Мощность секции радиатора: Мощность биметаллических радиаторов с секциями на 350 и 500 мм

“Легкий высокотемпературный радиатор для атомной электроэнергетики в космосе” Брианы Н. Томбулян

  • < Предыдущий
  • Далее >
  •  

Пользователи UMass Amherst за пределами кампуса: Чтобы загрузить диссертации для доступа к кампусу, пожалуйста, используйте следующую ссылку, чтобы войти на наш прокси-сервер с вашим Имя пользователя и пароль UMass Amherst.

Пользователи, не являющиеся пользователями UMass Amherst: Пожалуйста, поговорите со своим библиотекарем о запросе этой диссертации через межбиблиотечный абонемент.

Диссертации, на которые наложено эмбарго, не будут доступны никому до истечения срока действия эмбарго.

Идентификатор ORCID автора

Н/Д

Тип доступа

Диссертация открытого доступа

Тип документа

Диссертация

Название степени

Доктор Философия (PhD)

Дипломная программа

Машиностроение

Год присвоения степени

2014

Месяц Присуждена степень

Февраль

Первый советник

Роберт Хайерс

Второй советник

Дэвид Шмидт

Третий советник

Санджай Арваде

Тема Категории

Теплообмен, горение | Движение и мощность | Системная инженерия и междисциплинарная оптимизация проектирования

Abstract

На эту работу вдохновило желание исследовать дальний космос с помощью мощных и высокоскоростных космических аппаратов. Ядерная электрическая двигательная установка (ЯЭР), которая, как было показано, обеспечивает на порядки более высокий удельный импульс и эффективность движения по сравнению с традиционными химическими ракетами, была определена как технология, позволяющая достичь этой цели. Одним из больших препятствий для запуска нэповской машины является полная масса. Увеличение удельной мощности (кВт/кг) компонента радиатора необходимо для достижения целей НАСА по массе.

В этой работе оценивался новый легкий высокотемпературный радиатор из углеродного волокна, разработанный для удовлетворения требований к массе будущих миссий NEP. Исследование сгруппировано в три основных раздела: 1) микромасштабное исследование излучения, 2) лабораторные экспериментальные и аналитические исследования и 3) крупномасштабное моделирование системы излучателей.

В первом разделе модель трассировки лучей методом Монте-Карло, построенная для прогнозирования эффективной излучательной способности ребра из углеродного волокна путем моделирования рассеяния излучения между волокнами, показала, что дополнительная площадь поверхности волокон над плоской поверхностью ребра увеличивает эффективную излучательную способность ребра. площадь радиатора до 20%. Эффективный коэффициент излучения увеличивается по мере того, как объемная доля волокна уменьшается с 1 до примерно 0,16 из-за увеличения рассеяния между волокнами. Для объемных долей волокна ниже 0,10 эффективная излучательная способность быстро уменьшается, так как влияние пропускания излучения становится значительным.

Во втором разделе термический анализ ребра радиатора из углеродного волокна показал, что эти радиаторы могут соответствовать целевым показателям НАСА за счет снижения удельной плотности до 2,2 кг/м 2 или ниже. Эти модели были подтверждены экспериментальными испытаниями, проведенными на тестовых образцах радиаторов небольшого размера. Эта работа повысила уровень технологической готовности (TRL) ребра радиатора из углеродного волокна со 2-го до 4-го уровня. . Модель использовалась для минимизации массы радиатора для тестовых случаев. Результаты показали, что ребра из углеродного волокна, работающие при температуре около 600°C, уменьшают массу радиатора в 7 раз по сравнению с традиционными радиаторами, работающими при температуре около 100°C. Это значительное массовое сокращение могло бы позволить будущим системам нэпа.

DOI

https://doi.org/10.7275/5972048.0