CN116552792A - 一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及飞行器热管理技术领域，具体而言，涉及一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统。系统包括热交换装置、第一介质供给装置、第二介质供给装置；热交换装置包括第一热交换部、第二热交换部；第一介质供给装置用于供给冷却介质；第二介质供给装置用于供给被冷却介质；第一热交换部的第一热交换管包括第一连接管、第一膨胀节、喷射孔；喷射孔设置在第一膨胀节的周侧壁；第一膨胀节的横截面积大于第一连接管的横截面积；第二热交换部的第二热交换管包括第二连接管、第二膨胀节；第二膨胀节的横截面积大于第二连接管的横截面积；第一膨胀节与第二膨胀节交错邻近设置。这样就解决了对飞行器机上设备瞬时大功率高热流如何快速散热的问题。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器热管理技术领域，具体而言，涉及一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统。
背景技术
目前，随着飞行器自动化程度不断提高，为了应对飞行过程中复杂的工况，机上电子设备、液压设备、滑油设备等功能部件越来越多（例如飞行仪表、升降舵等），而飞行器热载荷主要集中于电子设备、液压油、滑油和发动机热载荷，由于其工作特点不同，其工作环境温度及热负荷大小也不一样，机上设备工作时需要不同的介质对其进行散热处理。
当飞行器高空飞行时，常常会遇到机上瞬时大功率高热流热载荷的散热难题，若无法快速对其进行散热，可能会引起机上设备故障，影响飞行安全。传统的散热技术对飞行器机上设备产生的瞬时大功率高热流热载荷的散热效果一般，且所需热交换时间较长，满足不了飞行器瞬时大功率的快速散热需求。
发明内容
为解决对飞行器机上设备瞬时大功率高热流如何快速散热的问题，本发明提供了一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，包括：
热交换装置，所述热交换装置包括第一热交换部、第二热交换部；
第一介质供给装置，所述第一介质供给装置与所述第一热交换部连通；所述第一介质供给装置供给冷却介质；
第二介质供给装置，所述第二介质供给装置与所述第二热交换部连通；所述第二介质供给装置供给被冷却介质；
所述第一热交换部包括第一热交换管；所述第一热交换管包括第一连接管、第一膨胀节、喷射孔；多个所述第一连接管和多个所述第一膨胀节依次间隔连通；所述喷射孔设置在所述第一膨胀节的周侧壁；所述第一膨胀节垂直于所述第一热交换管轴向上的横截面积大于所述第一连接管垂直于所述第一热交换管轴向上的横截面积；
所述第二热交换部包括第二热交换管；所述第二热交换管包括第二连接管、第二膨胀节；多个所述第二连接管和多个所述第二膨胀节依次间隔连通；所述第二膨胀节垂直于所述第二热交换管轴向上的横截面积大于所述第二连接管垂直于所述第二热交换管轴向上的横截面积；所述第一热交换部的所述第一膨胀节与所述第二热交换部的所述第二膨胀节交错邻近设置。
在一些实施例中，每一个所述第一膨胀节的周侧设置多个喷射孔；所述喷射孔朝邻近的所述第二膨胀节喷射冷却介质。
在一些实施例中，所述第一热交换管内冷却介质流向与所述第二热交换管内被冷却介质流向相反。
在一些实施例中，所述第一热交换管的多个所述第一膨胀节的横截面积沿冷却介质流向方向逐渐增大；其中，所述第一膨胀节的横截面积为所述第一膨胀节垂直于所述第一热交换管轴向上的横截面积。
在一些实施例中，所述第二热交换管的多个所述第二膨胀节的横截面积沿被冷却介质流向方向逐渐减小；其中，所述第二膨胀节的横截面为所述第二膨胀节垂直于所述第二热交换管轴向上的横截面积。
在一些实施例中，所述第一热交换部包括多个所述第一热交换管；所述第二热交换部包括多个所述第二热交换管；所述第一热交换管和所述第二热交换管间隔设置。
在一些实施例中，所述热交换装置还包括喷雾室；所述第一热交换部的所述第一膨胀节和所述第二热交换部的所述第二膨胀节设置在所述喷雾室的空腔内。
