Dimensionnement d'un évaporateur pour une boucle de contrôle thermique d'un satellite de télécommunication

Abstract:

Satellites are constituted of electronic components that release heat flux. Heat released must be evacuated otherwise it risks to damage components in the satellite. In order to guarantee the correct working of satellites, a thermal loop is added. Loops are constituted by a heater, a pressure regulator, a condenser, and a pomp. The amount of heat released by the components is transferred to the fluid in the evaporator. The fluid absorbs the heat by evaporating. The flow is constituted by two phase in the evaporator, that leads to use specific models adapted to microgravity in order to describe the evolution of temperature, pressure, void fraction, and quality.

Key words: Evaporator, two phase flow, heat transfer, microgravity

Résumé:

Les satellites sont constitués de systèmes électroniques qui dégagent de grandes densités de flux de chaleur. Cette chaleur dégagée doit être évacuée sous peine d'endommager les composants du satellite. Pour éviter de nuire au bon fonctionnement du satellite, on met en place une boucle de refroidissement parcourue par un fluide frigorigène. La boucle est constituée d'un évaporateur, d'un surchauffeur de vapeur, d'un détendeur, d'un condenseur, et d'une pompe. L'évaporateur est le composant de la boucle dans lequel la chaleur des composants est transférée au fluide caloporteur. Le fluide caloporteur absorbe cette chaleur en s'évaporant. L'écoulement est donc diphasique dans l'évaporateur, ce qui conduit à l'utilisation de modèles spécifiques et adaptés à la microgravité pour décrire l'évolution des variables du problème: température, pression, titre, taux de vide.

Mots clés: Evaporateur, écoulement diphasique, transfert de chaleur, microgravité

Remerciements

Nous tenons à remercier Catherine Colin pour sa grande disponibilité et ses bons conseils. Nous remercions également l'industriel pour son engagement et sa confiance.

Bertrand AUDOUSSET - Julien DAGRAS - Grégory NALDI