Transpirationskylning
Transpirationskylning är en termodynamisk process där kylning uppnås genom en process att föra en vätska eller en gas genom väggen i en struktur för att absorbera en del av värmeenergin från strukturen samtidigt som det aktivt minskar det konvektiva och strålningsvärmeflödet som kommer in i struktur från det omgivande rummet.
Ett tillvägagångssätt för transpirationskylning är att flytta vätska genom små porer i ytterväggen av en kropp vilket leder till avdunstning av vätskan till en gas via den fysiska mekanismen för evaporativ kylning . Andra tillvägagångssätt är möjliga.
Ansökningar
Transpirationskylning används inom flygindustrin , i jet- och raketmotorer. Under 2018 testade forskare vid University of Oxford experimentellt transpirationskylning som ett termiskt skyddssystem för hypersoniska fordon som raketer eller rymdplan .
Transpirationskylning är en av en mängd olika kyltekniker som kan användas för att minska regenerativ kylbelastning i raketmotorer och därefter minska drivmedelsbehovet. Andra tekniker finns, såsom filmkylning , ablativ kylning , radiativ kylning, kylflänskylning och dumpningskylning.
Transpirationskylning övervägs för användning i rymdfarkoster som återinträder i jordens atmosfär med hypersoniska hastigheter där en transpirationskyld yttre hud skulle kunna tjäna som en del av det termiska skyddssystemet för den återinträdande rymdfarkosten. SpaceX nämnde offentligt ett sådant system 2019 för användning på deras Starship -återanvändbara andrastegs- och orbitala rymdfarkoster för att mildra de svåra förhållandena för återinträde. Designkonceptet föreställde sig en dubbel hud av rostfritt stål, med aktivt kylmedel som flödar mellan de två lagren, med vissa områden som dessutom innehåller flera små porer som skulle möjliggöra transpirationskylning. Efter design och testning i markbaserade laboratorier, förklarade SpaceX därefter att även om ett alternativt värmereducerande tillvägagångssätt – med hjälp av billiga keramiska plattor på vindsidan av Starship – utvecklades, kunde transpirationskylning användas i vissa områden. Få detaljer om designen förväntas släppas offentligt, eftersom amerikansk lag hindrar SpaceX från att släppa sådan information.