一种类失重流体分布形态构建系统及控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种类失重流体分布形态构建及控制系统，属于低温及制冷 工程技术领域。


背景技术：

2.在地面环境下开展微重力状态的低温流体蒸发量和压力控制试验难度 较大，在地面开展失重形态模拟测试常见的方法有落塔、磁流体等技术，例 如li等中国nmlc落塔开展了类胶囊储箱内的流体自由界面在微重力环境 下动态演变过程研究，但整个微重力环境持续时间仅有3.6秒，这对于研究 低温贮箱内的压力控制过程远远不够；采用磁流体技术可以一定程度实现微 重力环境状态，王正良在地面上用磁性液体制造了流体的超重、失重和微重 力环境，磁流体由于表面张力的作用被约束成球体，通过调整电流可以将磁 流体悬浮于空间形成失重环境流体分布形态，但是磁流体试验系统复杂成本 较高，适用于小区域范围内的微重力环境研究，形成气液两相在微重力环境 下的分布状态难度较大。
3.常重力环境下的贮箱内的两相流体分布如图1所示，由于液体密度大于 气体，因此呈现液体在箱体下部，气体在上部的分布形态；无法形成微重力 环境下的气液两相流体分布形态，对于需要开展长时间微重力环境下两相流 态分布的研究除空间搭载试验外目前并无很好的方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种类失重流体分布形态 构建系统，能够使气液两相流体形成液相包围气相的形态分布，在类失重环 境下开展相关试验研究，并且可以长时间模拟这种类失重环境，满足在地面 开展失重形态模拟测试的需要。
5.本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
6.一种类失重流体分布形态构建系统，该系统包括贮箱、隔热件，模拟热 源，吸液芯和传感器，其中贮箱用于贮存外部来流液体，构建类失重环境， 贮箱外壁面不同位置布置模拟热源，对贮箱内不同部位进行加热，使内部液 体受热蒸发；贮箱外壁面还布置隔热件进行外部热环境隔绝；吸液芯设置在 贮箱内壁面，用于吸附液体使液体沿贮箱内壁面在吸液芯内分布，蒸气在贮 箱中间分布，形成液相包围气相的类失重环境流体分布形态。
7.在上述类失重流体分布形态构建系统中，吸液芯为烧结多孔介质结构或 金属网幕结构；所述烧结多孔介质厚度为贮箱特征尺寸的1/10-1/3，金属 网幕结构厚度在微米或毫米级。
8.在上述类失重流体分布形态构建系统中，所述烧结多孔介质结构为烧结 铜或泡沫状镍；所述金属网幕结构为金属丝网，优选不锈钢丝网。
9.在上述类失重流体分布形态构建系统中，吸液芯为金属网幕结构时，液 体在金属泡沫结构中流动，各形式的阻力通过如下方法获得：
10.静压头损失：δp
hydro static
＝ρghg11.流动阻力损失：
12.流动摩擦损失：
13.流动动力损失：
14.上式中
15.其中：ρ为密度；g为重力加速度；hg为芯吸高度；h
l
为浸没深度；α 为黏性压降系数；φ为充罐率；q
t
为网幕弯曲系数；δ为网幕厚度；μ为动 力粘度；s为管道比阻；f为流动阻力系数；u为芯吸速率；为出口流量； ac为网幕面积；d
p
为网幕有效微孔直径；l为网幕通道横截面积长度；w 网幕通道横截面积宽度；β为惯性压降系数；e为管内粗糙度；dh为水力直 径。
16.在上述类失重流体分布形态构建系统中，吸液芯为烧结多孔介质结构时， 液体在多孔结构中的流动阻力通过如下达西定律表征：
[0017][0018]
式中，δp
wick
为流体在吸液芯流动时压降；μ
l
为流体动力粘度；m
l
为流 体质量；l
eff
为吸液芯特征长度；k为多孔物质的渗透率，实验表明在低温下 常温下相比收缩率可忽略；a
ω
为工质在吸液芯内的流通面积。
[0019]
在上述类失重流体分布形态构建系统中，所述贮箱为柱状或球形，柱状 中间段为圆柱段，两般为椭圆封头。
[0020]
在上述类失重流体分布形态构建系统中，还包括进液管和排气管，分别 与贮箱内部连通，所述排气管上连接截止阀。
[0021]
在上述类失重流体分布形态构建系统中，所述隔热件为隔热泡沫，隔热 泡沫布置在贮箱外壁面的模拟热源外侧，以隔绝外部环境向贮箱内的热漏。
