کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7915663 1511022 2018 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Determining solid-fluid interface temperature distribution during phase change of cryogenic propellants using transient thermal modeling
ترجمه فارسی عنوان
تعیین توزیع دما در سطح فیزیکی جامد در هنگام تغییر فاز مخازن فاضلاب با استفاده از مدل حرارتی گذرا
کلمات کلیدی
کریواستات، مدل حرارتی گذرا، تماس با مقاومت، توزیع درجه حرارت دیوار، تبخیر تماس خط،
ترجمه چکیده
کنترل جابجایی سوخت های فسیلی به عنوان یک فاکتور مستمر برای مأموریت های طولانی مدت فضایی است. پیش بینی نرخ تغییر فاز مایعات یخبندان نیاز به تخمین دقیق توزیع دما در سطح مایع جامد در مناطقی که خط تماس یا یک فیلم مایع نازک وجود دارد. در این مقاله روشی برای پیش بینی شیب دمای دیواره داخلی با تبخیر و بدون تبخیر با استفاده از اندازه گیری های دمای گسسته بر روی دیواره خارجی یک مخزن توصیف شد. آزمایشات تغییر فاز با هیدروژن مایع و متان در سلول های آزمایشگاهی استوانه ای از مواد و اندازه های مختلف در موسسه ملی استاندارد و فناوری در نمایشگاه نوترون تسهیل شد. دو نوع آزمون انجام شد. اولین نوع آزمایش شامل دوچرخه حرارتی یک سلول تخلیه شده (خشک) و دوم شامل تغییر فاز کنترل شده با مایعات یخ زده (مرطوب) بود. در طول هر دو نوع آزمایش، درجه حرارت با استفاده از سنسورهای سی دی دیود نصب شده بر روی سطح بیرونی سلول های آزمایش اندازه گیری شد. گرما به وسیله انتقال گاز هلیوم و از طریق نگهدارنده نمونه کریستات به سلول آزمایش منتقل می شود. هدایت حرارتی از طریق نگهدارنده نمونه، حالت غالب با میزان انتقال حرارت محدود شده توسط شش مقاومت مستقل تماس است. یک روش تکراری برای تعیین مقاومت در برابر تماس بین اجزای مختلف درج چوب کریستات، سلول تست و درب با استفاده از داده های آزمون خشک استفاده می شود. پس از مقاومت مقاومت در برابر تماس، میزان توزیع درجه حرارت دیواره داخلی در آزمایش های مرطوب محاسبه می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی مواد مواد الکترونیکی، نوری و مغناطیسی
پیش نمایش مقاله
تعیین توزیع دما در سطح فیزیکی جامد در هنگام تغییر فاز مخازن فاضلاب با استفاده از مدل حرارتی گذرا
چکیده انگلیسی
Control of boil-off of cryogenic propellants is a continuing technical challenge for long duration space missions. Predicting phase change rates of cryogenic liquids requires an accurate estimation of solid-fluid interface temperature distributions in regions where a contact line or a thin liquid film exists. This paper described a methodology to predict inner wall temperature gradients with and without evaporation using discrete temperature measurements on the outer wall of a container. Phase change experiments with liquid hydrogen and methane in cylindrical test cells of various materials and sizes were conducted at the Neutron Imaging Facility at the National Institute of Standards and Technology. Two types of tests were conducted. The first type of testing involved thermal cycling of an evacuated cell (dry) and the second involved controlled phase change with cryogenic liquids (wet). During both types of tests, temperatures were measured using Si-diode sensors mounted on the exterior surface of the test cells. Heat is transferred to the test cell by conduction through a helium exchange gas and through the cryostat sample holder. Thermal conduction through the sample holder is shown to be the dominant mode with the rate of heat transfer limited by six independent contact resistances. An iterative methodology is employed to determine contact resistances between the various components of the cryostat stick insert, test cell and lid using the dry test data. After the contact resistances are established, inner wall temperature distributions during wet tests are calculated.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Cryogenics - Volume 91, April 2018, Pages 103-111
نویسندگان
, , , , ,