在一些实施例中，所述喷雾室包括第一介质排出口、换热腔室；所述第一介质排出口设置在所述换热腔室的顶部；所述第一膨胀节和所述第二膨胀节设置在所述换热腔室内。
在一些实施例中，所述具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统还包括第一介质回收装置；所述第一介质回收装置的一端与所述第一介质排出口连通；所述第一介质回收装置另一端与所述第一介质供给装置连通。
在一些实施例中，所述第一介质供给装置包括第一介质存储腔、第一介质输送部、第一介质缓冲腔；所述第一介质存储腔、所述第一介质输送部、所述第一介质缓冲腔依次连通；所述第一介质缓冲腔与所述第一热交换部连通。
在一些实施例中，所述第一介质输送部包括输送泵、过滤器、电磁阀、温度传感器、控制器、输送管道；所述电磁阀、所述输送泵、所述过滤器通过所述输送管道依次连通；所述温度传感器设置在所述过滤器与所述第一介质缓冲腔连通的所述输送管道上；所述控制器与所述温度传感器电连接；所述控制器与所述电磁阀电连接。
在一些实施例中，所述第一介质供给装置还包括第一介质加热部；所述第一介质加热部设置在所述第一介质存储腔内；所述控制器与所述第一介质加热部电连接。
为解决对飞行器机上设备瞬时大功率高热流如何快速散热的问题，本发明有以下优点：
1.通过在第一热交换部中间隔设置有多个第一膨胀节（第一膨胀节周侧壁设喷射孔），第二热交换部中间隔设置有多个第二膨胀节，第一膨胀节和第二膨胀节交错相邻设置，可以实现从第一膨胀节周侧壁喷射孔喷出的冷却介质对被冷却介质流经的第二热交换管的周侧进行高速全覆盖喷淋，从而使冷却介质吸收更多被冷却介质传递的热量达到沸点后发生相变，快速降低被冷却介质温度。
2.通过将第一膨胀节的截面面积设置成大于第一连接管的截面面积，当冷却介质从第一膨胀节的喷射孔喷出时，可以减小冷却介质在不同喷射孔喷射的压力的差值，从而确保冷却介质从沿冷却介质流向的第一热交换管末端的第一膨胀节的喷射孔持续大量喷出，进而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。同时，还可以增大冷却介质与被冷却介质的热交换覆盖面积，使冷却介质更容易吸收被冷却介质传递的热量达到沸点，冷却介质达到沸点发生相变时可以快速带走大量热量，降低被冷却介质温度。
3. 通过将第二膨胀节的截面面积设置成大于第二连接管的截面面积，当被冷却介质流入第二热交换管时可以得到一定程度的缓冲，为其与冷却介质热交换提供充足的时间。同时，还可以增大被冷却介质与冷却介质的热交换表面积，从而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
附图说明
图1示出了一种实施例的具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统立体示意图；
图2示出了一种实施例的具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统平面示意图；
图3示出了另一种实施例的具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统平面示意图；
图4示出了一种实施例的具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统中热交换管立体示意图；
图5示出了另一种实施例的具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统中热交换管立体示意图。
附图标记：10热交换装置；11喷雾室；111换热腔室；112第一介质排出口；12第一热交换部；121第一热交换管；1211第一连接管；1212第一膨胀节；1213喷射孔；13第二热交换部；131第二热交换管；1311第二连接管；1312第二膨胀节；20第一介质供给装置；21第一介质存储腔；22第一介质输送部；221输送泵；222过滤器；223控制器；224温度传感器；225电磁阀；23第一介质缓冲腔；24第一介质加热部；30第二介质供给装置；40第二介质输出装置；50第一介质回收装置。
具体实施方式
现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。
