Abstract
當太空船或人造衛星在接近零度的太空中飛行時， 亦可能遭受強烈的太陽光直接照射，或是行星表面的反射陽光及行星的紅外輻射間接照射，太空船在此冷熱的環境下，欲使搭載機器發生的熱丟棄於太空中，以便控制系統在可正常操作的溫度範圍，此即太空船或人造衛星最基本的熱控制。毛細泵吸環路(Capillary Pumped Loop)，簡稱CPL，為太空船及人造衛星的熱控制元件。本研究論文主要乃探討如何設計一 CPL環路，使其在不同的加熱模式及不同操作狀態改變下，測試經由一段時間後，在各元件主要點的溫度分布，判斷所設計的 CPL環路的操作正常與否及其應變能力，並藉由環路部份設計元件的透明化，觀察其內部熱流的機制。 CPL環路的設計需考慮系統元件的設計特性，滿足環路壓降分析，並達到蒸發器內蒸汽不倒流與蒸發器進口溫度達次冷態要求。完成CPL環路設計乃進入實驗階段，在實驗過程，需完成多孔高密度聚乙烯的性質測試、系統元件的清洗、整體環路的組裝與測漏、環路的抽真空與工作流體的填充，而後進行CPL環路各種加熱操作模式實驗。加熱操作模式的實驗方法，乃改變蒸發器的加熱量大小與控制儲槽的溫度，並找出系統正常操作的加熱量範圍。實驗結果顯示，CPL環路具有低熱功率限制、熱負載分享、高功率限制、以及熱負載分享下的自然泵吸等特性，也證明了本實驗環路在各種加熱模式下均操作正常。現象的觀察結果顯示，蒸發器啟動後，蒸發器與蒸汽頭內的非凝結氣體，流至冷凝器內，此現象有助於環路裝置非凝結氣體捕捉器(NCG trap)的位置選定。冷凝器內冷凝管具有shock現象發生，原因大致可能與蒸發器的間歇似吐氣方式產生蒸汽，以及蒸汽在瞬間被冷凝，其體積減少近千倍有關。