航天高低溫環(huán)境模擬試驗臺溫場和流場特性的模擬優(yōu)化和實驗研究.pdf

1、空間高低溫環(huán)境的模擬試驗是保證空間飛行安全性和可靠性的重要保障。要實現(xiàn)空間高低溫環(huán)境的地面模擬，對航天機構(gòu)進行性能檢測和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保證空間運行能夠順利進行，設(shè)計和研制能夠滿足特定環(huán)境模擬試驗要求的高低溫環(huán)境模擬試驗系統(tǒng)成為問題的關(guān)鍵。
　　本文根據(jù)航天試驗的環(huán)境要求和任務(wù)需要，對高低溫模擬試驗系統(tǒng)進行了理論計算、模擬分析和實驗研究，對系統(tǒng)的溫場環(huán)境及氣流組織等關(guān)鍵性問題進行研究和優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套穩(wěn)態(tài)高低溫環(huán)境模擬試驗

2、臺，對其運行過程中的溫場和流場的特性進行了實驗研究。通過分析研究，得到的主要結(jié)論為：試驗空間內(nèi)的溫場和流場的均勻性和穩(wěn)定性的分析與優(yōu)化，主要是針對送風(fēng)系統(tǒng)中的送風(fēng)孔板氣流組織進行模擬分析與優(yōu)化，設(shè)計了非均勻布孔方式優(yōu)化方案，并優(yōu)化送風(fēng)風(fēng)量，使得氣流更為均勻地進入環(huán)境模擬實驗箱內(nèi)部，較好的改進試驗空間內(nèi)的溫場均勻性和流場穩(wěn)定性。通過模擬分析知，優(yōu)化后的孔板氣流組織形式下，可以使進入空間溫場內(nèi)的氣流速度小于1.3m/s，溫度均勻度達到較好的

3、±1.5K，可以獲得均勻性和穩(wěn)定性較優(yōu)的溫場和流場，優(yōu)化方案在-100℃~+135℃整個溫度范圍內(nèi)具有普適性。通過實驗，驗證了該氣流組織和送風(fēng)流量的優(yōu)化能很好的改善溫場和流場的均勻性與穩(wěn)定性，使得空間內(nèi)部的溫度梯度在不同溫度工況下都能保持±3K以內(nèi)，最大壓力差保持在50Pa以下，減小空氣流動對內(nèi)部被測件的影響，保證地面模擬過程的真實性和可靠性。實驗研究表明，設(shè)計研制的環(huán)境模擬系統(tǒng)和經(jīng)過優(yōu)化的孔板氣流組織能夠完全滿足不同溫度試驗工況下對溫