如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
本实施例公开了一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，如图1所示，可以包括：
热交换装置10，热交换装置10包括第一热交换部12、第二热交换部13；
第一介质供给装置20，第一介质供给装置20与第一热交换部12连通；第一介质供给装置20供给冷却介质；
第二介质供给装置30，第二介质供给装置30与第二热交换部13连通；第二介质供给装置30供给被冷却介质；
第一热交换部12包括第一热交换管121；第一热交换管121包括第一连接管1211、第一膨胀节1212、喷射孔1213；多个第一连接管1211和多个第一膨胀节1212依次间隔连通；喷射孔1213设置在第一膨胀节1212的周侧壁；第一膨胀节1212垂直于第一热交换管121轴向上的横截面积大于第一连接管1211垂直于第一热交换管121轴向上的横截面积；
第二热交换部13包括第二热交换管131；第二热交换管131包括第二连接管1311、第二膨胀节1312；多个第二连接管1311和多个第二膨胀节1312依次间隔连通；第二膨胀节1312垂直于第二热交换管131轴向上的横截面积大于第二连接管1311垂直于第二热交换管131轴向上的横截面积；第一热交换部12的第一膨胀节1212与第二热交换部13的第二膨胀节1312交错邻近设置。
在本实施例中，飞行器高空飞行过程中，飞行器上的各种部件大功率工作时会瞬时产生大量高热流。为了确保飞行器飞行安全，需要快速对传递各种部件工作产生热量的介质进行散热处理。如图1所示，具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统可以包括热交换装置10、第一介质供给装置20、第二介质供给装置30。第一介质供给装置20与热交换装置10一端连通，第一介质供给装置20将第一介质（即冷却介质）供给至热交换装置10内。第二介质供给装置30与热交换装置10另一端连通，第二介质供给装置30将第二介质（即被冷却介质）供给至热交换装置10内。第一介质供给装置20供给的第一介质与第二介质供给装置30供给的第二介质在热交换装置10内进行热交换工作，可以使第一介质吸收部分第二介质传递的热量后达到沸点，从而发生相变（从液态变为气态）快速带走大量第二介质传递的热量，降低第二介质温度。热交换装置10可以包括第一热交换部12、第二热交换部13，用于对高温的第二介质进行散热处理。第一介质供给装置20的一端与第一热交换部12的一端连通，第一介质供给装置20可以供给冷却介质（即第一介质）。冷却介质可以从第一介质供给装置20的一端流入第一热交换部12中，从而对被冷却介质（即第二介质）进行散热处理。第二介质供给装置30的一端与第二热交换部13的一端连通，第二介质供给装置30可以供给被冷却介质。被冷却介质可以从第二介质供给装置30的一端流经第二热交换部13，在第二热交换部13中完成散热处理后输出至相应装置。第一热交换部12可以包括第一热交换管121，用于输送冷却介质与被冷却介质进行热交换。第一热交换管121的一端与第一介质供给装置20连通，第一热交换管121的另一端与热交换装置10内部腔体的侧壁固定连接。第一热交换管121可以包括多个第一连接管1211、多个第一膨胀节1212、喷射孔1213。多个第一连接管1211和多个第一膨胀节1212可以依次间隔连通；喷射孔1213可以设置在至少一个第一膨胀节1212的周侧壁。当第一介质供给装置20供给的冷却介质输入第一热交换管121后，冷却介质可以依次流经至少一个第一连接管1211、至少一个第一膨胀节1212，最终从喷射孔1213喷出至第二热交换管131周侧。覆盖在第二热交换管131周侧的冷却介质可以吸收被冷却介质传递的热量达到沸点，从而由液态变为气态，带走大量被冷却介质传递的热量，达到快速降低被冷却介质温度的目的。每一个第一膨胀节1212垂直于第一热交换管121轴向上的横截面积大于每一个第一连接管1211垂直于第一热交换管121轴向上的横截面积，任一第一膨胀节1212可以提供比任一第一连接管1211大的容纳空间用于容纳冷却介质。