[0022]
在上述类失重流体分布形态构建系统中，所述传感器包括温度传感器和 压力传感器，温度传感器用于测量贮箱内空间不同位置的流体温度参数，压 力传感器用于测量贮箱内气相空间的压力参数。
[0023]
在上述类失重流体分布形态构建系统中，所述贮箱内部过中心的横截面 圆周上均布温度传感器，用于测量气相区周向的温度分布；贮箱内壁面上的 吸液芯上均布温度传感器，用于测量液相区温度分布，并监测液体浸润情况。
[0024]
在上述类失重流体分布形态构建系统中，还包括温度传感器侧杆，设置 在贮箱内部，贮箱内部过中心的横截面圆周上均布的温度传感器安装在所述 温度传感器侧杆上。
[0025]
在上述类失重流体分布形态构建系统中，在类失重环境下需结合贮箱微 重力运行时真空环境向贮箱的辐射传热进行热量等效转化，缩比模型与实际 工作情况之间的具有如下关系：
[0026][0027]
其中：l为缩比尺度；p为漏热功率；δt为运行时间，q为热流密度， 下标sml表示缩比模型；下标real表示实际工作情况。
[0028]
一种类失重流体分布形态构建控制系统，包括上述构建系统、流量计、 液氮贮箱、数据采集系统、显示平台和液体喷射结构，其中液氮贮箱与进液 管连通，流量计安装在连接管路上，测量进入液氮贮箱的液氮流量；液氮贮 箱内的液氮在压力作用下从进液管进入贮箱中，通过开启液体喷射结构，液 氮以雾状形式在贮箱气枕空间喷射，使气枕温度下降，同时压力降低。
[0029]
本发明与现有技术相比至少具有如下一种有益效果：
[0030]
(1)、本发明提供一种类失重流体分布形态构建系统，能够使气液两相 流体形成液相包围气相的形态分布，在类失重环境下开展相关试验研究，并 且可以长时间模拟这种类失重环境，满足在地面开展失重形态模拟测试的需 要。
[0031]
(2)、本发明通过在低温冷箱内壁面采用吸液芯结构，设置与液体相适 应的吸液芯结构、孔隙率等参数，由于低温液体与吸液芯之间的毛细力作用 能够克服液体重力，低温流体被箱内的吸液芯结构吸附，使箱体内部呈现流 体分布形态(如图2所示)，即液体通过吸液芯抽吸作用分布在箱体内壁面 的吸附结构里，而气体在箱体中间，形成液相包裹气相的类失重环境低温流 体分布形态，即类失重环境；解决了现有技术中常重力环境下的贮箱内的两 相流体分布(如图1所示)，由于液体密度大于气体，因此呈现液体在箱体 下部，气体在上部的分布形态的问题，使得在类失重环境下较长时间开展相 关试验研究成为可能。
附图说明
[0032]
图1为现有常重力环境低温流体分布形态图；
[0033]
图2为本发明类失重环境低温流体分布形态图；
[0034]
图3为本发明类失重流体分布形态构建系统；
[0035]
图4为本发明实施例低温贮箱内压力控制测试平台示意图；
[0036]
图5为本发明实施例低温贮箱内压力控制测试喷射模型示意图；
[0037]
图6为本发明实施例贮箱压力控制模拟曲线。
具体实施方式
[0038]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
[0039]
如图3所示为本发明类失重流体分布形态构建系统，本发明类失重流体 分布形态构建系统，包括液体贮箱1、隔热件2，模拟热源3，吸液芯4，温 度传感器测杆5，进液管6，温度传感器7，压力传感器8，截止阀9以及排 放管10。
[0040]
液体贮箱1，用于贮存外部来流液体，构建类失重环境。内部包括吸液 芯4，温度传感器测杆5，温度传感器7，压力传感器8等部件；吸液芯4 布置于液体贮箱1内壁面；外壁面不同位置布置模拟热源3，以及隔热件2 进行外部热环境隔绝，隔热件2可以为隔热泡沫2。
[0041]
吸液芯4布置于液体贮箱1内壁面，为烧结多孔介质结构或金属网幕结 构；根据应用环境不同,烧结多孔介质厚度为贮箱特征尺寸的1/10-1/3，金 属网幕结构厚度在微米或毫米级。依靠来流液体与吸液芯4之间的毛细泵作 用，液体分布于吸液芯内部，形成沿贮箱内壁面液体分布形态。如图2为本 发明类失重环境低温流体分布形态图。
[0042]
一可选实施例中，烧结多孔介质结构为烧结铜或泡沫状镍；金属网幕结 构为200*1400-500*3600的金属(如不锈钢)丝网。
