Теплогидравлическая модель двухфазного контура с компенсационной полостью


DOI: 10.34759/tpt-2022-14-4-167-177

Авторы

Борщев Н. О.1*, Антонов В. А.2

1. Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Ленинский пр., 53, Москва, 119991, Россия
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: www.moriarty93@mail.ru

Аннотация

Рост тепловыделения в космическом аппарате с одновременным увеличением его размеров поставил задачу разработки систем терморегулирования, использующих двухфазный кипящий теплоноситель. В таких теплоносителях тепло аккумулируется в виде скрытой теплоты парообразования, что позволяет переносить значительно большее количество тепла на единицу массового расхода теплоносителя, чем в случае применения однофазных теплоносителей. Кроме того, использование теплообмена при кипении позволяет поддерживать температуру объектов практически на всей протяженности контура, близкой к температуре кипения выбранного теплоносителя. Все процессы теплопередачи, протекающие при изменении агрегатного состояния вещества, происходят значительно интенсивнее, чем при обычном конвективном теплообмене, поэтому масса теплообменных аппаратов, арматуры и регулирующих органов двухфазного контура будет значительно меньше их массы в контуре с однофазным теплоносителем. Существенное уменьшение массы системы может быть достигнуто также за счет меньшего расхода теплоносителя, неполной заправки контура, небольших диаметров трубопроводов. Дополнительные преимущества двухфазного контура обусловлены меньшей потребляемой мощностью на прокачку теплоносителя и возможностью его авторегулирования.

Ключевые слова:

тепловая труба, теплообмен, конвекция, системы теплового режима

Библиографический список

  1. Maidanik Y. et al. Theoretical Basis and Classification of Loop Heat Pipes and Capillary Pumped Loops // 10th International Heat Pipe Conference, Stuttgart, Germany, 1997.
  2. Kotlyarov E.Y. and Serov G.P. Methods of Increase of the Evaporators Reliability for Loop Heat Pipes and Capillary Pumped Loops // 24th International Conference on Environmental Systems, Society of Automotive Engineers, June 1994. Paper 941578.
  3. Вершинин С.В., Майданик Ю.Ф. Гибкие миниатюрные контурные тепловые трубы // Тепловые процессы в технике. 2012. № 12. C. 559–565.
  4. Zalmanovich S, Goncharov K. Radiators with LHP // International conference «Heat Pipes for Space Application», Moscow, 15–18 September, 2009.
  5. Рид Р., Праустид Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: «Химия», 1982.
  6. Копяткевич Р.М., Гуля В.М., Тулин Д.В., Шабарчин А.Ф. Тепловое проектирование и пофрагментная наземная отработка системы обеспечения теплового режима космического аппарата негерметичного исполнения на базе сотопанелей с тепловыми трубами // Космонавтика и ракетостроение. 2010. Вып. 3(60). С. 33–41.
  7. Панин Ю.В., Антонов В.А., Балыкин М.А. К вопросу проектирования и эксплуатации ТТ в составе СТР посадочных модулей межпланетных станций для исследования тел солнечной системы // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2021. № 4. С. 31–38.
  8. Гакал П.Г., Рузайкин В.И., Турна Р.Ю. и др. Экспериментальный стенд для исследования теплогидравлических процессов в системе терморегулирования телекоммуникационного спутника // Авиационно-космическая техника и технология. 2011. № 5 (82).
  9. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: «Машиностроение», 1975.
  10. Никонов А.А., Горбенко Г.А., Блинков В.Н. Теплообменные контуры с двухфазным теплоносителем для систем терморегулирования космических аппаратов. М.: ЦНТИ «Поиск», серия «Ракетно-космическая техника», 1991.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024