在冷却介质从任一第一膨胀节1212内喷出后，冷却介质流向最末端的第一膨胀节1212内冷却介质的压力变化较小，从而确保冷却介质从冷却介质流向最末端第一膨胀节1212内的持续大量喷出，进而提高冷却介质与被冷却介质的换热效率。第二热交换部13可以包括第二热交换管131，第二热交换管131可以包括多个第二连接管1311、多个第二膨胀节1312，多个第二连接管1311和多个第二膨胀节1312依次间隔连通，用于输送被冷却介质进行散热处理。当第二介质供给装置30供给的被冷却介质输入第二热交换管131后，被冷却介质可以在依次流经至少一个第二连接管1311、至少一个第二膨胀节1312的过程中与喷出至第二热交换管131周侧的冷却介质进行热交换，达到散热目的。每一个第二膨胀节1312垂直于第二热交换管131轴向上的横截面积大于每一个第二连接管1311垂直于第二热交换管131轴向上的横截面积，任一第二膨胀节1312可以提供比任一第二连接管1311更大的容纳空间用于容纳被冷却介质。当被冷却介质流入第二热交换管131经过任一第二膨胀节1312时可以得到一定程度的缓冲，减缓被冷却介质流经第二热交换管131的速度，从而可以使喷出至第二热交换管131周侧的冷却介质与被冷却介质有较长的时间进行热交换。同时，还可以增大冷却介质与被冷却介质的热交换表面积，冷却介质可以吸收更多被冷却介质传递到第二热交换管131周侧的热量达到沸点，进而发生相变，快速降低被冷却介质温度。第一热交换部12的每一个第一膨胀节1212与第二热交换部13的每一个第二膨胀节1312交错邻近设置，这样可以扩大从第一热交换管121中喷出至第二热交换管131周侧的冷却介质覆盖表面积，从而可以使冷却介质全方位吸收被冷却介质传递至第二热交换管131周侧的热量，提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
在另一些实施例中，具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统还可以包括第二介质输出装置40。第二介质输出装置40可以用于临时储存并输出已冷却的第二介质（即被冷却介质），第二介质输出装置40可以与热交换装置10中第二热交换部13的被冷却介质输出端连通。
在一些实施例中，如图1所示，每一个第一膨胀节1212的周侧设置多个喷射孔1213；喷射孔1213朝邻近的第二膨胀节1312喷射冷却介质。
在本实施例中，如图1所示，每一个第一膨胀节1212的周侧可以设置多个喷射孔1213，任一喷射孔1213可以朝其邻近的第二膨胀节1312的方向排布设置，从而可以增加从第一热交换管121中喷出至第二热交换管131周侧的冷却介质的覆盖范围，提高冷却介质对被冷却介质的热交换效率。喷射孔1213可以朝邻近的每一个第二膨胀节1312喷射冷却介质，当被冷却介质流经每一个第二膨胀节1312时，每一个第二膨胀节1312内部腔体可以容纳更多的被冷却介质，喷射至每一个第二膨胀节1312外表面的冷却介质可以吸收更多被冷却介质传递的热量，提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
在一些实施例中，如图1所示，第一热交换管121内冷却介质流向与第二热交换管131内被冷却介质流向相反。
在本实施例中，如图1所示，第一介质供给装置20供给至第一热交换管121内冷却介质的流向与第二介质供给装置30供给至第二热交换管131内被冷却介质的流向可以相反。当冷却介质与被冷却介质逆流，冷却介质的出口温度可以高于被冷却介质的出口温度；当冷却介质与被冷却介质顺流，被冷却介质的出口温度总是与冷却介质的出口温度相当。因此在冷却介质与被冷却介质逆流时，冷却介质与被冷却介质的温差值较大，冷却介质可以吸收更多被冷却介质传递的热量，从而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。当冷却介质与被冷却介质的介质量相同时，冷却介质与被冷却介质逆流可以使冷却介质与被冷却介质所需的换热面积减小，从而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。当冷却介质与被冷却介质的换热面积相同时，冷却介质与被冷却介质逆流可以使冷却介质的用量减少，还可以使被冷却介质传递更多的热量，从而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
