[发明专利]一种适用于空间辐射器中的固液混合折流板式中间换热器

说明书

技术领域

本发明涉及提出了一种应用于空间环境下的基于强化对流换热原理和辐射散热原理的固液两相流混合螺旋折流板式中间换热器。用于将吸收航天器内部产生废热的液体工作流与经过辐射换热冷却之后的固体粒子流进行高效的混合换热。

背景技术

换热器也称热交换器，是把热量从一种介质传给另一种介质的设备。按照换热器中热量传递的方式可将换热器分为直接接触式换热器，周期流动式换热器，间壁式换热器及流体耦合间接式换热器四大类。

直接接触式换热器，也叫混合式换热器，是冷热流体直接接触进行换热的设备，但只限于冷热流体不互融又允许相互混合的场合。周期流动式换热器，也称蓄热式换热器，借助于由固体制成的蓄热体交替地与热流体和冷流体接触，蓄热体与热流体接触一定时间，并从热流体吸收热量，然后与冷流体接触一定时间，把热量释放给冷流体，如此反复，达到换热的目的。间壁式换热器，也称为表面式换热器，其中冷热流体被一个固定壁面隔开，热量通过固体避免传递。综合上述换热器的种类，换热特点和方式，可以得出直接接触式换热器的换热效果和性能是最好的。

在航天领域，换热器是实现整个航天器运行过程中热量交换和传递不可缺少的设备，并且热交换的过程中，要求制造换热器的材料具有一定的抗腐蚀性。

近年来，随着大型航天器，空间站的迅速发展，其耗电功率会愈来愈大，必然导致其热功耗也随之增大，相应的也就使空间辐射器中的换热器的质量显著增大。就目前常用于空间辐射器的中间换热器来说，其主要使用的是间壁式换热器等，但就现有使用换热器而言，主要存在以下不足：

1换热效率相对较低

2流动损失相对较大

3所占用空间体积相对较大，质量较大

4容易产生沉积和抗振动性差

因此，研究和开发质量更轻，占用空间更小，传热效率更高以及成本费用更低的中间换热器是十分必要的，也是对于空间系统更好有效工作的有效手段。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有空间辐射器中的中间换热器结构设计技术在换热效率方面，占用空间体积方面和造价方面存在的不足，提出了一种应用于空间环境下的基于强化对流换热原理和辐射散热原理的固液两相流混合螺旋折流板式中间换热器。该混合式换热器实现了能够在高效强化对流换热和对外辐射换热的同时，不仅能够有效地降低中间换热器的质量，减小了占用体积，而且能够有效的减小流动损失，不易生成沉积，抗振动性强和造价少，同时拓展了其应用范围，简单，易于实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种适用于空间环境下的固液两相混合式热交换器，其特征在于包括：

混合流换热管，其与冷源接入管相连通并与热源接入管相连通，其中经过空间外辐射散热的固体粒子流流过所述冷源接入管，热源工作流流经所述热源接入管，

设置在混合流换热管内的螺旋式折流板。

根据本发明的一个进一步的方面，上述螺旋式折流板的每一个螺旋包括4块首尾相连的90度扇形部分。

根据本发明的一个进一步的方面，上述述混合流换热管外侧设置有环形翅片。

根据本发明的一个进一步的方面，提供了一种热辐射设备，其特征在于包括：

粒子喷射器，用于将粒子发射到空间中；

粒子收集器，用于收集所述粒子喷射器发射的粒子；

固液两相混合式热交换器，用于工作流与所述粒子进行热交换；

固液两相分离器，用于将工作流和粒子进行分离，直接于粒子喷射器连接组成一个整体，

其中所述固液两相混合式热交换器为上述的固液两相混合式热交换器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种热辐射方法，其特征在于包括：

用粒子喷射器将粒子发射到空间中；

用粒子收集器收集所述粒子喷射器发射的粒子；

用固液两相混合式热交换器进行所述粒子的热交换，

用固液两相分离器将固液混合物进行分离，

其中所述固液两相混合式热交换器为上述的固液两相混合式热交换器，所述热交换包括使所述固体粒子流和所述热源工作流混合而成的混合流在所述螺旋式折流板的作用下进行强化对流换热，使所述热源工作流的温度降低且所述固体粒子流的温度升高。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的固液混合折流板式换热器的平面结构图。

图2为根据本发明的一个实施例的固液混合折流板式换热器的正面平面图。

图3为根据本发明的一个实施例的固液混合折流板式换热器的折流板结构图。