空間機(jī)械制冷超長線列紅外焦平面探測器及冷量傳輸特性研究(編輯修改稿)
2024-09-19 12:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 生的熱量Qr－外殼的輻射漏熱Qc－通過支撐的傳導(dǎo)漏熱而Q0為通過冷鏈傳走的熱量，根據(jù)能量守恒可知：Q0=Qg+Qr+QcQr的數(shù)值可以根據(jù)式(2)近似計(jì)算得(2)式中：稱為相當(dāng)發(fā)射率；＝；TT2分別為外殼和冷平臺的溫度；FF2分別為外殼的內(nèi)表面積與冷平臺的估算面積；Qc可由式(3)算得：(3)式中：為支撐的熱導(dǎo)率；D、d分別為支撐的粗端外經(jīng)與細(xì)端外經(jīng)；為薄壁支撐厚度；分別為粗端與細(xì)端溫度，可通過試驗(yàn)以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到；L為支撐高度；假設(shè)冷平臺的支撐部件及冷鏈從周圍通過輻射得到的熱量可以近似地轉(zhuǎn)移到冷平臺上，即包含于Qr中。此時(shí)冷鏈傳熱特性為線性，即(1)式是可行的。同時(shí)假設(shè)Qr+Qc為等效冷平臺體積熱而作用于整個(gè)冷平臺上，而Qg由于是探測器所耗散的熱，故作用于冷平臺的表面。冷平臺上冷鏈的布置點(diǎn)均勻分布于中間線上，當(dāng)用6W@95K斯特領(lǐng)制冷機(jī)制冷時(shí)，其溫度理論值應(yīng)該為設(shè)計(jì)溫度100K。根據(jù)上述模型通過數(shù)值計(jì)算得到的結(jié)果如圖3所示。圖3探測器冷平臺的溫度場從計(jì)算結(jié)果中可以看出冷平臺的溫度均勻性較好。，我們搭建了如圖4所示的試驗(yàn)平臺。由液氮杜瓦代替斯特林制冷機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。冷箱內(nèi)部的關(guān)鍵部位上共布置了27個(gè)Pt100電阻溫度傳感器，每個(gè)Pt電阻通過三點(diǎn)法標(biāo)定（液氮、冰水混合物、常溫）。為減小漏熱。為了模擬紅外探測器的耗散熱，在一個(gè)探測器
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