空间站应用系统电子设备热设计研究

目的针对以往载人航天应用系统中电子设备热设计的仿真分析方法不准确的问题,提出一种基于热平衡试验测量发热元器件温度数据验证热仿真分析结果的电子设备热设计方法。方法通过对应用系统电子设备在轨实际热工况条件的深入分析,结合电子设备的物理特性、电气特性及其技术特点,利用计算机应用技术和数字仿真技术建立电子设备热模型,并进行热仿真分析,再将仿真计算得到的发热元器件壳温与实际热平衡试验测量得到的元器件真实壳温比对,检验热仿真分析结果的准确性。结果某电子设备在真空度为1.0×10~(-4) Pa,温度为45℃条件下开展热平衡试验,实测得到的发热元器件温度值与热仿真分析温度值之差小于1℃。热平衡试验过程中,切换电子设备的不同工作模式时,通过器件的工作电流和电压计算出其热负荷指标与仿真得到的热耗值之差低于0.1 W。结论基于热平衡试验的发热元器件实测温度数据,验证了热仿真分析结果的电子设备热设计方法科学有效,有助于后续空间站应用系统电子设备热设计工作。     

centrifugal用热控装置设计

目的 评估飞行器产品在飞行过程对热–离心综合环境的适应性,研制一套热–离心综合环境试验用热控装置。方法 从热–离心试验需求出发,完成综合试验系统总体研制目标及系统方案设计。针对高g值离心环境（离心加速度值≥90g）下的热载荷加载需求,开展基于热传导的热载荷加载方法研究,并完成适用于高g值环境的热控装置硬件布局优化设计。提出基于分段包络思想的产品响应温度梯度分布效应模拟方法及实现,减少过试验考核。结果 利用该热控装置完成了热–离心综合环境功能验证试验,设置最大加速度为92g,保载时间为3 min,最高加热温度为150℃,最大温升速率为3℃/min,3温区控制,升温过程中,温度误差优于±1.5℃。结论 该热–离心综合环境试验用热控装置可用于飞行器产品热–离心综合环境试验的考核。     

基于模糊PI控制的瞬态高温控制策略研究

目的通过地面环境试验研究气动热引起的瞬态高温环境对飞行器结构的影响。方法设计基于石英灯和离心机的瞬态高温-加速度复合试验系统,研究温度和加速度同步控制系统的结构和原理,分析无制冷装置环境下瞬态高温控制的难点,提出基于模糊PI控制器的温度控制策略。结果通过MATLAB仿真验证,设计的模糊PI控制器相比传统的PI控制器能够有效提高温度控制的动态性能与精确性。结论将基于模糊PI控制的瞬态加热控制策略应用于瞬态高温控制是可行、有效的,能为地面气动热模拟环境试验提供技术保障。     

航天电子产品热环境试验策略研究

目的研究并给出行之有效的航天电子产品热环境试验策略。方法依据GJB 1027A和GJB 150A,借鉴MIL-STD-1540E和ECSS-E-10-03等国外标准,并结合多年航天型号任务电子产品热环境试验经验,研究给出试验类别、试验项目、试验余量、温度控制点选择、温度保持时间、试验顺序、产品性能测试要求、试验中断处理、再试验等方面的策略。结果研究提出的航天电子产品热环境试验策略,对卫星、飞船、导弹等武器装备电子产品热环境试验工作具有较强的指导和借鉴作用。结论科学合理的试验策略,不仅能够大大提高试验的有效性,还可以有效验证产品设计的正确性和提高产品可靠性。     