[0043]
吸液芯4为金属网幕结构时，液体在金属网幕中流动时，需要克服重力、 粘性等阻力，在毛细力的作用下在网幕中流动形成均匀的球面分布，通过以 下方法求解各形式阻力：
[0044]
静压头损失：δp
hydro static
＝ρghg[0045]
流动阻力损失：
[0046]
流动摩擦损失：
[0047]
流动动力损失：
[0048]
上式中
[0049]
其中：ρ为密度；g为重力加速度；hg为芯吸高度；h
l
为浸没深度；α 为黏性压降系数；φ为充罐率；q
t
为网幕弯曲系数；δ为网幕厚度；μ为动 力粘度；s为管道比阻；f为流动阻力系数；u为芯吸速率；为出口流量； ac为网幕面积；d
p
为网幕有效微孔直径；l为网幕通道横截面积长度；w 网幕通道横截面积宽度；β为惯性压降系数；e为管内粗糙度；dh为水力直 径。
[0050]
当吸液芯4为烧结多孔结构时，液体在多孔结构中的流动阻力可通过达 西定律表征：
[0051][0052]
式中，δp
wick
为流体在吸液芯流动时压降；μ
l
为流体动力粘度；m
l
为流 体质量；l
eff
为吸液芯特征长度；k为多孔物质的渗透率，实验表明在低温下 常温下相比收缩率可忽略；a
ω
为工质在吸液芯内的流通面积。
[0053]
液体贮箱1内壁面上布置对吸液芯结构4，用于吸附液体使液体沿贮箱 内壁面在吸液芯结构内分布，蒸气在贮箱中间分布，形成一种液相包围气相 的类失重环境流体分布形态，如图2所示。
[0054]
隔热泡沫2，包覆于液体贮箱1外壁面，具有隔绝外部漏热的效果。
[0055]
模拟热源3，布置于贮箱1外壁面不同位置，可以分别对贮箱内不同部 位进行加热，使内部的液体受热蒸发。
[0056]
传感器，包括温度传感器7和压力传感器8，温度传感器7用于测量贮 箱1内空间不
同位置的流体温度参数，压力传感器8用于测量贮箱1内气相 空间的压力参数。温度传感器侧杆5位于贮箱1内，根据贮箱1结构形状进 行布置，杆上安装温度传感器7用于监测气枕空间的流体温度变化。例如可 以在贮箱1内部过中心的横截面圆周上均布温度传感器7，将温度安装在温 度传感器侧杆5上。
[0057]
进一步的，液体贮箱1为柱状或球形贮箱，柱状贮箱中间段为圆柱段， 两端为椭圆封头；柱形或球形贮箱都包括有进液管6和排气管10，分别与 贮箱1内部连通，排气管10上连接截止阀9。
[0058]
进一步的，液体贮箱1外表面布置模拟热源加热片h1～hn可以模拟在轨 环境下的不同分布的热侵；在类失重环境下需结合贮箱微重力运行时真空环 境向贮箱的辐射传热进行热量等效转化，缩比模型与实际工作情况之间的具 有如下关系：
[0059][0060]
其中：l为缩比尺度，m；p为漏热功率，w；δt为运行时间，q为热流 密度，下标sml表示缩比模型；下标real表示实际工作情况。
[0061]
进一步的，在贮箱体内部布置温度传感器7阵列(t1，t2……
tn)对不 同空间位置的液体和气体温度进行监测，其中在贮箱1内过中心一平面圆上 均布t1～tm温度测点用于测量气相区周向的温度分布，过贮箱中心平面的温 度传感器t1～tm温度测点安装于温度传感器测杆(5)上。在贮箱内壁面上的 吸液芯结构上布置tn～t
p
温度测点用于测量液相区温度分布，并起到监测液 体浸润情况的作用。
[0062]
进一步的，在贮箱1中的气相空间内布置压力传感器8，用于监测气枕 空间压力变化。
[0063]
本发明类失重流体分布形态构建方法，主要由1液体贮箱、2隔热泡沫， 3模拟热源，4吸液芯，5温度传感器测杆，6进液管，7温度传感器，8压 力传感器，9截止阀，10排放管等组成。液体自进液管进入到贮箱内，在内 部吸液芯的毛细泵作用下，液体在吸液芯内部逐渐被抽吸至贮箱顶部的吸液 芯，形成了一种在贮箱内壁面吸液芯内液体分布形态；贮箱外部在不同的区 域布置模拟热源3，并进行隔热发泡2，隔绝外界环境对内部流体的热影响。 开启模拟热源3时，热量自贮箱壁面传递至里面的液体，引起液体热分层和 汽化，蒸气与吸液芯之间的表面张力作用弱于液体，整体向贮箱中间集中， 最终形成贮箱内液相包围气相的类失重环境。
[0064]
实施例
[0065]
