[实用新型]一种应用辐射板和环路热管冷却喷雾介质的机载喷雾冷却系统

说明书

一种应用辐射板和环路热管冷却喷雾介质的机载喷雾冷却系统，属于机载高热流密度设备冷却研究领域。本实用新型主要是利用高空的低温空气和整体环境作为对流和辐射的冷源，同时利用环路热管技术，将机载喷雾冷却系统内的热量顺利排出系统外，实现喷雾介质的循环使用。主要由喷雾介质储存箱(1)、储存箱出水阀(2)、第一液体泵(3)、截止阀(4)、喷嘴(5)、喷雾室(6)、喷雾表面(7)、第二液体泵(8)、环路热管蒸发段(9)、环路热管冷凝段(10)、冷空气通道(11)、冷空气截止阀(12)、气泵(13)、冷凝段辐射膜板(14)、冷空气通道出口(15)等组成。本实用新型具有充分利用高空天然冷源、介质循环利用等多个优点。

技术领域

本实用新型涉及一种应用辐射板和环路热管冷却喷雾介质的机载喷雾冷却系统，属于机载高热流密度设备冷却研究领域。

背景技术

喷雾冷却是利用低温介质通过一定压力的空气将介质化成雾流对目标面进行控制冷却的技术。喷雾冷却技术是把微量液体混入压力流体中，形成雾化的气液两相流，通过喷雾产生射流。喷雾冷却最初运用于合成钛基、镍基等高温合金和高强度合金钢的生产过程，在切削过程中对刀具进行散热，同时起到润滑的作用。如今，喷雾冷却已经不局限于金属加工工业。随着对军用飞机机动性能、隐身性能、防御性能要求的不断提高，发展激光武器是必然选择。激光武器作战时，会产生大量的无用热量，导致表面热流密度极高，传统的热交换器无法在短时间内消散如此大量的热量，喷雾冷却是将冷却介质雾化分解为无数的离散型小液滴，喷淋到加热表面上换热带走热量的一种冷却方式，可以使待冷却表面温度均匀，同时具有瞬时换热性能良好、临界热流密度大等优点。在飞机飞行过程中，高空的低温空气和整体环境可分别作为对流和辐射的冷源，若利用环路热管技术，可以将喷雾介质内的热量顺利排出系统外，实现喷雾介质的循环使用。

目前，对机载喷雾冷却系统的研究很少，尤其是针对喷雾后温度升高的介质如何在高空降温这一技术难题还存在空白。多数喷雾冷却系统还停留在单一解决工业生产应用中的散热问题方面。在专利CN105269391A中，公开了一种喷雾冷却装置在曲轴斜油孔加工中的应用，利用压缩空气使切削液雾化成两相混合液体，经由靠近切削区的喷嘴高速喷射到切削区，产生冷却、润滑及清理作用；此专利没有冷源，介质不能循环，无法长期使用。

本实用新型利用环路热管技术和喷雾冷却技术，结合高空低温空气和高空低温环境作为对流换热和辐射换热的冷源，引入环路热管技术对已与表面换热的喷雾介质进行冷却再利用，避免了冷源浪费，节约了机载系统的介质用量，从而直接减小了机载喷雾冷却系统在飞机宝贵空间内的体积，提升了飞机的飞行安全。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种应用辐射板和环路热管冷却喷雾介质的机载喷雾冷却系统。

由喷雾介质储存箱(1)、储存箱出水阀(2)、第一液体泵(3)、截止阀(4)、喷嘴(5)、喷雾室(6)、喷雾表面(7)、第二液体泵(8)、环路热管蒸发段(9)、环路热管冷凝段(10)、冷空气通道(11)、冷空气截止阀(12)、气泵(13)、冷凝段辐射膜板(14)、冷空气通道出口(15)、环路热管蒸汽通道(16)、环路热管液体通道(17)组成。

其中喷雾介质储存箱(1)的出口和储存箱出水阀(2)的进口相连，储存箱出水阀(2)出口与第一液体泵(3)进口连接，第一液体泵(3)出口与截止阀(4)的入口相连，截止阀(4)的出口和喷嘴(5)的入口连接，喷嘴(5)安装在喷雾室(6)中，喷雾室(6)下端为喷雾表面(7)，喷雾表面(7)出口和第二液体泵(8)入口连接，第二液体泵(8)出口连接环路热管蒸发段(9)的一端，环路热管蒸发段(9)的另一端和第一泵(3)连接；将环路热管冷凝段(10)嵌入冷凝段辐射板(14)，冷空气通道(11)正交穿过环路热管冷凝段(10)和冷凝段辐射膜板(14)，在冷空气通道(11)处于环路热管冷凝段(10)和冷凝段辐射膜板(14)上方的部分依次安装冷空气截止阀(12)和气泵(13)。