شبیه سازی عددی و تحلیل پارامتری یک لوله حرارتی جهت کاربرد در سامانه های هوافضایی

استفاده از لوله‌های حرارتی به عنوان راهکاری برای کنترل دمایی غیر فعال در تجهیزات الکترونیکی، مخصوصاً در ماهواره‌ها محسوب می‌شوند. قابلیت ‌اعتماد بالا، هزینه پایین و عدم مصرف توان، عمر زیاد و هدایت گرمایی بالا از ویژگی های جذاب استفاده از این وسایل هستند. در این مقاله، هدف مطالعه عددی پارامترهای موثر بر عملکرد یک لوله حرارتی است که در زیر سیستم کنترل دمایی در کاربردهای فضایی، دما را در حین عملکرد ماهواره در محدوده مد نظر کنترل می کند. در این پژوهش ابتدا اعتبارسنجی نتایج عددی شبیه سازی یک لوله حرارتی سه بعدی استوانه ای با نتایج آزمایشگاهی موجود در مراجع انجام شده است. پس از اطمینان از حل عددی، اثر سیال کاری، ضریب تخلخل و طول کندانسور بر رفتار حرارتی لوله بررسی شده است. مدلسازی عددی به صورت گذرا، سه بعدی و با استفاده از روش حجم سیال انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که رفتار دمایی لوله حرارتی پس از 120 ثانیه پایا می شود. همچنین، با کاهش ضریب تخلخل ناحیه فتیله، مقاومت حرارتی در لوله حرارتی افزایش و میزان انتقال حرارت کاهش می یابد. با بررسی سه سیال کاری استون، آب و متانول،کمترین مقاومت حرارتی مربوط به سیال کاری متانول، استون و آب بوده است. همچنین کسر حجمی بخار آب و آب مایع با کاهش طول کندانسور به ترتیب بیشتر و کمتر بوده است.