在一些实施例中，如图4所示，第一热交换管121的多个第一膨胀节1212的横截面积沿冷却介质流向方向逐渐增大；其中，第一膨胀节1212的横截面积为第一膨胀节1212垂直于第一热交换管121轴向上的横截面积。
在本实施例中，如图4所示，第一热交换管121的多个第一膨胀节1212的横截面积可以沿冷却介质流向方向逐渐增大；其中，每一个第一膨胀节1212的横截面积为每一个第一膨胀节1212垂直于第一热交换管121轴向上的横截面积。这样可以使冷却介质输入第一热交换管121流过每一个第一膨胀节1212时，部分冷却介质可以临时储存在每一个第一膨胀节1212腔体中，从而补充并平衡第一热交换管121内冷却介质的喷射压力。临时储存的冷却介质的介质量可以沿冷却介质流向方向逐渐增大，从而可以使第一热交换管121沿冷却介质流向方向的末端冷却介质喷射量与第一热交换管121沿冷却介质流向方向的前端冷却介质喷射量相当，保证第一热交换管121末端喷出的大量冷却介质可以对第二介质供给装置30供给至第二热交换管131的被冷却介质进行快速降温，提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
在一些实施例中，如图5所示，第二热交换管131的多个第二膨胀节1312的横截面积沿被冷却介质流向方向逐渐减小；其中，第二膨胀节1312的横截面为第二膨胀节1312垂直于第二热交换管131轴向上的横截面积。
在本实施例中，如图5所示，第二热交换管131的多个第二膨胀节1312的横截面积可以沿被冷却介质流向方向逐渐减小；其中，每一个第二膨胀节1312的横截面为每一个第二膨胀节1312垂直于第二热交换管131轴向上的横截面积。临时储存的被冷却介质量可以沿被冷却介质流向方向逐渐减小，第二热交换管131沿被冷却介质流向方向的输入端的被冷却介质与第一热交换管121喷出至第二热交换管131周侧的冷却介质的温差大，热交换效果好。还可以使第二热交换管131沿被冷却介质流向方向的输入端的被冷却介质量大于第二热交换管131沿被冷却介质流向方向的输出端的被冷却介质量，同时第二热交换管131中被冷却介质的流速可以沿被冷却介质流向方向减缓，进而可以使冷却介质在有限时间内快速吸收大量被冷却介质传递到第二热交换管131沿被冷却介质流向方向的输入端周侧的热量，迅速降低被冷却介质温度，提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
在一些实施例中，如图1所示，第一热交换部12包括多个第一热交换管121；第二热交换部13包括多个第二热交换管131；第一热交换管121和第二热交换管131间隔设置。
在本实施例中，如图1所示，第一热交换部12可以包括多个第一热交换管121，可以增加第一热交换管121内冷却介质与第二热交换管131内被冷却介质的换热邻近面积，邻近的冷却介质与被冷却介质可以通过热辐射的方式传递热量，从而使冷却介质的温度升高，更容易达到沸点值发生相变，进而提高冷却介质与被冷却介质的换热效果。第二热交换部13可以包括多个第二热交换管131，可以进一步增加第一热交换管121内冷却介质与第二热交换管131内被冷却介质的换热邻近面积，还可以增加喷出的冷却介质在第二热交换管131上的接触面积，从而使冷却介质更容易吸收被冷却介质传递的热量达到沸点值发生相变，提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。每一个第一热交换管121与每一个第二热交换管131可以间隔分层设置，可以进一步增加从每一个第一热交换管121内喷射至每一个第二热交换管131周侧的冷却介质在第二热交换管131上的接触面积，增强邻近的第一热交换管121内的冷却介质与第二热交换管131内的被冷却介质热辐射传热效果，从而使冷却介质更容易升温至沸点值发生相变，进而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。当部分冷却介质从至少一个第一热交换管121内喷出后在重力作用下下落时，可以吸收下方至少一个第二热交换管131内被冷却介质传递出的热量，提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