基于类失重流体分布形态装置的低温贮箱压力控制系统，如图4所示， 由液体贮箱1、隔热泡沫2，模拟热源3，吸液芯4，温度传感器测杆5，进 液管6，温度传感器7，压力传感器8，截止阀9，排放管10，流量计11， 液氮贮箱12，数据采集系统13，显示平台14，液体喷射结构15组成。在 内部吸液芯的毛细泵作用下，液体在吸液芯内部逐渐被抽吸至贮箱顶部的吸 液芯，形成了一种在贮箱内壁面吸液芯内液体分布形态；贮箱外部在不同的 区域布置模拟热源3，并进行隔热发泡2，隔绝外界环境对内部流体的热影 响。开启模拟热源3时，热量自贮箱壁面传递至里面的液体，引起液体热分 层和汽化，蒸气与吸液芯之间的表面张力作用弱于液体，整体向贮箱1中间 集中，最终形成贮箱内液相包围气相的类失重环境。液氮
在贮箱12内的压 力下自进液管进入到贮箱1中，开启喷射结构后，较低温的流体通过喷射结 构以雾状形式在气枕空间喷射，使气枕温度下降，同时压力降低。布置在贮 箱1中的温度、压力传感器进行数据监测，通过数据采集系统13转换后在 平台14上显示参数变化情况。
[0066]
液体贮箱用于贮存外部来流液体，构建类失重环境。内部包括吸液芯4， 温度传感器测杆5，温度传感器7，压力传感器8等部件；吸液芯4布置于 贮箱1内壁面；外壁面不同位置布置模拟热源3，以及隔热泡沫2进行外部 热环境隔绝。液体贮箱1为常用柱状或球形贮箱，柱状贮箱中间段为圆柱段， 两端一般为椭圆封头；柱形或球形贮箱都包括有进液管6和排气管10。
[0067]
吸液芯布置于液体贮箱1内壁面，为烧结多孔介质结构或金属金属网幕 结构，依靠来流液体与吸液芯之间的毛细泵作用，液体分布于吸液芯内部， 形成沿贮箱内壁面液体分布形态；
[0068]
吸液芯4可以为金属网幕或者烧结多孔结构，液体在金属网幕中流动时， 需要克服重力、粘性等阻力，在毛细力的作用下在网幕中流动形成均匀的球 面分布，可通过以下方法求解各形式阻力：
[0069]
静压头损失：δp
hydro static
＝ρghg[0070]
流动阻力损失：
[0071]
流动摩擦损失：
[0072]
流动动力损失：
[0073]
上式中
[0074]
ρ为密度；g为重力加速度；hg为芯吸高度；h
l
为浸没深度；α为黏性 压降系数；φ为充罐率；q
t
为网幕弯曲系数；δ为网幕厚度；μ为动力粘度； s为管道比阻；f为流动阻力系数；u为芯吸速率；为出口流量；ac为网幕 面积；d
p
为网幕有效微孔直径；l为网幕通道横截面积长度；w网幕通道 横截面积宽度；β为惯性压降系数；e为管内粗糙度；dh为水力直径。
[0075]
吸液芯4为烧结多孔结构时，液体在多孔结构中的流动阻力可通过达西 定律表征：
[0076][0077]
式中，δp
wick
为流体在吸液芯流动时压降；μ
l
为流体动力粘度；m
l
为流 体质量；l
eff
为吸液芯特征长度；k为多孔物质的渗透率，实验表明在低温下 常温下相比收缩率可忽略；a
ω
为工质在吸液芯内的流通面积。
[0078]
模拟热源布置于贮箱1外壁面不同位置，可以分别对贮箱内不同部位进 行加热，使内部的液体受热蒸发；液体贮箱1外表面布置模拟热源加热片 h1～hn可以模拟在轨环境
下的不同分布的热侵；在类失重环境下需结合贮箱微 重力运行时真空环境向贮箱的辐射传热进行热量等效转化，缩比模型与实际 工作情况之间的具有如下关系：
[0079][0080]
其中：l为缩比尺度；p为漏热功率；δt为运行时间，q为热流密度， 下标sml表示缩比模型；下标real表示实际工作情况。
[0081]
喷射结构如图5所示，为保证溅射流体通过小孔时的流动均一性，喷射 杆顶端采用球形结构，并在球体开有数个均布小孔，每个小孔液体质量流速 dm2与液体来流状态有关，其可通过控制外部充注液氮罐压力、加注管路沿 程液体温度等来进行改变。要保持所述喷射结构中流体与微重力环境下具有 相似性，需保持出射流体的weber数相同，它反映了惯性力与表面张力的关 系：
[0082][0083]
其中v为来流速度，l为喷射出口特征长度。要实现喷射流体降低箱内热分 层的目的，需选取合适的weber数，使得流场能够合适扰动，在地面实验中 模拟类失重环境下的射流扰动，采用一定模拟流体忽略物性影响时，有
