Оптимизация работы и динамический анализ системы терморегулирования космического аппарата

• Автор: Голиковская, Клара Федоровна
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 173 с. : ил

Содержание

Условные обозначения

Введение

Глава 1. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

1.1. Системы терморегулирования

1.2. Обзор характерных компоновок конструкций систем терморегулирования

1.3. Перспективы развития систем терморегулирования

1.4. Анализ существующих методов расчета

1.5. Внешние источники тепла и основные задачи расчета

1.6. Математические модели внешнего теплообмена

космического аппарата

Выводы по главе
Глава 2. Моделирование систем терморегулирования
2.1. Анализ существующих методов проектирования
систем терморегулирования
2.2. Методы оптимизации систем терморегулирования
2.3. Тепловые схемы космических аппаратов
2.4. Моделирование подсистемы регулирования температуры
Выводы по главе
Глава 3. РАСЧЕТ ВНЕШНЕГО ТЕПЛООБМЕНА
3.1. Орбита искусственного спутника земли
3.2. Внешние тепловые потоки ИСЗ
3.3. Расчет лучистых тепловых потоков для регулируемой
радиационной поверхности
Выводы по главе
Глава 4. КОНСТРУКЦИЯ ОТСЕКА АППАРАТУРЫ И АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУ ЛИ РОВ А Н ИЯ
4.1. Формирование расчетной модели
4.2. Алгоритм управления системы терморегулирования
4.3. Расчетная схема
4.4. Математическое моделирование системы
терморегул ирования
Выводы по главе
ГЛАВА 5.ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ И 11ССЛЕДОВА11ИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ КАНАЛА РЕГУЛ11 РОВ А ПИЯ .7
5.1. Динамическое моделирование системы терморегулирования и определение параметров автоколебаний
5.2. Методы расче та переходных процессов
5.3. Динамический анализ контура регулирования
системы точной термостабилизации
5.4. Анализ полученных результатов
Выводы по главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения

Условные обозначения
т Массовый расход
у Объемный расход
с Теплоемкость
е Излунательная способность
F Площадь
h Шаг
Н Высота
к Коэффициент
m Масса
р Оператор дифференцирования
q Удельный тепловой поток
Q Тепловой поток
R Радиус
s Оператор Лапласа
Т Температура
V Объем
W Передаточная функция
x,y,z Координаты
а Коэффициент теплоотдачи
А, Корень характеристического уравнения
ps Площадь миделя
т Время
(pi Угловой коэффициент
q, Угловой коэффициент для системы двух поверхностей
со Частота
Индексы
тах Максимальный
min Минимальный
пот Номинальный
вент Вентилятор
вх Входной
вых Выходной
г Газ
гк Термоконтейнер
изм Измеренный
м Модулятор
об Объект
отр Отраженный
пад Падающий
пер Переходный

ность, сложность, связанную с протяженностью теплоотводящих устройств, повышенную мощность, тепловых потоков. Решение поставленной задачи возможно при использовании усовершенствованных технологий с тем, чтобы достичь требуемых результатов по массе, размерам и сроку существования. Эти технические решения могут включать тепловые трубы высокой емкости, системы, использующие двухфазные теплоносители, радиаторы со складывающимися панелями /98,100,126,129/.
Одним из методов решения данной задачи является использование СТР, включающих в себя тепловые трубы высокой емкости: одноканавочные тепловые трубы высокой емкости и с перспективной трапецеидальной осевой канавкой (ПТОК), характеризующиеся высокой плотностью мощности и уровнями теплопередачи до 150 кВт/м /120,129/.
В связи с проблемой возникновения неконденсируемого газа, а тепловой трубе постоянной проводимости, для обеспечения переменного блокирования зоны конденсации используются тепловые трубы переменной проводимости (ТТПП), преднамеренно заправленные инертным неконденсируе-мым газом (рис 1.11). Объем резервуара, предназначенный для хранения, воспринимает газ в случае, когда требуется полная загрузка. Как только тепло подводится к испарительному концу, появляющийся пар вытесняет не-конденсируемый газ к конденсатору и резервуару. При снижении тепловой нагрузки на испарительном конце, граница между паром и инертным газом смещается влево, отсекая часть конденсатора. Следовательно, проводимость трубы снижается в виде функции от тепловой нагрузки испарителя. Свойство переменности радиатора подобно узлу жалюзи в том, что оно снижает мощность нагревателя, потребляемую во время работы в холодном режиме, и при этом допускает полный, без задержки сброс тепла в горячем режиме.
Еще одной из перспективных конструкций терморегуляторов является конструкция с использованием контура с капиллярной подачей (ККП) (рис 1.12), представляющая собой двухфазную систему теплопередачи с многочисленными параллельными испарителями, в конструкции которых встроена