空间冷屏系统内置节流阀是使空间冷屏蔽系统能安全稳定工作的核心设备,也是能使冷屏系统达到红外屏蔽作用的核心设备。飞行器处于中段飞行过程中时,空间传热复杂,当冷屏表面接受高热流密度热量加热后,冷屏系统内部制冷剂快速蒸发产生大量饱和蒸气,如果不及时排出这部分气体会对冷屏系统正常工作产生安全隐患,此外如果以无节流形式排出大量饱和蒸气会使冷屏表面温度升高,失去红外屏蔽作用。现有对空间冷屏蔽系统内置节流阀的研究较少,对如何处理空间大流量节流的问题目前尚未有人研究。本文依据现有低温节流阀技术,基于空间冷屏蔽系统近三相点节流制冷原理,提出一种冷屏系统多通道节流阀结构,来应对冷屏内部大流量饱和氮气溢出时,造成冷屏表面温度升高的现象。根据冷屏系统内置管路要求,确定冷屏系统多通道节流阀基本参数及尺寸,并建立三维模型。采用数值模拟的方法,对多通道节流阀产生节流效应区域,即扩压腔-阀芯出口处流场进行数值模拟研究,确定冷屏系统最大蒸发量后,分析不同工况下节流阀出口流场相关参数变化规律,并借助T-S图分析节流前后过程的熵变情况。在此基础上,通过数值计算方法,确定多通道节流阀每个通道单位制冷量变化,多通道节流阀节流制冷量随质量流量变化关系,并用MATLAB软件对此变化关系进行了方程拟合。通过改变阀门通道数量及通道排布方式,对多通道节流阀模型进行了新的结构尝试。按有,无中心通道两种结构关系分别建立对应通道数下的模型,对比两种不同结构模型,在其对应通道数量下节流出口参数分布规律,各通道单位制冷量及阀门制冷量变化规律,通过对比分析来得到阀门结构和通道数量对节流制冷效果的影响。得出结论如下:饱和氮气经多通道节流阀节流后温度降低并进入二次扩压管路,节流过程产生的冷量可以有效防止饱和氮气溢出造成的冷屏表面温度升高现象,还可减少系统液氮加注量,减轻飞行器总质量。随着阀门入口段饱和氮气质量流量增大,出口处流体温度降低,速度和压力升高,并且中心通道出口温度和压力高于平衡通道;饱和氮气质量流量增多,单位制冷量呈减少趋势,阀门通道制冷量增多,多通道阀门制冷量增多,并且满足最大质量流量下依然可以产生节流制冷效应的工作要求,拟合后的方程也可有效预测阀门制冷量随质量流量的变化关系。在相同质量流量下,中心通道单位制冷量少于平衡通道,说明平衡通道节流制冷效果优于中心通道;在改变通道数条件下,通过对有,无中心通道两种阀门结构分析,得出采用有中心通道结构的阀门其制冷量要多于无中心通道结构,且随着通道个数增加,阀门节流制冷量增多;通过温熵图对节流过程分析,得出在控制冷屏内部处于三相点状态时,提高节流后的压比可以提高节流制冷效率。以上研究内容可以为冷屏系统内置多通道模型提供结构优化参考。