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World File Search System热负载
基于热电冷却器（TEC）用于空间应用的热控制系统：数值研究
本研究设计并数值研究了一个新的热控制系统，用于用于航天器系统光学有效载荷的检测器。系统使用热电冷却器（TEC）作为维护冷手指在所需的设定点保持探测器温度的活性元件，使其在整个操作过程中保持在所需的范围内。该系统没有使用任何热管网络，而是使用附着在TEC热侧的辐射器将热负载耗散到环境空间环境中。使用有效属性的系统级建模用于对TEC的性能进行建模，而无需对任何内部复杂的几何形状进行建模。与温度相关的电流轮廓用作TEC的输入条件，因此TEC仅消耗所需的外部功率。研究了散热器的TEC设定点和几何参数的效果，并观察到，通过使用较大的设定点或具有较大尺寸的散热器，获得了功耗或提高性能系数的大幅度降低。该系统将进一步研究不同的热载荷和占空比（在100分钟的轨道周期内高达50％），以评估其在不同操作条件下的功效。还研究了该系统的连续操作周期，可以观察到，连续循环之间的循环误差最终将其变为零至零，因此表明在整个系统的整个生命中，都满足了连续的循环的温度控制要求。
活动的冷冻审理
主动的冷冻启动项目将展示一个6个单位（6U）立方体平台的高级热控制系统。将开发一个微型，主动热控制系统，其中将开发从热载荷到辐射器的封闭环中循环的流体。将与该系统集成一个微型低温冷却器，以形成一个两阶段的热控制系统。关键组件将通过使用先进的添加剂制造技术来微型化，从而导致用于证明这些技术的热测试床。以前的立方体任务尚未解决主动热控制系统的问题，也没有任何过去或当前的立方体任务包括低温仪器。这项主动的冷冻表演开发工作将为立方体提供全新的能力，并构成与立方体热控制中最先进的主要进步。活性流体环将支持从热负载中卸下30瓦的30瓦，而商业生产的冷冻机（适用于立方体）将为75-100 K范围的探测器提供冷却。由于低地球轨道（LEO）环境通常对于被动的低温散热器来说太热了，因此使用合并的活性热系统加热方法和冷冻机器将支持未来任务的最大多样性。铝制的超声添加剂制造将用于在立方体的结构机箱内构建流体通道和其他元素，以产生紧凑的系统。
与热量存储集成的住宅热泵的技术经济评估
摘要：相变材料（PCM）基于基于网格相互作用的住宅建筑物的热能储存（TES）可以提供能源和成本减少的优势。研究人员确定，这些好处差异很大，具体取决于PCM相变温度（PCT），总TES存储容量，系统配置以及建筑物的位置和气候。在这项研究中，使用理想化的方法报道了新型热泵（HP）集成TES系统的初步技术经济性能。在美国的三个不同气候中，为住宅建筑物的1年供暖和冷却负荷建模了简化的HP-TES。对HP的蒸气压缩系统进行了修饰，以与TES集成，并由HP介导了所有对TES的热传递。使用单个PCM进行加热和冷却，PCT和TES容量有所不同，以观察它们对建筑物能源消耗，峰值负载转移和节省的影响。在纽约市的PCT为30℃的PCT和休斯顿和伯明翰的20℃时，电力消耗，公用事业成本和高峰电需求量的最大减少。通过使用使用时间时间表来减少峰值负载，分别减少了休斯敦，纽约市和伯明翰的峰值能源消耗。TE具有170 MJ存储容量，允许最大需求从高峰时段转移到非高峰时段，一旦TES容量等于在最极端的环境条件下所经历的每日建筑物热负载，回报率就会降低。
适用于等离子组件的定制钨晶格结构
核聚变是一种众所周知的能源，它有可能为人类的未来提供可持续、环保、可调度的高功率密度能源供应解决方案。目前，利用核聚变能最有前途的方法是基于专门设计的环形装置内的磁约束高温等离子体 [1]。对热核磁约束聚变的持续研究推动了当前示范聚变反应堆 (DEMO) 的设计活动，该反应堆预计将作为所谓的托卡马克型反应堆实现 [2]。实现 DEMO 反应堆的一个主要挑战是设计和制造高负荷等离子体面对部件 (PFC)，这些部件必须在聚变运行期间承受强烈的粒子、热量和中子通量 [3]。对于此类 PFC，需要特定的高性能材料才能设计出可靠的部件。对于直接面对聚变等离子体的材料，钨 (W) 目前被认为是未来磁约束热核聚变反应堆的首选等离子体面对材料 (PFM)。这主要是因为 W 表现出较高的溅射阈值能量，以及作为聚变反应燃料的氢同位素的低保留率 [4]。对于 DEMO 反应堆中的 PFC，一个特别关键的方面是瞬态壁面负载，例如，由于托卡马克中的等离子体不稳定性而产生的瞬态壁面负载。此类瞬态事件可能导致 PFC 上出现非常强烈的热负载（数十 GW/m 2，持续时间为几毫秒），进而严重损坏反应堆的包层结构 [5]。为了保护聚变反应堆的壁免受此类事件的影响，目前正在研究特定的限制器 PFC。这些组件预计将阻挡到达反应堆壁的短暂而强烈的热脉冲，以使这些限制器组件后面的包层结构不会热过载或损坏。这种限制性 PFC 的一种可能的材料解决方案是使用定制的多孔 W 材料。利用这种超材料，可以实现将由于结合了多孔性而具有的总体低热导率与 W 的有益等离子体壁相互作用特性相结合的组件。然而，W 是一种难以加工的材料，因为它本质上是一种硬而脆的金属，这意味着加工 W 既费力又昂贵。针对这些限制，增材制造 (AM) 方法代表了一种实现几何复杂的 W 部件的通用方法。AM 工艺的特点是，在计算机控制下通过逐层沉积材料来创建三维物体，这意味着使用这种方法可以直接实现具有高几何复杂性的部件。近年来，利用激光粉末床熔合 (LPBF) 技术对金属进行 AM 加工已取得重大进展，该技术无需粘合剂相即可对多种金属进行直接 AM 加工。在 LPBF 加工过程中，原料粉末材料通过聚焦在粉末床上的激光束选择性地熔化和固结 [6]。封面图片展示了通过 LPBF 制造的具有定制晶格结构的 W 样品的顶视图。目前正在针对如上所述的限制器 PFC 研究此类多孔 W 晶格。图示样品是一种晶格结构，它源自基于十四面体重复（开尔文模型）的参数固体模型。这种模型过去也应用于开孔铝泡沫 [7] 并得到验证。图示 W 晶格的参数