[发明专利]一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置及方法

说明书

本发明公开一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置及方法，装置包括一个两端封口的圆管，圆管的一端为热端，另一端为冷端，圆管侧面设置有一个磁场周期性变换的电磁装置，圆管内部腔体的靠近热端的一端填充有热端多孔介质，圆管内部腔体的靠近冷端的一端填充有冷端多孔介质，热端多孔介质和冷端多孔介质的孔隙中填充有纳米流体，圆管内部腔体的中部安装一个螺旋状的弹性线圈，弹性线圈两端各连接一个弹簧连接板，弹性线圈包括一根导线和若干流体导管，所述导线两端接直流电源，所述流体导管通过两端的弹簧连接板与热端多孔介质和冷端多孔介质连通。本发明利用电磁装置产生一个周期性变换磁场，驱动纳米流体在冷端和热端对流，提高散热效率。

技术领域

本发明涉及散热装置领域，更具体地，涉及一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置及方法。

背景技术

微重力环境下，航天器所处轨道高度的重力大约为(10^-6～10^-3)g(g为地面自由落体加速度)，在这种情况下,流体的自然对流换热效应被削弱或消失。因此微重力环境下，散热装置的效率有待提高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是克服微重力条件下散热装置效率低的缺陷，提供一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置，利用电磁控制方法进行热量传递代替传统的自然对流，可以很好地解决发热元件的散热问题，提高散热效率。

本发明的进一步目的是，提供一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置，包括一个两端封口的圆管，圆管的一端为热端，另一端为冷端，圆管侧面设置有一个磁场周期性变换的电磁装置，圆管内部腔体的靠近热端的一端填充有热端多孔介质，圆管内部腔体的靠近冷端的一端填充有冷端多孔介质，热端多孔介质和冷端多孔介质的孔隙中填充有纳米流体，圆管内部腔体的中部安装一个螺旋状的弹性线圈，所述弹性线圈两端各连接一个弹簧连接板，弹性线圈包括一根导线和若干流体导管，所述导线两端接直流电源，所述流体导管通过两端的弹簧连接板与热端多孔介质和冷端多孔介质连通，在流体导管内部纳米流体贴着流体导管内壁和导流格栅流动，气体在流体导管中间流动。

在一种优选的方案中，所述纳米流体采用非牛顿纳米流体，非牛顿纳米流体是由基液(如水、醇等)与纳米尺度的氧化金属粉体(如氧化铝、氧化铜等)混合制备而成的悬浮液。

在一种优选的方案中，所述电磁装置包括交流电源以及两个相互并联的电磁铁，两个电磁铁设置于圆管两侧。

在一种优选的方案中，所述热端多孔介质的包括若干层金属颗粒，从热端到冷端，金属颗粒的直径逐渐变大。

在一种优选的方案中，所述冷端多孔介质的包括若干层金属颗粒，金属颗粒的直径相同。

在一种优选的方案中，所述直流电源从正极到负极依次串联有开关、滑动变阻器、导线。

在一种优选的方案中，所述圆管两端的堵头为金属板。

在一种优选的方案中，所述弹性线圈外表面包封有绝缘体。使其能够防高温防腐蚀。

在一种优选的方案中，靠近热端的弹簧连接板可移动，而靠近冷端的弹簧连接板不可移动。

一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递方法，应用于所述的微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：热量传导至热端多孔介质；

S2：热端多孔介质空隙中的纳米流体遇热相变成气体；