Назначение, типы и состав системы обеспечения теплового режима. Работа газовой системы терморегулирования. Массовое уравнение. Расчет массовых и габаритных характеристик элементов, страница 5

,                                     (5.25)

где

;    - относительные площади миделя радиационной поверхности.

5.6. Дальнейшее уточнение площади радиатора

Расчет поверхности радиатора по (5.13) является первым приближением вида

,                                                                        (5.26)

где  - температура радиатора первого приближения.

                                                         (5.27)

Максимальная и минимальная температуры газов задаются исходя из требуемых пределов изменения температуры в гнрмоотсеке. Например: (273+30)ºК,  =(273+10)ºК.

На основании уравнения теплового баланса определяется перепад температуры между газом и стенкой радиатора

,                                               (5.28)

где  – коэффициент теплоотдачи газ-поверхность.

Коэффициент теплоотдачи определяется через критерий подобия Нусельта

, где  - уравнение подобия для труб;  - теплопроводность газа.

Уточненная температура стенки радиатора

                                             (5.29)

Уточненная площадь радиатора

                                                                        (5.30)

Для продолжения уточнения площади радиатора используются зависимости, аналогичные (5.26)-(5.30).

В окончательном проектном расчете площади радиатора учитывается деградация его покрытия

 ,                                                      (5.31)

где  - уточненная площадь поверхности радиатора; =0,05…0,1 - коэффициент деградации покрытия поверхности;  - время летной эксплуатации в годах.

Приведем рассчетные формулы для других масс.

Масса регулятора , где =(2…6) кг/кВт – удельная масса регулятора.

Масса вентилятора , где =(0,8…2,6) кг/кВт.

Масса теплообменника газ-жидкость , где =(4…6) кг/кВт.

Расчет массы газа ведется по уравнению Менделеева-Клапейрона

, где =1,3·10⁵Па – давление в гермоотсеке;  - объем газа; =8314/28 Дж/(кг·К) – газовая постоянная для азота; = (273+50)ºС - максимальная температура газа в гермоотсеке.

5.7. Функциональное уравнение массы системы обеспечения теплового режима

Приведенные в данной главе зависимости позволяют записать функциональное уравнение массы СОТР в виде:

               (5.32)

В правую часть уравнения (5.26) вошли следующие проектные параметры: коэффициент поглощения солнечной радиации и степень черноты, площади миделей теплового радиатора, определяющий размер газовода, время летной эксплуатации, температура и массовый расход газа в гермоотсеке, коэффициент деградации покрытия поверхности радиатора.

Из уравнения (5.12)следует, что на площадь радиатора, а, следовательно, на его массу, оказывает существенное влияние сумма относительных миделей. Эта сумма зависит от компоновки радиатора на КА.

Следует учесть, что система обеспечения теплового режима имеет ряд ограничений по качеству:

 - масса СОТР должна быть не более допустимого значения;

 - площадь радиатора не должна превышать, например, площади боковой поверхности гермоотсека;

 - температура газа гермоотсека должна находиться в заданных пределах и пр.

Некоторые справочные данные для расчетов:

СТР газовая имеет удельную массу (30…50) кг/кВт

Газо-жидкостная СТР имеет удельную массу (100…300) кг/кВт

Для покрытие радиатора: используют белую или светло-серую краски

Газоводы выполняются :из алюминиевых сплавов и композиционных материалов

Цвет ЭВТИ – белый, зеленый, вишневый

ГЖТ – (1,82,5)кг/кв.м

Пластинчатые ЖЖТ — (4…6,5) кг/мкв

Гидроблок– (0,35…0,45) кг/Вт

Безизносность при трении в подшипниках обеспечивается специальными композициями, образующие, в частности, стеклокерамические пассивирующие слои на металлах.

Для сброса мощности в 1 кВт используется вентилятор мощностью 50 Вт

Постоянная времени нагрева приборного отсека КА-Я  —0.5 час