Основные расчетные случаи для СОТР гермоконтейнера

Расчетными случаями будем называть наиболее характерные для рассматриваемой СОТР тепловые режимы, которые могут быть реализованы в условиях длительного функционирования гермоконтейнера в космическом пространстве.

Выбор расчетных случаев для рассматриваемой задачи определяется совокупностью следующих факторов (в их различном сочетании):

1) ориентацией гермоконтейнера КА на орбите (при заданных параметрах орбиты);

2) условиями освещенности гермоконтейнера на орбите (пребыванием КА на освещенном ( ) или теневом ( ) участках орбиты);

3) уровнем энергопотребления аппаратуры гермоотсека (N_max или N_min).

Из всех возможных случаев ориентации гермоконтейнера на орбите рекомендуется рассмотреть два положения, различающиеся прежде всего действующей на термоконтейнер внешней тепловой нагрузкой :

• положение I — продольная ось гермоконтейнера находится в плоскости орбиты и ориентирована по направлению местной вертикали;

• положение II - продольная ось гермоконтейнера находится в плоскости орбиты и плоскости местного горизонта.

Для каждого из этих положений рассматриваются три характерных расчетных случая:

1) 1а (IIа) - энергопотребление N_max, термоконтейнер находится на освещенном участке орбиты ( );

2) 1б (IIб) - энергопотребление N_min, термоконтейнер находится на освещенном участке орбиты ( ) (при этом < , что практически всегда выполняется);

3) 1в (IIв) - энергопотребление N_min, термоконтейнер находится на теневом участке орбиты ( ).

Алгоритм определения проектных параметров газовой СОТР гермоконтейнера (для тепловой схемы с G = const)

Исходные данные (блок входных данных алгоритма):

1) циклограмма энергопотребления аппаратуры гермоконтейнера N(τ) - см. рис. 2.1;

2) допустимый диапазон изменения температуры газа в гермоотсеке ;

3) диаметр гермоконтейнера d;

4) теплоноситель - азот с теплофизическими характеристиками (при p=10⁵Па, T=293К): с_г=1030Дж/кг; ρ=1,225кг/м³; А.=0,025Вт/(мК); v=15,06·10^-6 м²/c;

5) параметры круговой орбиты КА:

• наклонение i;

• высота H_кр;

• долгота восходящего узла Ω;

• дата (N₂₁).

Алгоритм определения проектных параметров включает три расчетных блока:

1) блок внешнего теплообмена,

2) блок внутреннего теплового режима гермоконтейнера,

3) блок определения проектных параметров для трех расчетных случаев 1а, 16, 1в положения 1 (аналогично IIа, IIб, IIв положения II).

Общая блок-схема алгоритма определения проектных параметров представлена на рис. 2.3.

Результатом численной реализации представленного алгоритма для шести характерных расчетных случаев являются следующие параметры СОТР:

1) расход газового теплоносителя в гермоотсеке G;

2) поверхность РТО (необходимый диапазон изменения)

3) длина РТО l_РТО = (F_p)_max/πd;

4) термическое сопротивление ЭВТИ днищ гермоотсека R_Эi;

5) коэффициент конвективного теплообмена α:

• в канале РТО;

• в нагретой зоне гермоотсека;

6) высота щелевого канала теплоносителя радиационного теплообменника Δh;

7) коэффициент перекрытия сечения канала РТО K_s .

На основании анализа полученных результатов делается заключение о необходимых условиях обеспечения заданного теплового режима гермоконтейнера КА в орбитальном полете.

Рис. 2.3. Блок-схема алгоритма определения проектных параметров газовой СОТР

Рис. 2.3. (окончание)

Лабораторная работа №4