长时间高温热环境考核试验中石英灯阵的破坏及预防

目的 解决220 V-6 kW石英灯管阵列在试件表面1200 ℃持续40 min以上试验过程中的热破坏问题。方法 对灯管破坏形貌进行分析,通过热应力计算找到了爆灯的主要原因。针对现有加热器灯阵中灯头部位的热结构问题设计一套气体强制对流冷却装置,利用流体仿真分析方法获得出气管上不同出气孔孔径在相同间距条件下的气流速度、出气管外空流场状态和有灯阵时的灯头绕流冷却效果,为结构设计提供依据。结果 在相同地面热环境模拟试验中成功进行了考核试验。对比有无冷却装置时的试验结果,对流换热装置能够增加灯管使用寿命,保证试验质量。结论 针对灯头部位进行强制对流保护的方法,能够提高加热器在试验过程中的热环境模拟温度上限和有效试验时间,对高温长时间类热环境试验具有较好的应用和推广价值。     

含能材料热烤试验用多温区热控装置设计

目的 评估含能材料产品在热烤环境下的热安全性,研制一套热烤环境试验用多温区热控装置.方法 从热烤试验需求出发,制定试验系统功能、指标.进行系统功能分解,重点分析加热方式和加热元件的选型,温区之间的温度耦合及控制.基于试件含能,危险性较大的情况,制定安全策略.基于组态软件实现热控系统的软件设计,考虑了参数及曲线设置、试验...     

发控盒散热设计的热仿真及热测试分析

目的对某发射装置发控盒进行散热设计和热分析。方法基于热仿真软件FLOTHERM建立热仿真模型,对该设备进热仿真分析,以得到该设备内部温度分布云图及温升明显元器件的温度值,然后对该设备进行热测试。结果热仿真和热测试结果表明,发控盒内存在发热大、温升较高的元器件,但所有元器件温度均在允许的正常工作温度范围内。结论通过热分析可知,该设备的热设计基本满足要求,并为结构设计的优化提供了依据。     

电子部件失效模式试验与仿真研究

目的研究焊点在热应力下的等效应力和等效蠕性应变。方法通过测定某子弹电子部件的工作极限温度、破坏极限温度,利用阶梯变化的温度来验证电子部件的极限适应温度,找出电子部件的主要失效模式。通过有限元仿真来模拟热载荷作用下焊点的应力应变行为。结果应用Garofalo模型仿真得出的蠕变效应与实际试验结果基本相近。结论通过仿真方法与试验结果相对比,证明使用Garofalo模型来研究电子部件焊点的蠕变效应是可行的。     

大型热环境试验技术的最新进展

总结了近年来航天大型热环境试验方面最新成果,主要对热环境以及热强度、热模态、热振动等力热复合试验与相关物理量测量方面的工作进行了归纳,并指出了存在的不足以及未来发展的方向。通过工程加热能力和传感器承受能力的不同,建模分析预示,采取了温度分段加热实现的方案,试验及测量技术等方面取得显著成果,但由于飞行器复杂,传热及力热耦合影响,在热结构精细分析预示与试验技术方面,特别是在试验建模验模为基础的虚拟试验技术方面尚需大量研究。应坚持理论与试验、工程研制与研究相结合的方式,不断完善持续改进,实现动力学精细化预示与天地一致性试验。     

航空有机玻璃热老化失重分析和暴露时间估计方法

对YB-DM-11航空有机玻璃在4个温度点下进行了热老化试验,每个温度点的试验分别设定4个不同的暴露时间。通过试验得出该材料在不同热环境下的质量保持率、温度和暴露时间。在此基础上,通过回归分析确定质量保持率和时间对数的关系,进而得出了质量保持率一定时时间对数与热力学温度倒数关系的回归方程。最后利用回归方程得到了在所选温度下达到给定质量保持率的估计时间。     

弹载相控阵天线系留液冷散热设计与优化分析

目的 对某相控阵天线开展散热设计与优化分析.方法 基于液冷强迫散热设计理论方法,进行某型相控阵雷达天线热设计,制定液冷散热方案.应用CFD仿真软件FloEFD建立流固耦合热仿真模型,对天线散热情况进行热仿真分析,得到该设备关键测试点的温度变化情况.结果 热仿真结果表明,整个系留测试试验中,关键监测点的最高温度在允许的工作温度范围内;每个系留测试周期中存在散热冗余时间.结论 热仿真分析表明,该设备制定的热设计方案可以满足使用要求,并为设备的设计改进和测试方案的优化提供指导和建议.     

