Авдуевский (Авдуевский В.С. (ред), 1992 - Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике), страница 101

54) Тогда уравнение (19.53) и граничные условия (19.54) запишутся в виде ли — 1 (1 — Вх) — ) — р (6' — А) = О; 6 ( г в = 1:: Нх 1 ~ ия „) ( 6 ") Ы8 ~ (19.55) 'Количество тепла, отдаваемое ребром в окружающее пространство, определится согласно закону Фурье: () =- — Лб,— ', ~ где и — — ширила ребра. Коэффициент эффект ~злости ребра Чэ = (Ыизх~ (19.56) где Я, „-- мзксимал1ный тепловой поток для данной геометрии ребра при ус.ювии, что температура ребра постоянна и равна Т,. Очевидно. максимальный теплоотвод от ребра будет при отсутствии поглощения падающего теплового и ядерного излучений и прн равномерном распределении температуры по длине ребра.

604 где и — число излучающих сторон ребра (и = 1 или 2); угловой коэффициент; 6 -- толщина ребра; Л вЂ” коэффициент теплопроаодности ребра. Рассмсгргм .лучин трапециевидных ребер (см. рис. 19.23): 6 =- 6, (1 -- Вг1ь), где 6, — олщина ребра у его основания;  — скос (уклон) ребра. Тогда температурное поле в ребре определится иэ уравнения (19.53) со следующими граничными условиями: Т~, ==- Т; Лб — ~ =О лт лх к=х гдв ! „— - температура у основания ребра.

Условия (19.54) означают, что излучение тепла с концов ребер считается пренебрсгкимо малым. Введем следующие безразмерные параметры: 6 — Т/7'о'. Х =- А75; А =- Я,„7(поа рТо)' р = паегрТэй 7(Лба). а о4 Оу 12 14 дп г, Ха Лг р Рнс.

!9.24. Ыффентннность н, .еющнх ребер В этом случае Яшах = повтрТе7.)т, (19.57) где й — длина ребра, Коэффициент эффективности ребра можно представить с помощью безразмерных переменных тГР == с)В(т(х (х=е~р. (19.58) В случае, если геометрия ребер и температура Т, известны, то решение уравнения (19.55) позволяет определить эффективность ребер. Ввиду нелинейности дифференциального уравнения (19.55) точное его решение может быть найдено только для частных случаев.

На рис. 19.24 приведены результаты численных расчетов на ЭВМ эффективности излучающих ребер в зависимости от параметра р для различных значений А и 6„Гбе (где 6„6„— начальная и конечная толщины ребра трапецендальной формы), по которым для каждого конкретного случая можно выбрать параметры ребра и определить его эффективность. Расчеты показывают, что ребра, обладающие постоянным грат 044 днентом температуры вдоль ребра ( — = сопз(), имеют мень(, ех шую массу, чем трапециевидные при прочих равных условиях.

Однако отличие в удельной массе треугольного ребра и ребра т Ы4З с постоянным градиентом температур ( — = сопз1) невелико (, нх и в среднем составляет 4 ... бее. Учитывая также технологические трудности изготовления сложного профиля ребра при— ио нх бое ( "+)вам Ряс. 19.26. Схема прибранного канала с двумя иалучаюптимя поверхностями = сопз1, на практике предпочтительнее использовать треугольные ребра.

Прямоугольные ребра значительно тяжелее трапециевидных, тем не менее вследствие прочностных характеристик и простоты технологии их изготовления они широко используются в панелях холодильников-излучателей. На рис, 19.25 представлена секция излучателя с двумя излучающими ребрами. Рабочее тело входит в теплообменник при температуре (Тт), и выходит при несколько меньшей температуре (Тт), . Этим значениям температур теплоносителя будут соответствовать определенные значения температур наружной поверхности канала Т, „ и Т,,„ . Предположим, что температура наружной поверхности канала (за исключением температуры поверхности самих ребер) на элементарной длине йх по всему периметру канала является величиной постоянной.

(В тех случаях, когда это допущение дает чрезмерно большую ошибку, необходимо учитывать изменение температуры наружной поверхности по периметру канала,) При вышепринятом допущении количество тепла, излучаемое наружной поверхностью ореоренного канала, будет определяться уравнением (19.59) Й;1 = зоетрТе11т„г(х — м,„П йх+ 2е ае'рТеПарт1„г(х, где П,„— периметр наружной излучающей поверхности канала; П,р — периметр наружной излучающей поверхности ребра; П, = П,„+ 2Пар — полный периметр наружной излучающей повеРхности оРебРенного канала; т1р — эффективность РебРа. Последний член в уравнении (19,59) учитывает излучение ребристой поверхности.

