Diseño y Fabricación de un Dispositivo de Almacenamiento de Calor de Material de Cambio de Fase para el Control Térmico de Componentes Electrónicos en Aplicaciones Espaciales
Autores: Garmendia, Iñaki; Vallejo, Haritz; Seco, Miguel; Anglada, Eva
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño y Fabricación de un Dispositivo de Almacenamiento de Calor de Material de Cambio de Fase para el Control Térmico de Componentes Electrónicos en Aplicaciones Espaciales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Diseño
Validación
Materiales de cambio de fase
Control térmico
Micro-satélites
Conductividad térmica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se presenta el diseño y la validación de un dispositivo de almacenamiento de calor basado en materiales de cambio de fase, con el enfoque en mejorar el control térmico de micro-satélites. El objetivo principal del desarrollo es proporcionar un sistema que sea capaz de mantener la electrónica dentro de rangos de temperatura seguros durante la operación de maniobras, mientras se reduce la masa y el volumen en comparación con otras técnicas de control térmico. Debido a la baja conductividad térmica de los materiales de cambio de fase, la conductividad del dispositivo en su conjunto es uno de los principales desafíos del desarrollo. Este problema se ha solucionado mediante el uso de una estructura de aletas de aluminio. El comportamiento térmico de la solución propuesta se evalúa con herramientas de simulación numérica, y los resultados demuestran que la técnica de control térmico basada en materiales de cambio de fase desarrollada es capaz de proporcionar la gestión térmica integrada adecuada de micro-satélites. También se explican los desafíos de fabricación encontrados en el proyecto. Los resultados numéricos se validan a través de una etapa de pruebas. Los perfiles de temperatura predichos están en buena concordancia con los datos experimentales y dentro del rango previsto para el dispositivo de almacenamiento de calor.
Descripción
En este artículo, se presenta el diseño y la validación de un dispositivo de almacenamiento de calor basado en materiales de cambio de fase, con el enfoque en mejorar el control térmico de micro-satélites. El objetivo principal del desarrollo es proporcionar un sistema que sea capaz de mantener la electrónica dentro de rangos de temperatura seguros durante la operación de maniobras, mientras se reduce la masa y el volumen en comparación con otras técnicas de control térmico. Debido a la baja conductividad térmica de los materiales de cambio de fase, la conductividad del dispositivo en su conjunto es uno de los principales desafíos del desarrollo. Este problema se ha solucionado mediante el uso de una estructura de aletas de aluminio. El comportamiento térmico de la solución propuesta se evalúa con herramientas de simulación numérica, y los resultados demuestran que la técnica de control térmico basada en materiales de cambio de fase desarrollada es capaz de proporcionar la gestión térmica integrada adecuada de micro-satélites. También se explican los desafíos de fabricación encontrados en el proyecto. Los resultados numéricos se validan a través de una etapa de pruebas. Los perfiles de temperatura predichos están en buena concordancia con los datos experimentales y dentro del rango previsto para el dispositivo de almacenamiento de calor.