射器由流体流通管道、热管和辐射肋片组成，见图1.1所示。典型的热管辐射器均为一根管道加两块对称辐射肋片, 即双组热管。热管的冷凝段与辐射肋片连为一体。若辐射肋片是双面向空间辐射, 那么热管的冷凝段夹在两肋片之间。若辐射肋片是单面向空间辐射, 那么热管的冷凝器焊接于肋片表面。热管的蒸发段通过座架与管道相连, 并有良好的导热性。热管蒸发段与管道平行, 管道内也有厚度为t 的肋片, 以增加圆管换热面积。此外，还对平面双组热管辐射器和柱面双组热管辐射器进行了详细的热析, 完成了典型柱面双组热管辐射的性能计算, 并计算出流体温度和辐射肋片温度的变化。
图1.1 热管辐射器结构示意图[6]
文献[7]对单面、双面矩形导管平板式空间空间辐射器进行了研究。它是由多个扁平的矩形导管组成，它是由许多个扁平的矩形导管组成, 矩形导管的上下面作为辐射排热面, 或只有一面作为辐射面。流体介质通过导管时, 释放热量给辐射器。流体介质可以是干燥的空气, 空气经辐射器冷却后, 直接进人电子设备舱, 对电子设备进行冷却。 矩形导管平板式辐射器可以分割成多个对称的双面矩形导管。矩形导管平板式辐射器的热分析可简化为一个双面矩形导管辐射器的热分析。图12就是一个双面矩形导管的热分析模型。载热流体 流过长度为 的导管时, 温度由 降到 , 相应地,导管温度由 变为 。其导热模型如图1.2所示，通过对矩形管平板式辐射器进行详细热分析后，完成了其散热性能计算。
矩形导管的热分析模型[7]
文献[8]采用数值模拟的方法分析了管内流体的温度，肋片几何尺寸和等效热沉温度对辐射器排热特性的影响，得到了不同参数值下辐射器单位面积排热量以及特定参数范围内的辐射器肋片最佳宽度和肋片效率。考虑现有的空间站的辐射器通常为管肋式结构，且按照单面辐射式布置。研究以辐射器管内流体工质温度为290K为例，得出了沿宽度方向的温度分布，辐射器肋根温度和肋片端部温度分别为283.5K和281.83K，温度沿宽度方向降低1.67℃，温降的根本原因是由于沿肋宽方向，辐射器向外层空间的辐射排热所致。论文网
当肋片宽度增加时，沿辐射器纵向（即管流方向）单位长度的散热量必然增加，但辐射器面积和质量亦会随之增加，这就可能存在某个最佳肋片宽度，使空间辐射器单位面积（或单位质量）的散热量最大。图1.4给出了不同肋片宽度下辐射器单位面积的排热量。可以看出，在相同的管流温度下，辐射器存在着一个最佳的肋片宽度，它所对应的单位面积排热量最大。数值分析表明，当管内流体温度在290K—338K之间时，辐射器所对应的最佳肋片宽度为60mm—80mm范围内。
肋宽对辐射器单位面积散热量的影响[8]