Выражение (19.59) приведем к виду ~(Ц = (зоотрТе Яаа) ~Пак+ Пар а ~ дх. (19.50) 2т1р 20 ~(етостс) 1 О,„)( „Те) 606 Обозначим множитель 2 — 2О,„((е 7') О 7(еооч,74) (19.61) называемый эквивалентным периметром оребренного канала. Тогда уравнение (19.60) можно записать в виде ей~ = (зоорТ~ — Яье) Пз, г(х. (19.62) Из уравнений (19.62) и (19.37) следует, что введение понятия эквивалентного периметра П„позволяет представить уравнение (19.59) для оребренного канала в форме, аналогичной уравнению (19.37) для неоребренного канала.

Эквивалентный периметр оребрения канала П„соответствует периметру веоребренного канала, который излучает при постоянной температуре Те по всей поверхности такое же количество тепла, какое излучает орсбренный канал с действительным периметром Пе =-- Пан + 2П „н постоянной телпеературой по ребрам. Таким образом, для расчета оребренного излучателя мо,:;,о воспользоваться вьппеизложенной методикой для простейшего неоребренного излучателя, заменив во всех выц|еприведенных уравнениях наружный периметр канала эквивалентным периметром. Система уравнений (19.34) и (19.37) может быть аналитически решена только для случая, когда Пе, по длине излучателя не изменяется, т. е, когда П.„=- сопз(. На самом же деле П„ зависит от Те и, следовательно, изменяется по длине излучателя.

Однако в большинстве практических случаев величина эквивалентного периметра П„изменяется незначительно от одного конца радиатора к другому и поэтому в первом приближении может быть принята постоянной. Если же изменение эквивалентного периметра по длине излучателя сушественно, то расчет необходимо производить по участкам. Для этой цели весь холодильник- излучатель условно разбнвае ся на ряд секций, каждую из которых необходимо рассчитывать отдельно. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ц Каким тепловым воздействиям подвергеется летательный аппарат в космосср 2. е4то понимается под собственным излучением плаиетые 3.

Как определяется лучистый поток солнечной знергни, отраженный планетойе 4. Напишите основные соотношения, определяющие нагрев поверхности аппарата в результате соударепия с молекуламн н атомами атмосферы. 5. В чем заключается терморегулирование летательного аппарата прн колете в носмосер 6. Какие требования предъявляются к оптическим свойствам поверхностей космических аппаратове 507 7. Назовите основные системы н способы переноса тепла внутри космического аппарата. В.

Назовите основныа схемы и формы холодильников-излучателей. 9. Напишите основные уравнении, описывающие перенос тепла в излучакхцем канале холодильника. 1О. Напишите дифференциальное уравнение переноса тепла длн излуча. ющего ребра. 11. От каких параметров зависит зффективность излучающего ребра? 12. Что такое еквивалентный периметр излучающего ребраР 13. От каких основных параметров зависит поверхность колоднльника. изучателяр СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Абрамовна Г. Н.

Прикладная газовая динамика. Мл Наука, 1969. 824 с. 2. Авдуевскнй В. С., Антонов Б. М., Анфимов И. А. Основы теория полета космических аппаратов. Мл Машиностроение, 1972. 345 с. 3. Беляев Н. М., Рядно А. Л. Методы теории теплопроводностн. Мл Высшая школа, 1982. 304 с. 4. Галицейскнй Б. М. Теплопередача в авнацнонныл двнгателяя. Мл МАИ, 1985, 82 с, 5. Головнев Н. Ф. Раднационный теплоперенос в высокотемпературныя гаван. Мл Энергоатомиэдат, !984.

256 с. 7. Дрейцер Г. А. Конвектнвный теплообмен в каналах: Учеб, пособ. Мл МАК, !934. 77 с 8. Ерошенко В. М., Зайчик Л. И. Гндродннамика н тепломассообмен на проницаемых поверхностях. Мл Наука, 1984. 276 с. 9. Исаченко В. П., Осипов В. А., Сукомел А. С. Теплопередача.

Мл Энергия, !975. 424 с. Ю. Краснов Н. Ф. Аэродинамика: Методы аэродинамического расчета. Ч. 2. Мл Высшая школа, 1980. 4!6 с. 11. Кутателадзе С. С. Аналнз подобия в теплофизике. Новоснбнрск: Наука, 1982. 280 с. 12. Кутателадзе С. С., Накоряков В. Е. Теплообмен н волны в газожндкостнын системах. Новосибирск: Наука, 1984. 320 с. 13. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачн. Мл Мир, 1983. 512 с. )4.

Лапин Ю. В. Турбулентный пограничный слой в сверхзвуковых потокал газа. М.: Наука, 1982. 3!2 с. 15. Лойцянскнй Л. Г. Механика жидкости и газа. Мл Наука, 1987. 840 с. 16. Мартыненко О. Г., Соковишнн Ю. А. Свободно-конвектнвный теплообмен; Справочник. Минск: Наука и техника, 1982. 400 с. 17. Методы расчета сопряженных задач теплообмена/Э. К. Калиена, Г. А. Дрейцер, В, В.