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液氮高低温试验箱的设计原理

作者: 网络 编辑: 瑞凯仪器 来源: 网络 发布日期: 2019.12.18

    1、引言

    空间环境高低温模拟设备用于模拟太空真空与冷黑环境,为航天产品的可靠运行提供地面试验环境,用于检验其在极端高低温下的耐受性能和生存能力。目前主流的空间环境模拟大都通过热真空罐实现,尽管它更符合真实空间的真空和冷黑环境,但无法满足部分产品所需的大升降温速率要求。
    本文工作在前期研制的 液氮高低温试验箱的基础上,开展了高低温工况下的升降温速率的研究。高、低温工况的空间极限温度分别为373K和90K。舱内采用氮气作为工作介质并配有强制对流的高低温风扇。高温工况,考察不同电加热输人功率和液氮压力下热沉壁面和舱体空间的升温规律,以及空间平均升温速率和空间温场分布的均匀性。低温工况,在舱内从室温降至液氮温区的降温过程中,考察舱内空间及热沉各点位降温速率以及温场分布均匀性。研究增加强制对流条件对温场降温速率以及均匀性的影响,同时通过复温阶段的升温曲线分析舱体的绝热保温性能。

    2、高低温试验箱

    所研制的高低温试验箱净空间尺寸直径φ2.2m,长2. 5m,显著区别于常见的空间环境模拟用热真空罐,其舱内并非高真空状态,而是充有绝对压力为90kPa氦气,载有冷源和热源的热沉主要通过气体对流(辐射方式仍然存在)的方式对被测物体及箱体自身内壁进行冷却或加热。试验箱为卧式圆筒形结构,内、外简体构成密闭真空夹层,在该夹层内设有液氮冷屏,外简体与液氮冷屏之间布置有多层绝热,内筒以内为舱内空间,安装有集成液氮盘管、氦气盘管和电加热热沉。

    舱内温度计布点为25个,在高低温试验舱门侧截面、热沉中心侧截面、尾侧截面分别布置8个测温点,每一截面包括在圆周上成90度的4支热沉壁面温度计和4支空间温度计,最后一支温度计(T25)布于舱体中心点处。高低温风扇位于热沉尾侧上部(T1、T3,之间) 。出风方向为热沉斜对角线方向,如图1箭头所示。

液氮高低温试验箱

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