一种适用于深水压试验的传压隔热装置设计

目的真实高效地进行深水压环境的温度模拟。方法提出一种深水压试验压力加载过程中的恒温实现方法,通过开展基于皮囊的结构设计、密封性设计、导热性研究等工作,设计一种适用于深水压试验的传压隔热装置,对其进行理论分析和仿真计算。结果该装置可以实现液体温度在较长时间内基本恒定,具有良好的传压隔热性能。结论在建立的实验系统上进行了试验研究,实现了深水压环境模拟试验中压力载荷同步条件下液体温度小范围恒定功能,该技术为深水压环境试验的相关技术研究提供了技术储备。     

水平对置活塞发动机高空热平衡特性研究

目的研究不同海拔大气压力特别是高空条件对水平对置活塞汽油机热平衡性能的影响。方法利用内燃机高空模拟试验台进行不同海拔高度(0~7000 m)下水平对置活塞汽油机的热平衡试验,测得不同海拔下排温、缸体表面温度等特征参数,计算热流量分配特性,并对比分析热流量分配特性随海拔高度的变化规律。结果随海拔升高,汽油机排温和缸体表面温度逐渐下降,且海拔愈高,缸体表面温度下降幅度愈大。汽油机有效功率随海拔升高逐渐下降,余项损失百分比逐渐上升,且在低转速下,变化幅度增大。在6000 m模拟海拔、3000 r/min转速下,汽油机有效热效率不到5%,而余项损失达到了30%以上,此时部分汽油甚至并未燃烧。结论高空环境对水平对置汽油机热平衡性能造成严重影响,成为制约其高海拔性能恢复的关键因素。     

深圳妈湾电厂温排水海洋生态影响回顾性评价

沿海地区电厂温排水在物理、化学、生物等方面对附近海域温度造成的影响越来越受到人们的关注。本文采用现场实测与数值模拟相结合的方法,确定电厂温排水的影响范围,模拟受纳水域的温升分布,评价温排水对海洋生态环境的影响程度,以期为近海海域热污染防治提供技术依据。     

展望21世纪中国港口的环境保护事业

通过对世界环境保护发展趋势与中国港口环境保护发展状况的概述，揭示了中国港口环境保护的发展特征和主要防治污染手段，展望了中国港口环境保护的发展走向，并提出相应的港口环境保护建设和发展观点。     

基于状态空间法的大型气候环境实验室热负荷仿真模型

目的建立可用于大型气候环境实验室初期设计热负荷计算的方法和模型,对实验室的热负荷进行计算,为制冷系统选型提供依据。方法通过分析实验室的组成结构和热负荷来源,基于状态空间法建立各部分的热负荷计算方法,在Simulink中搭建以制冷量为输入参数的实验室热负荷计算仿真模型,对实验室空载降温过程进行仿真。结果该仿真模型可以快速对实验室热负荷进行计算,并且可以方便地增减热负荷模块,实验室在降温过程中热负荷达3500 k W以上,地板结构的热负荷占到了总热负荷50%以上。结论热负荷计算结果可应用于空调系统和制冷系统的设计和选型,以及控制策略的优化。     

燃烧室复杂结构的热振特性研究

目的提高复杂飞行器结构在服役过程中的安全性和稳定性问题。方法以复杂结构燃烧室为例,从数值模拟和试验两方面入手,研究不同工况下结构的动力学参数随温度变化的规律。结果随着温度的升高,模态频率呈下降趋势,模态阻尼呈升高、下降再升高的趋势,加热对结构的模态振型无影响。结论对于自由-自由状态的燃烧室结构,在加热的过程中,影响模态频率下降的主要因素是弹性模量的变化,热应力和几何非线性的变化可以不考虑。同时通过开展燃烧室结构的自由-自由状态热模态试验验证了数值模拟方法的正确性。