随着低温制冷事业的发展,空间低温制冷技术成为全球共同关注的话题,而红外隐身技术正是采用空间低温制冷技术降低冷屏表面的红外辐射强度,具体方法为制冷剂在冷屏蔽内部蒸发吸收热量,使冷屏蔽系统温度降低,从而降低冷屏表面的红外辐射强度,达到红外隐身的效果。在实际情况下,冷屏表面接收外界环境的辐射随着空间环境的变化而变化,为了使冷屏表面温度达到红外隐身的要求,冷剂相变产生的制冷量也要随之改变,因此在冷屏蔽内部产生的饱和氮气量也不同,导致系统内部压力改变,尤其是当空间环境发生剧烈变化时,大量的冷剂将快速蒸发产生大量的饱和氮气,这些饱和氮气如果不能及时排出,将使冷屏内部压力过大,给飞行器造成不必要的安全隐患。针对以上问题,本文提出一种减压节流阀装置,该装置主要起到控制冷屏蔽系统内部压力和节流的作用,首先通入不同质量流量的饱和氮气,探究质量流量对节流制冷的影响,其次改变节流阀结构,通入一定质量流量的饱和氮气,探究结构对节流制冷效果的影响。本文以空间冷屏蔽系统减压节流阀为研究对象,以相关理论作为研究基础,分析减压节流阀在空间冷屏蔽系统中的节流效果。首先建立三维单通道减压节流阀模型,运用数值模拟计算方法,得出不同质量流量饱和氮气下温度场、压力场、速度场、密度场的分布情况,采用origin绘制各参数随流线分布曲线图,分析质量流量对空间冷屏蔽系统节流制冷效果的影响。其次针对饱和氮气质量流量过大导致节流制冷效果不好的情况,建立多通道节流阀,采用多通道同时节流的方法,即将一股质量流量较大流体分成若干股质量流量较小的流体,分别通入各个节流阀进行数值模拟,得到各参数云图分布情况,并绘制曲线图,分析其节流制冷效果,并与单通道进行对比分析。最后探究减压节流阀结构对节流制冷效果的影响,主要为改变单通道减压节流阀出口截面积、阀芯形状、扩压腔形状三种情况,分别对上面三种情况进行数值模拟,与之结果进行对比分析,得出减压节流阀结构对节流制冷效果的影响。得出结论如下:饱和氮气在通过减压节流阀节流制冷后温度降低,变成过冷氮气进入二次扩压管可以实现二次制冷,从而减少液氮的加注,减轻飞行器的总质量;饱和氮气质量流量的大小会影响节流制冷效果,模拟结果表明质量流量越大,流体内部各参数波动越大,节流效果不佳,因此在节流时质量流量不易过大;多通道节流阀在大流量节流时相比单通道节流阀更加稳定,节流效果更好;出口截面积大小对节流阀节流效应也有较大的影响,主要表现为出口截面积越小,流体内部各参数会出现反常现象,该现象将会严重影响节流制冷效应,因此节流阀出口截面积不易过小;将阀芯上面一部分去掉对节流制冷效应基本不产生很大的影响,但改变扩压腔形状后节流阀内部流体变化不稳定,节流效果变差。