Исследования технологий охлаждения на борту МКС

Кредит СМИ: Изображение предоставлено НАСА.

29 августа 2023 г.

Летный комплекс Уоллопса (Вирджиния), 29 августа 2023 г. – Что, если микрогравитация является ключом к предотвращению перегрева современной электроники? Это одна из идей, лежащих в основе исследования, спонсируемого Национальной лабораторией Международной космической станции (МКС), которое недавно было запущено на станцию ​​в рамках 19-й миссии коммерческих служб снабжения (NG-19) компании Northrop Grumman. На этой неделе экипаж МКС работает над экспериментом, целью которого является повышение эффективности устройств теплопередачи, используемых в различных технологиях, от ноутбуков до телескопа НАСА «Хаббл».

В основе тепловых трубок лежит сложное взаимодействие между паровой и жидкой фазами внутри герметичной системы, и эта динамика может сильно повлиять на их производительность. Опираясь на предыдущие исследования космической станции, исследователи из Политехнического института Ренсселера (RPI) при поддержке партнера по внедрению Национальной лаборатории МКС Tec-Masters, Inc. используют микрогравитацию для лучшего понимания границ раздела пар-жидкость органических смесей, используемых в тепле. труб, что могло бы привести к повышению их эффективности.

Расследование, финансируемое Национальным научным фондом США (NSF), может открыть путь к инновациям в нескольких областях, включая энергетику, производство и исследование космоса. Тепловые трубки играют жизненно важную роль в охлаждении электронных устройств, но на этом их применение не заканчивается. Они также используются в спутниках и даже марсоходах.

«Поскольку электронные устройства продолжают уменьшаться в размерах, одновременно генерируя больше энергии, а технологии для долгосрочных космических миссий требуют максимальной надежности и минимального обслуживания, эффективное охлаждение становится первостепенным для предотвращения перегрева и обеспечения оптимальной производительности», — сказал руководитель проекта Джоэл Плавски. профессор химического машиностроения в RPI. «Проведение этого эксперимента на космической станции позволяет нам устранить влияние гравитации и изучить границы раздела пар-жидкость органических смесей, используемых в тепловых трубках, в совершенно новом свете».

Результаты могут повлиять на многие дисциплины и стимулировать технологические достижения в различных секторах. В тепловых трубках для передачи тепла используется жидкость, но важной особенностью устройства является то, что жидкость претерпевает фазовый переход между жидкостью и паром. Движение и динамика границы раздела между двумя фазами могут существенно повлиять на производительность тепловых трубок и подобных систем.

В условиях микрогравитации отсутствие конвекции, вызванной плавучестью, и, как следствие, снижение поверхностного натяжения из-за более высокой температуры на нагретом конце трубы существенно влияют на динамику тепловой трубы и тепловые характеристики. Тщательно изучая фазовый переход жидкость-пар и форму границы раздела пар-жидкость в этих условиях, Плавский стремится исследовать физику, лежащую в основе функции тепловых трубок.

Исследовательская группа проверит новые методы диагностики неисправностей тепловых трубок и проверит новые модели, разработанные в лаборатории на Земле. Плавски надеется, что расследование станет прелюдией к разработке будущего объекта для использования тепловых трубок на низкой околоземной орбите, где компании смогут тестировать конструкции тепловых трубок и различные рабочие жидкости.

Чтобы узнать больше обо всех исследованиях этой миссии, спонсируемых Национальной лабораторией МКС, посетите нашу стартовую страницу.

Загрузите фотографию с высоким разрешением для этого выпуска: Запуск NG-19.

Контакт для СМИ:Патрик О'Нил[email protected]

# # #

О Национальной лаборатории Международной космической станции (МКС): Международная космическая станция (МКС) — единственная в своем роде лаборатория, позволяющая проводить исследования и разработки технологий, которые невозможны на Земле. Являясь предприятием общественного обслуживания, Национальная лаборатория МКС позволяет исследователям использовать этот многопользовательский объект для улучшения жизни на Земле, разработки космических бизнес-моделей, повышения научной грамотности среди будущей рабочей силы и расширения устойчивого и масштабируемого рынка на низкой околоземной орбите. Благодаря этой орбитальной национальной лаборатории исследовательские ресурсы на МКС доступны для поддержки научных, технологических и образовательных инициатив, не связанных с НАСА, со стороны правительственных учреждений США, академических учреждений и частного сектора. Центр развития науки в космосе, Inc. (CASIS) управляет Национальной лабораторией МКС в соответствии с Соглашением о сотрудничестве с НАСА, облегчая доступ к ее постоянной исследовательской среде микрогравитации, мощной точке обзора на низкой околоземной орбите, а также экстремальным и разнообразным условия космоса. Подробнее о Национальной лаборатории МКС можно узнать на нашем сайте.