我看到有些話說,金星約束的航天器上的電路會過熱,並基本上毀壞了航天器。
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是真的嗎?
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如果可以,他們是否可以安裝風扇以保持電路涼爽?
我看到有些話說,金星約束的航天器上的電路會過熱,並基本上毀壞了航天器。
是真的嗎?
如果可以,他們是否可以安裝風扇以保持電路涼爽?
風扇通過在涼爽的表面上移動冷空氣(或其他流體)來工作。如果沒有空氣,例如在太空中,風扇將無濟於事。因此,冷卻太空中的物體實際上有點棘手-地球上的物體往往會通過傳導或對流而失去大部分熱量,但是在太空中,您所能做的就是散發熱量,而風扇則無濟於事。
金星確實有大氣層,因此對於行星表面上的太空探測器而言,風扇並不是天生就不會起作用的。但是,由於維納斯空氣始終處於攝氏幾百度的溫度,因此您將不會在氣流中冷卻電子設備,因為在這種極端溫度下,電子設備可能會冷卻空氣,而不是相反。但是,如果您的電子設備正常運行時的溫度高於金星表面,那麼風扇將有助於冷卻它們,但這將是正常工作溫度下的高得離譜-如果您的電子設備已經能夠承受這種溫度,那麼您可能不需要冷卻首先。
總的來說,風扇不是冷卻太空探測器電子部件的有用方法,除非您處在寒冷的地方(例如火星),或者將自己的熱交換氣體帶入太空真空中(請參閱未曾在無人駕駛的宇宙飛船上使用過風扇嗎?)。
電子設備中風扇的作用是加速電路與大氣之間的溫度交換。
但是這種溫度交換在兩個方向上都起作用。當大氣溫度甚至高於暴露於電子設備中的電子設備時,用風扇改善氣流將使零件溫度更高。順便說一下,這就是對流烤箱或熱風吹風機的原理。
因此,將風扇添加到應該在金星的450°C大氣中保持低於100°C的探頭中,適得其反。
熱量通過三種機制進行交換:
在大氣中,對流傳遞通常是最有效的,然後是傳導。到目前為止,輻射是最弱的傳熱形式。
在通往金星的途中,探頭在太空中,因此沒有最強的傳熱形式。沒有人可以用來傳遞熱量的環境。這留下了傳導和輻射。熱量通過傳導流經探頭。電子設備加熱探頭。但是通常,傳導不足以平等地加熱所有探頭,它仍將具有較熱的部分和較冷的部分。多餘的熱量通過輻射散發出來,通常使用專門稱為 radiators 的特殊設備(看起來很像太陽能電池板)。
但是,當您靠近太陽時,探頭會吸收更多的熱量,而輻射會變得更加困難。平衡溫度升高,探頭變熱。
進入金星大氣層後,對流即成為一種傳熱方法,風扇也變得適用。但是,金星表面的大氣溫度最高為470°C。熱傳遞在兩個方向上進行,如果您將熱空氣(或氣體,流體)吹到冷表面上,則冷表面會變暖(向熱空氣吹
因此,基本上,風扇可以加快探針的消亡速度,因為可以使酸性的高溫金星空氣有效地將其熱量傳遞給電子設備。
為了散發熱量,您需要一些較冷的東西,您可以將熱量傳遞給。在太空中,周圍沒有任何物質可以轉移熱量,因此輻射是唯一的選擇。這就是ISS具有如此大的散熱器的原因-它將散發過多的熱量。
在金星大氣中,您需要進行傳熱。但是那件事已經比探頭的工作溫度高得多,因此您通常會嘗試最小化傳熱,以使探頭保持更長的冷卻時間並具有更長的工作時間。
請注意,粉絲只會對人感到冷淡。桌子上的風扇實際上並沒有冷卻任何東西。桌子上的風扇將乾燥的空氣吹到皮膚上與室溫相同的溫度。由於空氣中的水分被帶走,因此汗水會更好地蒸發。蒸發的過程會局部降低溫度,因為水需要能量從流體變成氣態-這種能量以熱量的形式從皮膚中散發出去,使皮膚感覺更冷。
您可以但是,請在內部使用風扇,例如在航天器內部循環氣體或流體以在航天器內部散發熱量,例如從冷藏庫到船體等較暖的部分。在那種情況下,風扇不是用於冷卻,而是用於循環(請參閱在未漂過的航天器中曾經使用過風扇嗎?)。但是,除非使用這種方法將熱量轉移到散熱器,然後再通過熱輻射將其除去,否則無法使用這種技術本身使航天器成為“低溫”容器。
請注意,在任何情況下, 密閉系統,風扇僅會添加熱量,因為它確實起作用了-電動機必須轉動,並伴隨著所有這些。
如前所述,冷卻風扇無法將溫度降低到環境溫度以下。這並不意味著在這種情況下它是完全沒有用的。
首先,OP說“金星束縛”。在這種情況下,可以使用風扇將熱量從朝陽部分傳遞到陰影部分,甚至更好地傳遞到陰影側的散熱器。
即使在行星上,也可以用於分配空氣由中央冷卻系統冷卻(由於大多數電子設備都是基於矽的,並且不能在150C以上的溫度下工作,因此可能需要激活)。
如果使用的高溫電路的工作溫度約為500C時,風扇仍然可以幫助散發大功率設備產生的熱量。