Разработка структуры математической модели термоэлектрической двухконтурной СЭЖ, страница 2

 – температура теплоносія на вході в систему охолодження;

 – температура теплоносія на виході з системи охолодження;

 – масові витрати теплоносія на виході з нагрівача;

 – масові витрати теплоносія на вході в нагрівач;

 – масові витрати теплоносія на вході в систему охолодження;

 – масові витрати теплоносія на виході з системи охолодження;

 – тепло, що випромінюється системою охолодження;

P_ИТ – ймовірність безвідмовної роботи джерела тепла;

P_ПР – ймовірність безвідмовної роботи перетворювача;

P_{С_ОХЛ} – ймовірність безвідмовної роботи системи охолодження;

P_СЭС – ймовірність безвідмовної роботи СЕЖ;

4.  Структура математичної моделі термоелектричної СЕЖ

Запишемо основні рівняння зовнішніх зв’язків системи, що визначають режим роботи установки в загальному вигляді:

                                                 (4.1)

_об =  (h_α, h_π);                                               (4.2)

                           (4.3)

                          (4.4)

                           (4.5)

Тепер розглянемо агрегати системи окремо.

Для джерела тепла:

  (4.6)

                         (4.7)

                         (4.8)

Для перетворювача:

(4.9)

(4.10

Для системи охолодження:

                   (4.11)

                            (4.12)

                              (4.13)

Для бортової апаратури контролю:

                                      (4.14)

                                       (4.15)

І для СЕЖ повністю:

                             (4.16)

;                            (4.17)

          (4.18)

5.  Запишемо рівняння для розрахунку к.п.д. термоелектричного перетворювача

Тепло, що відводиться від колектора:

,

(5.1)

де  - питома теплоємність теплоносія,

 – температура теплоносія на вході в колектор,

 – температура теплоносія на виході із колектора.

Питома теплоємність може бути виражена як функція середньої температури теплоносія:

;

(5.2)

.

(5.3)

Тепло, що відводиться від теплоносія:

,

(5.4)

де  – коефіцієнт повної теплопровідності ізоляції, комутації з гарячої сторони колектора;

 – теплові втрати:

,

(5.5)

де , коефіцієнт пропорційності, визначається з розрахункового режиму.

Тепло, підведене до гарячих спаїв термоелектричного перетворювача:

,

(5.6)

а властивості термоелементів можуть бути виражені як функція середньої температури речовини , , , ;

 – число термоелементів, з’єднаних послідовно.

Тепло, відведене від ТЕП і підведене до випромінювача:

.

(5.7)

В космічних умовах дуже важлива величина тепла, що випромінює холодильник. Тепло, що випромінюється можна записати у вигляді:

.

(5.8)

К.п.д. термоелектричного перетворювача можна порахувати, використовуючи вираз для циклу Карно:

.                                      (5.9)

Список використаної літератури

1.  Солнечные энергосистемы космических аппаратов. Физическое и математическое моделирование /К.В. Безручко, Н.В. Белан, Д.Г. Белов, С.В. Губин, В.И. Драновский, В.С. Кривцов, И.Т. Перекопский, И.Б. Туркин – Харьков: ХАИ, 2000 – 515с.

2.  Бортовые энергосистемы космических аппаратов на основе солнечных и химических батарей. Часть 2. /Н.В. Белан, К.В. Безручко, В.Б. Елисеев, и др. Учебное пособие – Харьков: ХАИ, 1992 – 191 с.

3.  Расчет характеристик солнечных батарей на основе математических моделей. /К.В. Безручко. – Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Харьков: ХАИ, 1996 – 39 с.

4.  Автономные наземные энергетические установки на возобновляемых источниках энергии/К.В.Безручко, С.В.Губин. - Харьков, ХАИ, 2007г. – 310с.

5.  Системы управления КЛА. Часть 2. Бортовые энергосистемы на базе источников ядерной и солнечной энергии для систем управления КЛА. / Н.В. Белан, К.В. Безручко, Н.Ф  Свириденко. – Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию – Харьков: ХАИ, 1980 – 125 с.

6.  Системы управления КЛА. Часть 3. Вопросы построения и сравнения энергосистем на базе различных источников и преобразователей. / Н.В. Белан, К.В. Безручко, Н.Ф  Свириденко. – Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию – Харьков: ХАИ, 1983 – 81 с.