Лабораторная работа №4 Определение проектных параметров газожидкостной системы обеспечения теплового режима гермоконтейнера космического аппарата

Схема организации теплообмена и особенности функционирования жидкостного циркуляционного контура СОТР

Рассматриваемая газожидкостная СОТР обеспечивает требуемый температурный диапазон среды гермоконтейнера () с использованием жидкостного контура отвода тепла.

Схема организации теплообмена в гермоконтейнере представлена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Схема теплообмена в термоконтейнере с газожидкостной СОТР: 1 - радиационный теплообменник; 2 - внутренний кожух; 3 - экранно- вакуумная изоляция; 4 - тепловыделяющая аппара тура; 5 - вентилятор;

6 — внутренняя теплоизоляция РТО

Циркулирующий в термоконтейнере газовый теплоноситель воспринимает внутренние тепловыделения аппаратуры и через газожидкостный агрегат передает их в жидкостный контур СОТР (рис. 2.5).

Газожидкостный агрегат 1 осуществляет тепловую связь между средой гермоконтейнера и жидкостным контуром СОТР и обеспечивает передачу внутренних тепловыделений газовой среды в жидкостный контур.

Отвод избыточных тепловыделений из жидкостного контура обеспечивается радиационным теплообменником 2 секционного типа, в качестве которого (как и в схеме с газовой СОТР) используется цилиндрическая поверхность гермоконтейнера. Отличительной особенностью данной схемы РТО является наличие внутренней теплоизоляции и каналов, организующих подвод жидкостного теплоносителя. Целесообразность использования модели двухсекционного РТО обусловлена различными условиями освещенности на орбите двух полуцилиндрических секций РТО. Возможен также вариант применения в качестве РТО специальных радиационных панелей.

Рис. 2.5. Принципиальная схема циркуляционного контура газожидкостной СОТР. 1 - газожидкостный агрегат (ГЖА); 2 - радиационный теплообменник (РТО) отвода тепла секционного типа; 3 - гидронасосный агрегат (ГНА); 4 - ре­гулятор расхода теплоносителя (РРТ); 5-блок управления (БУ); 6-датчик ре­гулируемой температуры

Гидронасосный агрегат 3, состоящий из гидронасоса шестеренчатого или центробежного типа и электропривода, обеспечивает циркуляцию жидкостного теплоносителя в контуре. Как правило, в отечественных циркуляционных СТР используются гидронасосные агрегаты стандартной производительности с объемным расходом G_v от 50 до 200 см3/с.

Выбор жидкостного теплоносителя производится исходя из максимальной теплопередающей способности или минимальных энергозатрат при циркуляции теплоносителя с учетом ряда экс¬плуатационных ограничений.

Перечень применяемых в циркуляционных СОТР жидкостных теплоносителей с указанием их теплофизических характеристик приведен в приложении 6.

Регулирование количества отводимого тепла производится регулятором расхода теплоносителя 4, изменяющим соотношение расходов через радиационный теплообменник (G₂) и байпасную магистраль (G₁).

Система регулирования жидкостного контура обеспечивает изменение количества отводимого из гермоконтейнера тепла и поддерживает температуру теплоносителя на входе в газожидкостный агрегат в требуемом диапазоне .

Выбор значения регулируемой температуры теплоносителя на входе в ГЖА () определяется из условия обеспечения оптимальных условий теплопередачи в ГЖА. Контроль указанной температуры производится датчиком температуры - термометром сопротивления или термопарой.

Блок управления жидкостного конгура вырабатывает управляющую информацию Δh=f() на перемещение регулирующего органа РРТ и перераспределение расходов теплоносителя (G₁ и G₂) таким образом, чтобы обеспечить увеличение расхода G₂ при повышении регулируемой температуры .

В зависимости от требуемой точности регулирования в СТР применяются как линейные, так и нелинейные (релейные) законы управления, определяющие вид функционального соотношения Δh=f(). В прецизионных СТР используется, как правило, интегральные законы управления: реализуемые с помощью шаговых электродвигателей.

Технические и эксплутационные характеристики гидравлических распределителей (РРТ) интегрального типа приведены в приложении 10.