在一些实施例中，如图1所示，热交换装置10还包括喷雾室11；第一热交换部12的第一膨胀节1212和第二热交换部13的第二膨胀节1312设置在喷雾室11的空腔内。
在本实施例中，如图1所示，热交换装置10还可以包括喷雾室11，喷雾室11作为容纳第一热交换部12和第二热交换部13进行反应的容器。第一热交换部12的每一个第一膨胀节1212和第二热交换部13的每一个第二膨胀节1312可以设置在喷雾室11的空腔内，从而可以使每一个第一热交换管121内喷出的冷却介质在与飞行器外连通的环境下与被冷却介质进行热交换，防止冷却介质干扰飞行器的其他重要部件。
在一些实施例中，如图2所示，喷雾室11包括第一介质排出口112、换热腔室111；第一介质排出口112设置在换热腔室111的顶部；第一膨胀节1212和第二膨胀节1312设置在换热腔室111内。
在本实施例中，如图2所示，喷雾室11可以包括第一介质排出口112、换热腔室111，第一介质排出口112可以设置在换热腔室111的一侧壁，当从第一热交换管121内喷射出的冷却介质与第二热交换管131内的被冷却介质进行热交换完成后，可以从第一介质排出口112排出。在另一些实施例中，第一介质排出飞行器机外时，因为冷却介质不断被消耗，在飞行器飞行过程中，整个飞行器喷雾式冷却装置的重量逐渐减小，有效地降低了飞行器喷雾式冷却装置重量带来的燃油代偿。每一个第一膨胀节1212和每一个第二膨胀节1312可以设置在换热腔室111内，从而可以使每一个第一膨胀节1212内喷出的冷却介质在与飞行器外连通的环境下与每一个第二膨胀节1312内的被冷却介质进行热交换，防止冷却介质干扰飞行器的其他重要部件。
在一些实施例中，如图3所示，具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统还包括第一介质回收装置50；第一介质回收装置50的一端与第一介质排出口112连通；第一介质回收装置50另一端与第一介质供给装置20连通。
在本实施例中，如图3所示，具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统还可以包括第一介质回收装置50，第一介质回收装置50用于回收与被冷却介质完成热交换的冷却介质。第一介质回收装置50的一端与第一介质排出口112连通，可以使换热腔室111内与被冷却介质完成热交换的冷却介质从第一介质排出口112排出至第一介质回收装置50内，减少冷却介质的消耗量。第一介质回收装置50另一端可以与第一介质供给装置20连通，可以使排出至第一介质回收装置50内经过回收处理的冷却介质流入第一介质供给装置20储存，从而循环利用冷却介质，减少冷却介质消耗量。
在一些实施例中，如图2、图3所示，第一介质供给装置20包括第一介质存储腔21、第一介质输送部22、第一介质缓冲腔23；第一介质存储腔21、第一介质输送部22、第一介质缓冲腔23依次连通；第一介质缓冲腔23与第一热交换部12连通。
在本实施例中，如图2、图3所示，第一介质供给装置20可以包括第一介质存储腔21、第一介质输送部22、第一介质缓冲腔23。第一介质存储腔21、第一介质输送部22、第一介质缓冲腔23可以依次连通。第一介质存储腔21可以用于储存冷却介质。第一介质输送部22可以用于抽取第一介质存储腔21内的冷却介质输送至第一介质缓冲腔23。第一介质缓冲腔23用于临时储存从第一介质输送部22流出的冷却介质。当冷却介质从第一热交换管121内喷出时会产生降压，第一介质缓冲腔23可以保压，确保冷却介质持续稳定供给至第一热交换管121内，从而保证冷却介质与被冷却介质的热交换效率。第一介质缓冲腔23与第一热交换部12的第一热交换管121连通，使第一介质缓冲腔23的高压压力环境朝喷雾室11的低压压力环境变化，从而使临时储存在第一介质缓冲腔23内的冷却介质在压力平衡的过程中流入第一热交换部12并喷射至喷雾室11，保障了冷却介质的喷射压力稳定。
