[发明专利]独立式两相流喷雾冷却系统及其喷雾方法

权利要求书

1.一种独立式两相流喷雾冷却系统及其喷雾方法，在不破坏飞行器气动表面流场的前提下，可实现气动表面的温控需求。系统包括：气瓶保温装置，CO₂气瓶，CO₂减压器，温度调节装置，气路精密减压器，涡街流量计，水路精密减压器，水罐，单相喷嘴，喷射段，温度测点，压力测点。

以液态二氧化碳作为高压动力源，节流降压后成为二氧化碳气体。二氧化碳气体一路流入喷雾冷却系统的气路系统，为喷雾后的液相工质流入被冷却表面的夹层冷却通道提供前进动力；另一路为液路系统中储液罐加压，加压后的高压液体经单相喷嘴喷出后形成细小的雾化颗粒。混合后的两相流喷雾被引入飞行器夹层内冷却通道，在不破坏气动表面流场的前提下，实现气动表面的温控需求。

2.根据权利要求1所述的独立式两相流喷雾冷却系统，其特征在于：系统所选用的高压液态CO₂，工质安全性好，无毒无害。因液态二氧化碳的沸点接近于常温，相比于其他气源装置，有效保证气瓶容积小、质量轻；同时采用单相喷嘴，使得系统结构紧凑、体积小巧。

3.根据权利要求1所述的独立式两相流喷雾冷却系统，其特征在于：喷雾冷却系统以液态CO₂作为高压动力源，一方面为喷射后的液相工质(水)流入被冷却表面的夹层冷却通道提供前进动力，在不破坏飞行器气动表面流场的前提下实现气动表面的温控需求。另一方面可提供储液罐(水罐)的压力，并容易实现储液罐(水罐)压力的任意调节，可满足不同工况的冷却需求。

4.根据权利要求1所述的独立式两相流喷雾冷却系统，其特征在于：液相工质水粘附于被冷却表面内部的冷却通道，可形成一层非常薄的液膜，由于水的蒸发潜热巨大，有效强化了传热效果。同时由于水膜覆盖，冷却通道内不会出现沸腾气泡，也不会产生压力突变，使系统运行和冷却特性得以保证。