近期代表性成果与重大实验介绍

1、中国空间站变重力沸腾实验

变重力沸腾实验项目是中国空间站问天实验舱变重力科学实验柜首批科学实验项目之一(图2),用于对宽域(0~2g)、稳定、长时间的不同重力条件下池沸腾传热特性与气泡动力学行为开展实验研究。

图2:安装在变重力科学实验柜离心机转盘上的变重力沸腾实验装置(沸腾实验箱和沸腾控制箱)

研制团队突破了多功能集成微加热器研制等关键技术,通过独立控制的多点局部气泡激发实现有限数目气泡相位可控的定位生成与生长过程观测,对不同重力条件下的池沸腾传热现象和有限数目沸腾气泡动力学行为(生长、合并、脱落、运动等)与局部传热特征进行观测,深入探索重力水平、液体过冷度、加热固壁热容、气泡间距与数密度等因素对气泡动力学行为、局部和宏观传热特性的影响机理。本项目将收集空间站飞行实验数据,结合地面对比实验和数值模拟等结果,揭示沸腾现象中的重力作用机制,构建沸腾传热现象相关重力标度率,推动多相热流体学科进步,并直接服务于我国航天事业(特别是载人月球探测、火星探测等)多重力场景多相热流体相关先进空间技术研发,同时也为地面常重力环境相关应用提供理论指导。

变重力沸腾实验项目由中国科学院力学研究所赵建福研究员担任责任科学家,实验载荷研制和科学研究团队成员来自中国科学院力学研究所、中国科学院空间应用工程与技术中心、北京工业大学和中国科学院微电子研究所等单位(图3),并得到国内外微重力科学(特别是微重力多相热流体动力学)领域专家学者关注、关心和支持。2022年11月12日,变重力沸腾实验载荷正样产品已由天舟五号货运飞船顺利送达中国空间站,随后将按计划开展空间站实验。

图3:研制团队工作研讨(左)及交付货运飞船前对装置的最后检查(右)


2、(燃烧)



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