Этого недостатка позволяют избежать перспективные СТР с тепловыми насосами. С помощью тепловых насосов осуществляется перевод теплового потока перед радиатором с низкого на высокий температурный уровень. На рис. 3.12 в качестве примера представлена испарительно-компрессионная СТР, которая является одной из разновидностей СТР с тепловыми насосами.
Вентилятор 1 обеспечивает циркуляцию газа в отсеке и продувку его через теплообменник-испаритель 2. В теплообменнике-испарителе тепло от газа передается теплоносителю и обеспечивает его переход в парообразное состояние. В компрессоре 5 теплоноситель сжимается до высокого давления. При этом повышается температура теплоносителя, и он поступает в выносной радиатор 4, где тепловая энергия излучается в окружающее пространство. Далее теплоноситель проходит через дроссель 3, где его давление и температура понижаются, после чего он поступает на вход теплообменника-испарителя 2.
Рис. 3.12. Принципиальная схема испарительно-компрессионной СТР
1 - вентилятор; 2 - теплообменник-испаритель; 3 - дроссель; 4 - выносной радиатор; 5 - компрессор; 6 - блок управления; 7 - датчик температуры газа
Поскольку в данной схеме температура радиатора существенно выше температуры в отсеке, потребная площадь радиатора и его масса значительно снижаются. Существенным недостатком СТР с тепловыми насосами является большая потребная мощность тепловых насосов и большая дополнительная масса энергоустановки КА.
Другим перспективным вариантом радиационной СТР является СТР с тепловыми трубами. В данных СТР передача тепла от тепловыделяющих приборов и агрегатов к радиатору осуществляется с помощью тепловых труб.
Тепловая труба представляет собой герметичную трубку, заполненную рабочим телом и покрытую изнутри смачиваемой капиллярно-пористой структурой (сеткой или пористым веществом). Один конец тепловой трубы контактирует с тепловыделяющим элементом, другой - с радиатором. Физические параметры внутри тепловой трубы подбираются таким образом, чтобы часть рабочего тела, заполняющего капиллярно-пористую структуру, находилась в жидкой фазе.
 |
Рис. 3.13. Принципиальная схема тепловой трубы 1 - зона испарения рабочего тела; 2 - зона конденсации рабочего тела; 3 - герметичная трубка; 4 - капиллярно-пористая структура
В горячей части тепловой трубы, которая контактирует с тепловыделяющими элементами, будет происходить испарение рабочего тела, а в холодной части, контактирующей с радиатором, рабочее тело будет конденсироваться. При этом за счет разности давлений, вызванной конденсацией, пар из зоны испарения будет перемещаться в зону конденсации, а жидкость по капиллярно-пористой структуре за счет капиллярных сил будет поступать из зоны конденсации в зону испарения. В результате тепло от тепловыделяющих элементов будет расходоваться на испарение теплоносителя и передаваться радиатору при конденсации рабочего тела.
Основными достоинствами тепловых труб являются высокая плотность передаваемого теплового потока, и отсутствие подвижных механических частей.
РАЗДЕЛ 4 РАСЧЕТ ХАРКТЕРИСТИК СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
4.1. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЭВТИ
Целью расчета ЭВТИ является определение необходимого количества слоев, обеспечивающих требуемое снижение лучистого теплообмена отсеков КА с окружающей средой.
При проведении расчетов будем использовать следующие допущения:
1) тепловой режим ЭВТИ является стационарным;
2) передача тепла между слоями ЭВТИ осуществляется только посредством лучистых тепловых потоков. (В действительности еще имеет место передача тепла через прокладки и остаточные газы посредством теплопроводности. Однако при малых сдавливающих усилиях и малом содержании остаточных газов, которые характерны для космического полета, доля этих тепловых потоков незначительна).
Рассмотрим теплообмен между двумя слоями ЭВТИ. Суммарная плотность потока излучения ( i- 1 )-го слоя определяется следующим образом (рис.3.1.):
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.