[0084]
(v2l)
exp
＝(v2l)
real
[0085]
假设喷射口与微重力环境下的一致，则只需满足
[0086]
(v2)
exp
＝(v2)
real
[0087]
下标sml为模型参数设置，real为实际参数设置。决定喷射性能的主要参 数为喷口直径，同时由weber数可知喷射性能与重力影响无关，即在重力场 中运行良好的喷射装置将来在微重力环境下同样可用。
[0088]
传感器包括温度传感器7和压力传感器8，温度传感器7用于测量贮箱 1内空间不同位置的流体温度参数；在图4中布置温度计阵列(t1，t2……
tn)对不同空间位置的液体和气体温度进行监测，其中在冷箱内过球心一平 面圆上均布t
1-t8温度测点用于测量气相区周向的温度分布；在冷箱内壁面 上的吸液芯结构上布置t
9-t
12
温度测点用于测量液相区温度分布，并起到监 测液体浸润情况的作用；此外在气相区布置t
13
～tn用于测量气相区纵向的温 度分布；
[0089]
压力传感器8用于测量贮箱1内气相空间的压力参数，对冷箱体内的压 力pu进行实时监测，通过在冷箱体入口管处的流量传感器对进入冷箱体的低 温液体进行流量qm监测。
[0090]
隔热泡沫包覆于贮箱1外壁面，具有隔绝外部漏热的效果；
[0091]
温度测杆位于贮箱1内，根据贮箱1结构形状进行布置，杆上安装温度 传感器用于监测气枕空间的流体温度变化。
[0092]
模拟热源3开启时，贮箱1内的液体在外部加热作用下汽化蒸发，形成 的蒸气汇聚在贮箱1的中间，使贮箱1内的压力升高；所述喷射开启时，较 低温度的液体以雾状形式在气枕内喷射，使气枕压力下降。通过控制模拟热 源开关及入射流体通断，预测可得到低温冷箱内压力控制曲线如图6所示。 其中ⅰ为贮箱增压阶段，ⅱ为贮箱降压阶段。
[0093]
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0094]
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知 技术。

技术特征：
1.一种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：该系统包括贮箱(1)、隔热件(2)，模拟热源(3)，吸液芯(4)和传感器，其中贮箱(1)用于贮存外部来流液体，构建类失重环境，贮箱(1)外壁面不同位置布置模拟热源(3)，对贮箱(1)内不同部位进行加热，使内部液体受热蒸发；贮箱(1)外壁面还布置隔热件(2)进行外部热环境隔绝；吸液芯(4)设置在贮箱(1)内壁面，用于吸附液体使液体沿贮箱(1)内壁面在吸液芯(4)内分布，蒸气在贮箱(1)中间分布，形成液相包围气相的类失重环境流体分布形态。2.根据权利要求1所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：所述吸液芯(4)为烧结多孔介质结构或金属网幕结构；所述烧结多孔介质厚度为贮箱特征尺寸的1/10-1/3，金属网幕结构厚度在微米或毫米级。3.根据权利要求2所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：所述烧结多孔介质结构为烧结铜或泡沫状镍；所述金属网幕结构为金属丝网，优选不锈钢丝网。4.根据权利要求2或3所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：吸液芯(4)为金属网幕结构时，液体在金属泡沫结构中流动，各形式的阻力通过如下方法获得：静压头损失：δp
hydro static
＝ρgh
g
流动阻力损失：流动摩擦损失：流动动力损失：上式中其中：ρ为密度；g为重力加速度；h
g
为芯吸高度；h
l
为浸没深度；α为黏性压降系数；φ为充罐率；q
t
为网幕弯曲系数；δ为网幕厚度；μ为动力粘度；s为管道比阻；f为流动阻力系数；u为芯吸速率；为出口流量；a
c
为网幕面积；d
p
为网幕有效微孔直径；l为网幕通道横截面积长度；w网幕通道横截面积宽度；β为惯性压降系数；e为管内粗糙度；d
h
