Физические принципы работы та принципиальные схемы плазменно-ионных двигателей, страница 3

М_СЭС= М_БФ+М_БХ+М_СР+М_УУ+М_КС

М_БФ  - масса БФ и несущей конструкции

М_БХ – масса БХ

М_СР – масса силовых регуляторов

М_УУ - масса устройства управления, контроля и диагностики

М_КС – масса кабельной сети

С этим не всегда соглашаются так как универсальным показателем является стоимость системы, включающая в себя затраты на проектирование, испытания, производство и эксплуатацию СЭС. Следует учесть ограничения, гарантирующие пригодность СЭС:

-вероятность безотказной работы СЭС за заданное время эксплуатации

-энергоемкость БХ

-объем БХ и БАРК

- энергопотери БХ и БАРК

-качество регулирования выходного напряжения

Способ решения оптимизационной задачи выбора структуры СЭС, основан на методе целенаправленного формирования оптимальной структуры непосредственно в процессе матем синтеза. Вначале формируется некоторая структура СЭС, включающая в себя заведомо избыточные элементы. В результате решения оптимизационной задачи часть расходных характеристик элементов приобретает нулевое значение, что означает нецелесообразность применения этого элемента. Благодаря этому свойству достигается структурная оптимизация: анализ количественных характеристик приводит к качественному выводу. Универсальность данного метода, позволяющая решать оптимизационные задачи большой размерности, существенно ограничена требованием линейности мат моделей элементов, целевой функции и ограничений.

Таким образом, повышение эффективности проектирования солнечных СЭС КА на ранних этапах может быть достигнуто методами мат моделирования на основе развития методологии системного синтеза и анализа при решении оптимизационных задач.

59. Преобразователи на базе Ренкина. Выбор параметров, вопрос оптимизации, термодинамические расчеты.

Паровой цикл Ренкина

Параметры цикла Ренкина существенно зависят от свойств рабочего тела, поэтому рассмотрим основные особенности i-s диаграмм различных парообразных рабочих тел. На рис.4.31 изображен общий вид диаграммы i-s рабочего тела, претерпевающего фазовые превращения. Здесь АК – линия перехода жидкости в пар, К – критическая точка, КВ – линия сухого насыщения парами (линия насыщения), х=0,0.1,…,1.0 – линии постоянной сухости пара.

В области двухфазного состояния изобары и изотермы изображаются прямыми наклонными линиями. (Действительно, если , то в координатах i-s – это уравнение прямой.)

В области перегретого пара изотермы переходят в горизонтальные линии, а изобары – в логарифмические спирали. Вдали от линии насыщения, где силы межмолекулярного воздействия в паре практически отсутствуют, пар по своим свойствам приближается к идеальному газу. Это состояние пара называется идеально газовым состоянием. Следовательно, газ представляет

собой перегретый пар.

Из рис.4.31 видно, что при переходе по линии насыщения от низких температур к высоким энтропия падает. Это значит, что при таком процессе количество тепла, содержащееся в паре, уменьшается. Этот факт свидетельствует об отрицательной теплоемкости сухого насыщенного пара. Такие рабочие тела называются рабочими телами с отрицательной теплоемкостью сухого насыщенного пара, т.е. Ср”<0 (вода, спирты, аммиак, щелочные металлы и др.)

На рис.4.32 показана i-s диаграмма рабочего тела с положительной теплоемкостью сухого насыщенного пара (Ср”>0). Здесь при переходе от низкой температуры сухого насыщенного пара к более высокой энтропия повышается, что свидетельствует о нагреве рабочего при положительной температуре. Такие рабочие тела называют еще рабочими телами с S-образной линией насыщения (углеводороды, высокотемпературные органические теплоносители, кремнийорганические вещества, криогенные жидкости и др.).

На рис. 4.33 и 4.34 показаны циклы Ренкина для рабочих тел с Ср”>0 и Сp”<0.