Оптимизация панельных теплообменников-излучателей космических энергоустановок


Авторы

Ильмов Д. Н.*, Мавров В. А.**

Исследовательский центр имени М.В. Келдыша, ГНЦ Центр Келдыша, Онежская ул., 8, Москва, 125438, Россия

*e-mail: ilmovdn@mail.ru
**e-mail: vasiliy.mavrov@yandex.ru

Аннотация

Относительно простым в изготовлении и технологичным является панельный холодильник-излучатель. На основе его математической модели разработаны алгоритмы поиска оптимальных параметров с целью минимизации массы, а также повышения метеоритной неуязвимости. Получено, что жидкометаллический теплоноситель Na-K не дает преимуществ по сравнению с дифенильной смесью. Для повышения надежности предлагается оснастить каждый поток отсечными клапанами. Разработаны математические подходы, позволяющие определить количество поврежденных потоков и надежность панельного холодильника-излучателя с запорными клапанами. По итогам проведенной работы предлагается панельный холодильник-излучатель, который отличается высокой технологичностью и надежностью.

Ключевые слова

радиационный теплообменник, панельный холодильник-излучатель, теплопроводное излучающее ребро, жидкометаллический теплоноситель, высокотемпературные органические теплоносители, дифенильная смесь, вероятность неповреждения метеороидами и частицами космического мусора

Библиографический список

  1. Грязнов Г.М., Пупко В.Я. «Топаз-1» – советская космическая ядерно-энергетическая установка // Природа. 1991. № 10. С. 30–36.

  2. Синявский В.В. Научно-технический задел по ядерному электроракетному межорбитальному буксиру «Геркулес» // Космическая техника и технологии. 2013. № 3. С. 25–46.

  3. Mason L.S. A Power Conversion Concept for the Jupiter Icy Moons Orbiter // AIAA-2003-6007. 2003. Р. 1–10.

  4. Волков Н.Н., Волкова Л.И., Григорьев А.Л., Ильмов Д.Н., Каревский А.В., Мамонтов Ю.Н., Миронов В.В., Соболев В.В., Филатов Н.И. Расчетное сопоставление эффективности применения различных теплоносителей для панельных холодильников-излучателей космических аппаратов // Теплоэнергетика. 2018. № 11. C. 78–86.

  5. Чечеткин А.В. Высокотемпературные теплоносители. М.: Энергия, 1971. 496 c.

  6. Черкасов С.Г. Асимптотические решения в задаче о теплопроводном излучающем ребре // Теплофизика высоких температур, 2011. Т. 49. № 6. C. 955–957.

  7. Черкасов С.Г., Лаптев И.В. Приближенное аналитическое решение двухмерной задачи о теплопроводном излучающем ребре // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55. № 1. C. 81–84.

  8. Черкасов С.Г., Лаптев И.В. Приближенный метод расчета теплового режима панельного холодильника-излучателя // Тепловые процессы в технике. 2018. Т. 10. № 3-4. С. 116–124.

  9. Боришанский В.М., Кутателадзе С.С., Новиков И.И., Федынский О.С. Жидкометаллические теплоносители. М.: Атомиздат, 1976. 328 с.

  10. Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М.: Атомиздат, 1979. 216 с.

  11. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 с.

  12. Миронов В.В., Толкач М.А. Баллистические предельные уравнения для оптимизации системы защиты космических аппаратов от микрометеороидов и космического мусора // Космическая техника и технологии. 2016. № 3(14). С. 26–42.

  13. Миронов В.В., Толкач М.А. Модели метеороидной среды в околоземном космическом пространстве и определение плотности потока метеороидов // Космическая техника и технологии. 2017. № 2(17). С. 5–16.

  14. ГОСТ 25645.128–85. Вещество метеорное. Модель пространственного распределения. М.: Издательство стандартов, 1985. 24 с.

  15. Волков Н.Н., Волкова Л.И., Грибков П.В., Кушинский А.М., Миронов В.В., Хамдамов С.С. Элемент устройства сброса низкопотенциальной энергии космического аппарата. Патент на изобретение № 2603698. Российская Федерация, заявка № 2015139565 от 18.09.2015, опубликован 27.11.2016. Бюл. № 33. 7 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024