[发明专利]重力驱动两相流体回路寿命试验方法

摘要

本发明公开一种重力驱动两相流体回路寿命试验方法，该方法通过模拟重力驱动两相流体回路在寿命期间内月昼及月夜的运行过程，检测重力驱动两相流体回路在寿命期间是否有效；同时测试重力驱动两相流体回路在月夜运行期间，蒸发器与储液器温差的计算，判断该两相流体回路在寿命期间是否满足探测器热控的要求。

主权项

重力驱动两相流体回路寿命试验方法，所述重力驱动两相流体回路包括蒸发器、蒸汽管路、冷凝管路、储液器以及液体管路，其中储液器通过液体管路与蒸发器相连，蒸发器通过蒸汽管路与冷凝管路相连，冷凝管路与储液器相连；在所述液体管路上设置有控制阀；其特征在于:该寿命试验方法用于验证重力驱动两相流体回路是否满足设定的在轨工作的寿命要求，以及在该寿命期间重力两相流体回路的传热性能是否满足设计要求；步骤一：通过热分析确定重力驱动两相流体回路中蒸发器、蒸气管路、冷凝管路以及储液器的温度在一个月昼期间内随时间的变化趋势；通过热分析确定重力驱动两相流体回路在一个月夜期间传递的最大功率和月面的工作温度；步骤二：关闭重力驱动两相流体回路的控制阀，阻断重力驱动两相流体回路的运行；步骤三：重力驱动两相流体回路月昼运行过程的模拟：分别对蒸发器、蒸气管路、冷凝管路和储液器进行加热控温，其中对冷凝管路的加热控温过程为：首先依据步骤一中所确定的冷凝管路的温度在一个月昼期间内随时间的变化趋势，确定冷凝管路的加热目标温度；然后依据该加热目标温度设置冷凝管路的加热目标温度区间；在对冷凝管路进行加热的过程中，实时监测冷凝管路的温度，当冷凝管路的温度达到所设置的加热目标温度区间的上限后，停止对冷凝管路加热；当冷凝管路的温度降至所设置的加热目标温度区间的下限后，重新对冷凝管路进行加热；反复上述过程保证冷凝管路的温度始终处于所设置的加热目标温度区间内；对蒸发器、蒸气管路和储液器的加热控温过程与对冷凝管路的加热控温过程相同；步骤四：加热控温持续一个月昼后，停止对蒸发器、蒸气管路、冷凝管路以及储液器加热控温；待蒸发器、蒸气管路、冷凝管路以及储液器的温度降至室温后，开启控制阀；步骤五：重力驱动两相流体回路月夜运行过程的模拟：对蒸发器施加热功率，所施加的热功率大小与步骤一获得的重力驱动两相流体回路在一个月夜期间传递的最大功率一致；对冷凝管路进行制冷，制冷目标温度使重力驱动两相流体回路的工作温度与步骤一获得的月夜期间重力驱动两相流体回路在月面的工作温度相同；依据制冷目标温度并设置制冷目标温度区间；在对冷凝管路进行制冷的过程中，实时监测冷凝管路的温度，当冷凝管路的温度达到所设置的制冷目标温度区间的下限后，停止制冷；当冷凝管路的温度上升至所设置的加热目标温度区间的上限后，重新对冷凝管路进行制冷；反复上述过程保证冷凝管路的温度始终处于所设置的制冷目标温度区间内；步骤六：运行一个月夜后，停止对蒸发器施加热功率，并停止对冷凝管路制冷；步骤七：重复步骤二至步骤六，重复次数与重力驱动两相流体回路所设定的在轨工作的寿命要求相同；若重复次数未达到所设定的在轨工作的寿命要求就出现故障，则表明重力驱动两相流体回路不能满足其在轨工作的寿命要求；若重复次数满足所设定的在轨工作的寿命要求，则进入步骤八；步骤八：分析重力驱动两相流体回路的传热性能是否满足设计要求：寿命试验结束后，判断蒸发器与储液器的温差是否在重力驱动两相流体回路允许的温差范围内；若在允许的温差范围内，则表明重力驱动两相流体回路的传热性能满足设计要求；反之则不满足。