【《微重力条件下气体的分离研究文献综述》1400字】

微重力条件下气体的分离研究文献综述气液分离技术广泛应用于载人飞行器中的环境控制系统。在重力环境中，气液两相具有沿重力方向沉淀或分层的趋势，即密度大的液体在下面，密度小的气体在上面。而在微重力环境中，由于重力趋向于零，气液两相将不再相对分层，而是相互混合在一起。若不对气液进行分离，则可能发生泵类设备气蚀、液体的回收与处理效能降低等问题，从而有可能使得系统的可靠性变差。因此，在微重力条件下，气液两相需要先进行分离，成为独立的气相和液相，然后再对其分别处理[30]。为了尽量避免前文所述的问题，我们在选择锂冷却剂时，应该尽量使用清除Li6的锂，并在反应堆设计中使用气体分离器[30]。经过对国内外文献的调查研究，现将国内外研究人员对有关这方面内容的类似课题的研究简要介绍如下：1988年，Seo和Ei-Genk[31]研究了掺有氦气体的冷却剂对SP-100空间核动力系统运行的影响。通过基于地面的快速增殖反应堆的光谱分析推测出平均通量和能量的大小，并绘制出不同Li6富集度情况下冷却剂的产气结果，不同Li6富集度下产气情况如图1-15所示。并研究了产生的气体对SP-100系统所产生的影响，表明对于高Li6含量的冷却剂，系统压力预计会大大增加。图1-15不同Li6富集度下产气情况[31]Minkowycz等人[32]于1976年对强迫对流液态金属回路中小的惰性气泡的发展和破裂进行了数值模拟。他们的模型考虑了惯性，质量扩散以及压力和温度对气泡半径的影响。研究结果表明，当气泡穿过液态金属快中子增殖堆堆芯时，可以预见气泡会略微膨胀，并且扩散生长速率高度依赖于气泡的初始尺寸。纳塔涅尔等人[33]在微重力条件下对气旋式气液分离器进行仿真模拟，获得了微重力条件下气旋式水气分离器的效率特征。海尔姆特等人[34]基于多次地面试验得出了冷凝缓冲气液分离装置的阻力特征，并对结构进行了改进。张文伟[35]、黄永虎[31]等人对旋涡气液分离装置进行了数值模拟。赵建福等人[36]研究了静态气液分离器内的流动特性，可是并没有对影响气液分离效率的因素进行研究。气泡分离器原理示意图如图1-16所示，动态水气分离器结构示意图如图1-17所示。图1-16气泡分离器机理示意图[30]图1-17动态水气分离器结构示意图[31]美日俄等国已研制出相应的气液分离器产品，在国际空间站中成功使用，而且各个航天大国一直不间断地对空间气液分离技术进行有关研究[37-40]。通过对现有研究的简单了解发现，似乎并没有对于适用于空间核动力系统的气液分离器方面的研究。为了尽可能避免带有氦气的冷却剂对空间反应堆系统产生不利影响，有必要对微重力条件下的氦气与冷却剂的分离进行更详细的研究。参考文献[1]伍赛特.航天用燃料电池技术发展及展望[J].上海节能,2019(10):829-832.[2]曹思瑶.航天电源技术的发展与应用[J].科技展望,2016,26(25):167.[3]杨紫光,叶芳,郭航,马重芳.航天电源技术研究进展[J].化工进展,2012,31(06):1231-1237.[4]MaidanaCO.OverviewonSpaceNuclearSystems[M]//Thermo-MagneticSystemsforSpaceNuclearReactors.Springer，Cham，2014：5-14.[5]苏光辉,章静,王成龙.核能在未来载人航天中的应用[J].载人航天,2020,26(01):1-13.[6]IAEA.Theroleofnuclearpowerandnuclearpropulsioninthepeacefulexplorationofspace[R].Vienna：IAEA，2005[7]闫锋哲,陈章隆.空间核反应堆电源发展及应用[J].科技创新导报,2019,16(12):21-22+24.[8]胡古,赵守智.空间核反应堆电源技术概览[J].深空探测学报,2017,4(05):430-443.[9]本刊综合.中国核动力航天器进行时[J].晚霞,2014(14):40.[10]VossSS.SNAPreactoroverview[R].USA:AirForceWeaponsLaboratory,1984.[11]CoomesEP,BambergerJA,DagleJE,etal.AnintegratedmissionplanningapproachfortheSpaceExplorationInitiative,PHL-SA-20524[R].USA:PacificNorthwestLaboratory,1992.[12]PlutaPR,SmithAM,MatteoND.SP-100,aflexibletechnologyforspacepowerfrom10sto100sofkWe[R].USA:IEEE,1989.[13]BudenD.Summaryofspacenuclearreactorsystems(1983-1992)[R].USA:AIP,1993.[14]MarriottAT，FujitaT.EvolutionofSP-100systemdesigns[C]//11thSymp.SpaceNuclearPowerandPropulsion.USA：[s.n.]，1994.[15]朱毅麟.美国太空核动力计划重开张——“普罗米修斯”计划一瞥[J].国际太空,2004,(09):26-30.[16]AshcroftJ，EshelmanC.SummaryofNRprogramprometheusefforts(C)//USA:ProceedingsoftheSpac