Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных проблем при проектировании систем теплового регулирования космических аппаратов вляется отвод тепла в среду с незначительный коэффициентом онвективной теплоотдачи, осуществляемый с помощью радаапжон-ого теплобменника /РТ/. Специфика применения РТ предъявляет ысокие требования к оптимизации весовых и энергетических ха-актеристик. Простейшей схемой радиационного теплообменника вляется поверхность в виде оребрённого коллектора. Значитвль-ые перепады температур по длине ребра и, как следствие, паде-ие мощности излучения приводят к необходгоіости использования етлеобразных коллекторов. В начале 70-х годов для решения той проблемы была предложена концепция использования тепло-ых труб /ТТ/ для тер?,юстатирования излучающей поверхности, дальнейшем были разработаны различные схемы их использова-кя. В связи с этим на этапе эскизного проектирования необхо-,имо проведение расчётов для выбора оптимальной схемы и гео-етрии РТ.
Хорошо изучена математическая модель РТ в виде оребрён-ого коллектора. Учёт влияния тешюфизических процессов вну-ри ТТ на температурное поле рабочей поверхности РТ представ-яет собой более сложную задачу, решение которой имеет значк-елышй теоретический и практический интерес.
Цель работы. Разработка методики расчёта температурного :оля излучающей поверхности РТ при термостатированш её теп-:овыми трубами. На этой основе написать программу расчёта :а ЭВМ, позволяющую выбрать оптимальную конструкцию РТ.
Научная новизна,.
І. На основе гипотезы, предложенной Саном и Тьеном, о равенстве температуры насыщения теплоносителя внутри ТТ средней* тегральной температуре стенки ТТ получено интегродифференциль-ное уравнение' температурного поля ТТ, излучающей в условиях космоса. Получено аналитическое решение линеаризованной моделі
2.Сформулирована двумерная модель влияния ТТ на тешератз рное поле излучающей пластины, моделирующей поверхность РТ из оребрённых ТТ. Для решения задачи предложен метод последовательных приближений'интегрального члена, что позволяет на итерациях перейти к системе дифференциальных уравнений в частных производных. Доказана сходимость метода.
Практическая ценность. Разработанные математические модели позволяют рассчитывать температурные поля РТ с рабочими поверхностями трёх типов: ребро, состыкованные ТТ и оребрённые ТТ. В приложении приведена программа для ЭВМ расчёта температурного поля и основных характеристик РТ. На основе конкретных расчётов проведён сравнительный анализ различных конструк ций РТ и сделаны соответствующие рекомендации разработчикам.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались:
-
На II Всесоюзной конференции тилодых учёных по гидромеханике и теплообмену /май 1990/ в Новосибирском Академгородке.
-
На I Всесоюзной гаколе-конференции по математическому моделированию в машиностроении /октябрь 1990/ в г. Тольятти.
-
На международной конференции по тепло- и массообмену в технологических процессах /сентябрь 1991/ в г. Юргале.
-
Ка научных конференциях в Самарском государственном шзерситете на кафедре теоретической механики и азро- и ги-рошханики /апрель 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995 /
-
На научных семинарах в Самарском аэрокосмическом уни-зрсятете на кафедрах теплотехники и аэродинамики /1993/
Публикации. Результаты выполненных исследований опуб-Екованн в 15 работах.
Объём работы. Диссертация изложена на 120 страницах тайнописного текста и состоит из введения, трёх глав и списка ктературы из 94 наименований.