通过使用新的金属钉翼几何形状来提高基于PCM的模块的热管理性能:数值研究研究
Abdelrahman M Elshaer1,2, A M A Soliman3,4, M Kassab5
1Mechanical Engineering Department, Benha Faculty of Engineering, Benha University, Benha, Egypt. Abdelrahman.alshaier@bhit.bu.edu.eg.
这项研究开发了一种用于小型卫星的相变材料 (PCM) 热控制装置 (TCD),具有新的针设计. V 形翅膀显著改善了热管理,降低了基板温度,增加了零重力的PCM融化分数.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 由于功率密度的增加,卫星电子元件需要有效的热管理.
- 变相材料 (PCM) 为热控制应用提供高热容量.
- 零重力条件为小型卫星的热管理带来了独特的挑战.
研究的目的:
- 为了研究PCM集成热控制装置 (TCD) 的热性能,用于零重力下的小型卫星子系统.
- 为了评估各种针的几何形状对TCD的热管理能力的影响.
- 为了提高紧,高功率密度卫星电子产品的散热和温度调节.
主要方法:
- 使用有机RT 35 PCM的PCM集成的TCD被设计为适合小型卫星子系统的尺寸.
- 分析了六种针的几何形状 (正方形,圆形,三角形,十字形,I形,V形) 在20%和50%的体积分数.
- 模拟模拟了10分钟启动和80分钟关闭的20W热负荷,以评估在循环条件下的性能.
主要成果:
- 将方形的数量从15个增加到80个,使TCD基板温度降低了5.7°C.
- 与传统几何形状相比,新型的十字形,I形和V形显示出优越的热性能.
- 与圆形相比,V形导致温度下降6.6%,PCM融分数增加32.3%.
结论:
- 新型针的几何形状,特别是V形,显著提高了PCM集成的小卫星TCD的热管理效率.
- 开发的具有优化的针翼的TCD可以在零重力下保持电子元件在安全温度范围内.
- 这项研究为日益紧和强大的卫星航空电子设备的热控制提供了有希望的解决方案.
更多相关视频
11:11Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation
Published on: May 2, 2016
10:36Author Spotlight: Optimization of Airflow Velocities in Battery Cooling Systems for Enhanced Thermal Performance and Reduced Energy Consumption
Published on: November 3, 2023
相关概念视频
Mechanisms of Heat Transfer II
Mechanisms of Heat Transfer I
Mechanisms of Heat Transfer
Conduction, accounting for approximately 3% of body heat loss at rest, is the process of exchanging heat between molecules of two materials in direct contact. This can result in both heat loss and gain. For instance, when the body is submerged in water, which conducts heat 20 times more effectively than air, it can either lose or gain significant...
Mechanism of heat transfer
Thermal expansion and Thermal stress: Problem Solving
To solve the problem, first, identify the known and unknown quantities. The initial length (L) of the bridge is 1275 m, the coefficient of linear expansion (α) for steel is 12 x 10-6/°C, and the change in...
Thermal Stress
