Холодильник-излучатель

В ГТУ закрытого цикла, предназначенной для работы в космосе (питание бортовой аппаратуры летательных аппаратов), теплота подводится к рабочему телу в ядер-ном реакторе, а сброс теплоты в космическое пространство производится холодильником-излучателем. Термодинамический цикл ГТУ, работающей с регенерацией теплоты, показан на рис. 11.9, б. [c.136]

Уравнение теплового баланса теплообменных аппаратов, предназначенных для сброса тепла в окружающую среду (холодильников, холодильников-излучателей и т. д.), имеет следующий вид [c.162]

Двухконтурная ПТУ с конденсирующим инжектором может быть использована как в наземной, так и в космической энергетике. Поэтому в процессе термодинамического анализа оценим влияние параметров ее циклов на эффективный КПД т эфг, под которым будем понимать отношение полезной электрической мощности установки к тепловой мощности, подводимой в контуре прямого цикла от высокотемпературного источника теплоты, и удельную (на единицу Ngj,) площадь холодильника-излучателя F. [c.32]

Рис. 2.9. Зависимость удельной площади холодильника-излучателя двухконтурной ПТУ от параметров рабочего тела на входе в конденсирующий инжектор

По этой причине для указанных установок частным критерием качества является минимум удельной (на единицу полезной электрической мощности уУ,,л) массы. В ядерных энергетических установках агрегатом, масса которого наиболее чувствительна к изменению термодинамических и расходных параметров цикла и на долю которого приходится от 10 до 30 % массы установки, является холодильник-излучатель. Это обстоятельство обусловливает целесообразность оптимизации параметров совокупности Z ядерных космических энергетических установок по минимуму удельной (на единицу N.jjj) площади холодильника-излучателя F при известном значении удельной (на единицу площади) массы последнего [581. [c.43]

В солнечных ПТУ термодинамические и расходные параметры циклов влияют не только на холодильник-излучатель, но и оказывают существенное воздействие на концентратор солнечного излучения, масса которого составляет до 20 % от массы установки. Поэтому параметры совокупности Z солнечных ПТУ без системы аккумулирования тепла оптимизируются по минимуму удельной [c.43]

Разработка энергетической установки заданной электрической мощности на базе унифицированного радиоизотопного источника теплоты обусловливает необходимость иного подхода к оптимизации ее термодинамических параметров, отличного от традиционного, при котором для минимизации топливной составляющей эксплуатационных затрат термодинамические параметры определяются из условия обеспечения максимума эффективного КПД установки. При использовании унифицированного источника теплоты загрузка, а значит и топливная составляющая эксплуатационных расходов заранее определены. Поэтому оптимизацию термодинамических параметров цикла преобразователя целесообразно вести по критерию минимума удельной (на единицу Л эл) площади холодильника-излучателя fxn при условии получения требуемого эффективного КПД установки Г1э . Значение последнего вычисляется по и тепловой мощности унифицированного источника теплоты. В этом случае достигается снижение приведенных затрат в космическую энергетическую установку за счет сокращения транспортной составляющей эксплуатационных расходов, поскольку на долю холодильника-излучателя приходится до 30 % общей массы установки и его размеры существенно зависят от термодинамических параметров цикла. При таком подходе в общем виде задача оптимизации термодинамических параметров преобразователя формулируется следующим образом [c.171]

Удельная площадь холодильника-излучателя определяется по формуле [c.172]

Площадь холодильника-излучателя, м [c.177]

Площадь холодильника-излучателя, 26 1 65 130 1 260 [c.177]

Соответственно космические радиоизотопные ЭХУ оптимизируются по минимуму удельной (на единицу при заданных X и Грф) тепловой мощности радиоизотопного источника теплоты, ядерные — по минимуму удельной суммарной площади холодильников-излучателей, стоящих в контурах прямого и обратного циклов, солнечные — по минимуму удельной суммарной площади проекции концентратора на плоскость, перпендикулярную солнечным лучам, и площади холодильников-излучателей контуров прямого и обратного циклов. [c.189]

Выведем соотношения, связывающие термодинамические и расходные параметры циклов ЭХУ с удельной суммарной площадью ее холодильников-излучателей и концентратора солнечной энергии. [c.201]

Теплота от паротурбинного преобразователя отводится в неизотермическом процессе 8—10. Коэффициент теплоотдачи от ДФС не превосходит 1-10 Вт/(м -К). Это вынуждает учитывать термическое сопротивление теплоносителя и стенок труб при расчете удельной площади холодильника-излучателя ПТП, которая при одной излучающей поверхности вычисляется по формуле [c.201]

