仿真帮助改进载人航天器的空气再生系统

J. Knox, R. Coker
NASA Marshall Space Flight Center, AL, USA

为确保航天员的安全和太空任务的成功,需要定期对载人航天器中的空气进行再生处理。Jim Knox、Rob Coker 带领着 NASA 马歇尔航天飞行中心的工程师团队已经开发了称为等温体干燥器(IBD)的集水系统。IBD 可用于回收大气中的水分以供再次使用。它由填充层组成,其中每道填充层都布满了硅胶颗粒;空气流过时,水被吸附到硅胶上,然后一旦空气继续进入 CO2 去除系统后便通过解吸返回到大气中。Knox 和 Coker 使用 COMSOL Multiphysics 软件模型模拟了一个四道填充层 IBD 中气体流动和传热。他们监测了水吸附和解吸时的流动速率,压力条件和水浓度。他们的模型预示了 IBD 成功去除了大气中 85% 的水分。在使用 COMSOL 优化设计的同时,他们还希望能为 NASA 提供比从前飞得更远的集成系统。

仿真结果显示了等温体干燥器(IBD)中的温度,其作用是从载人航天器内的空气中收集水分。

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