中文摘要：

二氧化碳独特的物性特点使其在多点复杂热控系统上具有优势，其中应用到航天领域的温度控制及热量管理尚处于起步阶段。本次课题以利用二氧化碳作工质的航天主动式两相热控系统为应用对象，重点对二氧化碳在毛细结构中的动态输运特性进行理论及实验研究。设计加工可视化高压流体毛细特性实验台，测量在不同毛细结构、不同温度以及不同热量边界条件下的二氧化碳的毛细动态性能；在实验数据基础上，研究二氧化碳两相热控系统非稳特性，为二氧化碳两相循环系统换热器和控温储液器设计、复杂温度控制等关键技术问题提供理论基础；项目首次研究二氧化碳的毛细动态特性以及在航天两相热控系统中的应用，项目完成后，研究成果可应用于航天设备高精度、高散热密度的复杂温度控制，对我国现有及未来的航天领域探索具有一定的实用意义。

结论摘要：

课题以二氧化碳低临界温度、低黏度等独特热力学特性为切入点，重点对二氧化碳在毛细结构中的输运特性进行理论及实验研究。在此基础上，分别研究了二氧化碳两相热控系统非稳性、二氧化碳热泵热水器应用以及二氧化碳在页岩中的渗流特性。项目的主要内容包括:（1）二氧化碳在毛细结构内的动态输运特性研究设计加工可视化高压流体毛细特性实验台，进行了不同固体界面接触角以及丝网毛细特性测试，得到了两相条件下毛细结构渗透率的理论表征；（2）二氧化碳两相热控系统非稳性研究搭建二氧化碳泵驱两相热控系统试验台，研究两相系统密度及温度脉动特征；（3）二氧化碳热水器应用研究搭建二氧化碳热泵热水器实验台并测试其超临界运行特征，并基于SINDA／FLUENT建立了三维仿真模型；（4）二氧化碳在页岩中的渗流特性研究利用三轴渗流试验系统对二氧化碳在多组不同特征的页岩中渗流特性进行试验研究。测试得到（a）不同有效应力条件下二氧化碳在页岩中渗透率随温度的变化规律和（b）不同二氧化碳压力条件下渗透率随温度的变化规律