- •1. Системы обеспечения теплового режима
- •2. Моделирование теплового режима термоконтейнера космического аппарата на орбите (лабораторный практикум)
- •Лабораторная работа №1 Моделирование внешнего теплообмена термоконтейнера космического аппарата на орбите
- •Моделирование условий освещенности гермоконтейнера солнечным тепловым потоком
- •Определение угловых коэффициентов планетного облучения гермоконтейнера
- •Определение плотности поглощенных поверхностью рто тепловых потоков солнечного и планетного излучений (внешней тепловой нагрузки)
- •Определение тепловых потоков через экранно-вакуумную теплоизоляцию днищ гермоконтейнера
- •Лабораторная работа № 2 Моделирование внутреннего теплового режима термоконтейнера
- •Определение расхода циркулирующего в гермоконтейнере теплоносителя
- •Теплообмен в канале радиационного теплообменника
- •Конвективный теплообмен в нагретой зоне гермоконтейнера
- •Выбор способа регулирования теплового режима гермоконтейнера
- •Основные расчетные случаи для сотр гермоконтейнера
- •Лабораторная работа №4 Определение проектных параметров газожидкостной системы обеспечения теплового режима гермоконтейнера космического аппарата
- •Математическая модель рто жидкостного контура
- •Моделирование температурного состояния газожидкостной сотр
- •Алгоритм определения проектных параметров газожидкостной системы обеспечения теплового режима
Лабораторная работа №4 Определение проектных параметров газожидкостной системы обеспечения теплового режима гермоконтейнера космического аппарата
Схема организации теплообмена и особенности функционирования жидкостного циркуляционного контура СОТР
Рассматриваемая газожидкостная СОТР обеспечивает требуемый температурный диапазон среды гермоконтейнера () с использованием жидкостного контура отвода тепла.
Схема организации теплообмена в гермоконтейнере представлена на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Схема
теплообмена в термоконтейнере с
газожидкостной СОТР: 1 - радиационный
теплообменник; 2 - внутренний кожух; 3 -
экранно- вакуумная изоляция;
4 -
тепловыделяющая аппара тура; 5 -
вентилятор;
6
— внутренняя теплоизоляция РТО
Циркулирующий в термоконтейнере газовый теплоноситель воспринимает внутренние тепловыделения аппаратуры и через газожидкостный агрегат передает их в жидкостный контур СОТР (рис. 2.5).
Газожидкостный агрегат 1 осуществляет тепловую связь между средой гермоконтейнера и жидкостным контуром СОТР и обеспечивает передачу внутренних тепловыделений газовой среды в жидкостный контур.
Отвод избыточных тепловыделений из жидкостного контура обеспечивается радиационным теплообменником 2 секционного типа, в качестве которого (как и в схеме с газовой СОТР) используется цилиндрическая поверхность гермоконтейнера. Отличительной особенностью данной схемы РТО является наличие внутренней теплоизоляции и каналов, организующих подвод жидкостного теплоносителя. Целесообразность использования модели двухсекционного РТО обусловлена различными условиями освещенности на орбите двух полуцилиндрических секций РТО. Возможен также вариант применения в качестве РТО специальных радиационных панелей.
Рис. 2.5. Принципиальная
схема циркуляционного контура
газожидкостной СОТР.
1
- газожидкостный агрегат (ГЖА);
2
- радиационный теплообменник (РТО)
отвода тепла секционного типа;
3
- гидронасосный агрегат (ГНА);
4
- регулятор расхода теплоносителя
(РРТ); 5-блок управления (БУ); 6-датчик
регулируемой температуры
Гидронасосный агрегат 3, состоящий из гидронасоса шестеренчатого или центробежного типа и электропривода, обеспечивает циркуляцию жидкостного теплоносителя в контуре. Как правило, в отечественных циркуляционных СТР используются гидронасосные агрегаты стандартной производительности с объемным расходом Gv от 50 до 200 см3/с.
Выбор жидкостного теплоносителя производится исходя из максимальной теплопередающей способности или минимальных энергозатрат при циркуляции теплоносителя с учетом ряда экс¬плуатационных ограничений.
Перечень применяемых в циркуляционных СОТР жидкостных теплоносителей с указанием их теплофизических характеристик приведен в приложении 6.
Регулирование количества отводимого тепла производится регулятором расхода теплоносителя 4, изменяющим соотношение расходов через радиационный теплообменник (G2) и байпасную магистраль (G1).
Система регулирования жидкостного контура обеспечивает изменение количества отводимого из гермоконтейнера тепла и поддерживает температуру теплоносителя на входе в газожидкостный агрегат в требуемом диапазоне .
Выбор значения регулируемой температуры теплоносителя на входе в ГЖА () определяется из условия обеспечения оптимальных условий теплопередачи в ГЖА. Контроль указанной температуры производится датчиком температуры - термометром сопротивления или термопарой.
Блок управления жидкостного конгура вырабатывает управляющую информацию Δh=f() на перемещение регулирующего органа РРТ и перераспределение расходов теплоносителя (G1 и G2) таким образом, чтобы обеспечить увеличение расхода G2 при повышении регулируемой температуры .
В зависимости от требуемой точности регулирования в СТР применяются как линейные, так и нелинейные (релейные) законы управления, определяющие вид функционального соотношения Δh=f(). В прецизионных СТР используется, как правило, интегральные законы управления: реализуемые с помощью шаговых электродвигателей.
Технические и эксплутационные характеристики гидравлических распределителей (РРТ) интегрального типа приведены в приложении 10.