为水力直径。5.根据权利要求2或3所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：吸液芯(4)为烧结多孔介质结构时，液体在多孔结构中的流动阻力通过如下达西定律表征：式中，δp
wick
为流体在吸液芯流动时压降；μ
l
为流体动力粘度；m1为流体质量；l
eff
为吸液芯特征长度；k为多孔物质的渗透率，实验表明在低温下常温下相比收缩率可忽略；a
ω
为工质在吸液芯内的流通面积。6.根据权利要求1所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：所述贮箱(1)为柱状或球形，柱状中间段为圆柱段，两般为椭圆封头。7.根据权利要求1所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：还包括进液管
(6)和排气管(10)，分别与贮箱(1)内部连通，所述排气管(10)上连接截止阀(9)。8.根据权利要求1所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：所述隔热件(2)为隔热泡沫(2)，隔热泡沫(2)布置在贮箱(1)外壁面的模拟热源(3)外侧，以隔绝外部环境向贮箱(1)内的热漏。9.根据权利要求1所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：所述传感器包括温度传感器(7)和压力传感器(8)，温度传感器(7)用于测量贮箱(1)内空间不同位置的流体温度参数，压力传感器(8)用于测量贮箱(1)内气相空间的压力参数。10.根据权利要求1所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：所述贮箱(1)内部过中心的横截面圆周上均布温度传感器(7)，用于测量气相区周向的温度分布；贮箱(1)内壁面上的吸液芯(4)上均布温度传感器(7)，用于测量液相区温度分布，并监测液体浸润情况。11.根据权利要求10所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：还包括温度传感器侧杆(5)，设置在贮箱(1)内部，贮箱(1)内部过中心的横截面圆周上均布的温度传感器(7)安装在所述温度传感器侧杆(5)上。12.根据权利要求1所述的种类失重流体分布形态构建系统，其特征在于：在类失重环境下需结合贮箱微重力运行时真空环境向贮箱的辐射传热进行热量等效转化，缩比模型与实际工作情况之间的具有如下关系：其中：l为缩比尺度；p为漏热功率；δt为运行时间，q为热流密度，下标sml表示缩比模型；下标real表示实际工作情况。13.一种类失重流体分布形态构建控制系统，其特征在于，包括权利要求1-12之一所述的构建系统、流量计(11)、液氮贮箱(12)、数据采集系统(13)、显示平台(14)和液体喷射结构(15)，其中液氮贮箱(12)与进液管(6)连通，流量计(11)安装在连接管路上，测量进入液氮贮箱(12)的液氮流量；液氮贮箱(12)内的液氮在压力作用下从进液管(6)进入贮箱(1)中，通过开启液体喷射结构(15)，液氮以雾状形式在贮箱(1)气枕空间喷射，使气枕温度下降，同时压力降低。

技术总结
本发明涉及一种类失重流体分布形态构建系统及控制系统，该构建系统包括贮箱、隔热件，模拟热源，吸液芯和传感器，其中贮箱用于贮存外部来流液体，构建类失重环境，贮箱外壁面不同位置布置模拟热源，对贮箱内不同部位进行加热，使内部液体受热蒸发；贮箱外壁面还布置隔热件进行外部热环境隔绝；吸液芯设置在贮箱内壁面，用于吸附液体使液体沿贮箱内壁面在吸液芯内分布，蒸气在贮箱中间分布，形成液相包围气相的类失重环境流体分布形态；能够使气液两相流体形成液相包围气相的形态分布，在类失重环境下开展相关试验研究，并且可以长时间模拟这种类失重环境，满足在地面开展失重形态模拟测试的需要。测试的需要。测试的需要。


技术研发人员：周振君 刘欣 巩萌萌 杨勇 张少华 潘瑶 王领华 吕建伟 王思峰 余群 李佳欣 荣星月 吴俊
受保护的技术使用者：中国运载火箭技术研究院
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/8