在一些实施例中，如图2、图3所示，第一介质输送部22包括输送泵221、过滤器222、电磁阀225、温度传感器224、控制器223、输送管道；电磁阀225、输送泵221、过滤器222通过输送管道依次连通；温度传感器224设置在过滤器222与第一介质缓冲腔23连通的输送管道上；控制器223与温度传感器224电连接；控制器223与电磁阀225电连接。
在本实施例中，如图2、图3所示，第一介质输送部22可以包括输送泵221、过滤器222、电磁阀225、温度传感器224、控制器223、输送管道。电磁阀225、输送泵221、过滤器222可以通过输送管道依次连通，用于输送第一介质存储腔21内的冷却介质。温度传感器224可以设置在过滤器222与第一介质缓冲腔23连通的输送管道上，用于检测流经输送管道内的冷却介质温度。控制器223与温度传感器224电连接，用于接收温度传感器224的温度信号，方便控制器223做出下一步工作指令。控制器223与电磁阀225电连接，控制器223控制电磁阀225开度，从而调控冷却介质输送状态。当第一介质输送部22开始抽取第一介质存储腔21内的冷却介质时，控制器223控制电磁阀225的开度，使冷却介质流入输送管道内后流经电磁阀225进入输送泵221，从输送泵221流出后经过过滤器222，过滤器222对冷却介质进行杂质过滤，避免杂质堵塞第一膨胀节1212周侧的喷射孔1213，影响冷却介质的散热效果。冷却介质从过滤器222滤出后流经温度传感器224所在的输送管道时，温度传感器224检测冷却介质的温度，控制器223根据温度传感器224的信号判断冷却介质温度是否临近沸点值，从而调整电磁阀225开度。当冷却介质温度临近其沸点值时，可以加大冷却介质输送量，提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。当冷却介质温度与其沸点值差值过大时，可以减少冷却介质输送量，提高冷却介质的相变率，进而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
在一些实施例中，如图2、图3所示，第一介质供给装置20还包括第一介质加热部24；第一介质加热部24设置在第一介质存储腔21内；控制器223与第一介质加热部24电连接。
在本实施例中，如图2、图3所示，第一介质供给装置20还可以包括第一介质加热部24，第一介质加热部24设置在第一介质存储腔21内，用于加热冷却介质。控制器223与第一介质加热部24电连接，用于控制第一介质加热部24加热冷却介质状态。当飞行器高空飞行时，飞行器喷雾式冷却装置内处于大气低压环境，冷却介质的沸点降低，而冷却介质在达到沸点发生相变（即液态转换成气态）时的瞬间吸热能力最强。若通过第一介质加热部24将冷却介质加热至邻近沸点温度后输送至热交换装置10内，从每一个第一热交换管121内喷出至第二热交换管131周侧的冷却介质吸收部分被冷却介质传递的热量后可以达到沸点发生相变，从而在短时间内吸收大量被冷却介质传递的热量，快速降低被冷却介质的温度。当冷却介质温度与其沸点值差值过大时，控制器223可以控制第一介质加热部24对冷却介质进行加热，使冷却介质温度提升至临近沸点值，从而提高冷却介质喷出至第二热交换管131周侧吸收被冷却介质传递热量后的相变率，进而提高冷却介质与被冷却介质的热交换效率。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体案例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的精神和范围。
Claims (12)
1.一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统包括：
热交换装置，所述热交换装置包括第一热交换部、第二热交换部；
第一介质供给装置，所述第一介质供给装置与所述第一热交换部连通；所述第一介质供给装置供给冷却介质；
第二介质供给装置，所述第二介质供给装置与所述第二热交换部连通；所述第二介质供给装置供给被冷却介质；
所述第一热交换部包括第一热交换管；所述第一热交换管包括第一连接管、第一膨胀节、喷射孔；多个所述第一连接管和多个所述第一膨胀节依次间隔连通；所述喷射孔设置在所述第一膨胀节的周侧壁；所述第一膨胀节垂直于所述第一热交换管轴向上的横截面积大于所述第一连接管垂直于所述第一热交换管轴向上的横截面积；
所述第二热交换部包括第二热交换管；所述第二热交换管包括第二连接管、第二膨胀节；多个所述第二连接管和多个所述第二膨胀节依次间隔连通；所述第二膨胀节垂直于所述第二热交换管轴向上的横截面积大于所述第二连接管垂直于所述第二热交换管轴向上的横截面积；所述第一热交换部的所述第一膨胀节与所述第二热交换部的所述第二膨胀节交错邻近设置。
2.根据权利要求1所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，每一个所述第一膨胀节的周侧设置多个喷射孔；所述喷射孔朝邻近的所述第二膨胀节喷射冷却介质。
3.根据权利要求1所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述第一热交换管内冷却介质流向与所述第二热交换管内被冷却介质流向相反。
4.根据权利要求3所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述第一热交换管的多个所述第一膨胀节的横截面积沿冷却介质流向方向逐渐增大；其中，所述第一膨胀节的横截面积为所述第一膨胀节垂直于所述第一热交换管轴向上的横截面积。
5.根据权利要求4所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述第二热交换管的多个所述第二膨胀节的横截面积沿被冷却介质流向方向逐渐减小；其中，所述第二膨胀节的横截面为所述第二膨胀节垂直于所述第二热交换管轴向上的横截面积。
6.根据权利要求3中所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述第一热交换部包括多个所述第一热交换管；所述第二热交换部包括多个所述第二热交换管；所述第一热交换管和所述第二热交换管间隔设置。
7.根据权利要求1所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述热交换装置还包括喷雾室；所述第一热交换部的所述第一膨胀节和所述第二热交换部的所述第二膨胀节设置在所述喷雾室的空腔内。
8.根据权利要求7所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述喷雾室包括第一介质排出口、换热腔室；所述第一介质排出口设置在所述换热腔室的顶部；所述第一膨胀节和所述第二膨胀节设置在所述换热腔室内。
9.根据权利要求8所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统还包括第一介质回收装置；所述第一介质回收装置的一端与所述第一介质排出口连通；所述第一介质回收装置另一端与所述第一介质供给装置连通。
10.根据权利要求1所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述第一介质供给装置包括第一介质存储腔、第一介质输送部、第一介质缓冲腔；所述第一介质存储腔、所述第一介质输送部、所述第一介质缓冲腔依次连通；所述第一介质缓冲腔与所述第一热交换部连通。
11.根据权利要求10所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述第一介质输送部包括输送泵、过滤器、电磁阀、温度传感器、控制器、输送管道；所述电磁阀、所述输送泵、所述过滤器通过所述输送管道依次连通；所述温度传感器设置在所述过滤器与所述第一介质缓冲腔连通的所述输送管道上；所述控制器与所述温度传感器电连接；所述控制器与所述电磁阀电连接。
12.根据权利要求11所述的一种具有膨胀节的飞行器喷射冷却系统，其特征在于，所述第一介质供给装置还包括第一介质加热部；所述第一介质加热部设置在所述第一介质存储腔内；所述控制器与所述第一介质加热部电连接。
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