Область допустимых значений оптимизируемых переменных формируется системой неравенств (10.25)—(10.33). Для конденсации пара жидкость, подаваемую в пассивное сопло конденсирующего инжектора, необходимо предварительно охладить в холодильнике-излучателе ниже температуры конденсации в прямом цикле ПТП Ts. Это условие отражается ограничением (10.30). Выполнение условия (10.31) соответствует завершению процесса дросселирования толуола в парожидкостной области диаграммы состояний, т. е. генерации холода парокомпрессионной холодильной машиной. Удовлетворение неравенств (10.32) и (10.33) обеспечивает работоспособность холодильников-излучателей соответственно паротурбинного преобразователя и парокомпрессионной холодильной машины при лучистом теплообмене с Землей и другими планетами. Минимальное значение температуры Тюъ неравенстве (10.27) должно превышать температуру плавления ДФС, а также наряду с минимальным значением температуры Тн в (10.28) превосходить величину ( 7пs/фp)° Физический смысл остальных неравенств раскрыт в п. 9.. [c.203]

Уменьшение приведенной электрической мощности ЭХУ обусловливает рост параметра д. Однако при этом уменьшается и неизотермичность холодильника-излучателя ПТП (снижается коэффициент От. э). Под превалирующим влиянием последнего фактора с ростом температуры Тю удельная площадь холодильника-излучателя ПТП F, сокращается. [c.206]

Развитие космической техники привело к разработке большого числа разнообразных конструкций холодильников-излучателей. [c.497]

По характеру изменения теплового потока от излучающей поверхности во времени холодильники-излучатели делятся на стационарные и нестационарные. [c.497]

В нестационарных холодильниках-излучателях температура поверхности периодически изменяется во временИ т. е, материал холодильника вначале аккумулирует тепло, а затем излучает его в космосе. Стационарные холодильники-излучатели в свою очередь можно классифицировать следующим образом. [c.497]

Вначале рассмотрим простейший холодильник-излучатель, представляющий собой системы каналов без оребрения. [c.498]

Эисргоустаиовки с вторичным использованием бросовой теплоты первой ступени преобразования энергии используются в различных областях техники. Не касаясь традиционных направлений, отметим целесообразность применения паротурбинных преобразователей с ОРТ в комбинированных космических энергётических установках с ядерными или радиоизотопными источниками теплоты. В качестве верхнего каскада в таких энергетических установках используется термоэлектрический или термоэмиссионный преобразователь. Разработка этих установок стала возможна благодаря созданию селективных покрытий для низкотемпературных холодильников-излучателей, обеспечивающих степень черноты поверхности 0,8. .. 0,9 и коэффициент поглощения солнечного излучения 0,1. .. 0,2 [25]. Такие холодильники-излучатели при температурах поверхности порядка 300 К оказываются работоспособными в условиях лучистого теплообмена с Землей, Солнцем и другими планетами. [c.21]

На рис. 2.9 представлены графики зависимости удельной площади холодильника-излучателя от и Тг,. Наличие минимума на графиках зависимостей F (Tj ) обусловлено взаимно противоположным влиянием на f снижения Лэф (см. рис. 2.7) и уменьшения неизотермичности холодильника-излучателя. Из рис. 2.9 видно, что нри функционировании конденсирующего инжектора в режиме термонасоса величина F несколько снижается, т. е. и для космических ПТУ, критичных к удельной площади холодильника-излучателя, этот режим работы также может оказаться целесообразным. [c.35]

Используя обычные при термодинамическом анализе допущения и данные работ [53, 58, 82], можно записать следующие соотношения для расчета и Т1дф в зависимости от термодинамических параметров в характерных точках циклов комбинированной энергетической установки на горячих и холодных спаях обоих каскадов ТЭГ выходе из парогенератора выходе из турбины, входе и выходе из холодильника-излучателя, которые соответственно индексируются г1к, х1к, 1рт, трт, 2рт, Зрт. [c.172]

Для упрощения системы ограничений, формирующей область допустимых значений независимых переменных, в качестве последних удобно выбрать Txi , перепад температуры ДФС на холодильнике-излучателе — Тдрт и степень расширения парового потока на активном сопле конденсирующего инжектора Як, и- Свойства полупроводниковых материалов и ДФС обусловливают ряд особенностей организации рабочего процесса энергетической установки, которые необходимо учитывать в решаемой задаче. Из-за возможного окисления, испарения и диффузии материалов ТЭГ при сроках функционирования более года температура горячего спая первого каскада Тпк не превышает 1000 К [82], поэтому ее следует принять неизменной и равной 1000 К. Термоэлектрические материалы имеют максимальные значения pi в относительно узком диапазоне температур, а форсирование TipT ограничивается термической стабильностью ДФС. С учетом сказанного конкретизированная постановка задачи (9.18) принимает вид [c.173]

Результаты многократного решения задачи (9.25). .. (9.33) при варьировании tiI , от 6 до 24 % и вр = 0,9 т]ор = 0,8 т]пот = = 0,7 Т1з = 0,8 т] = 0,7 г],, = 0,9 Т1 = 0,8 АГ з = 20 К, АГ = 80 К И АГпг = 10 К выявили существенную зависимость оптимального значения температуры жидкости на входе в холодильник-излучатель ПТП Гарт opt от величины Т1эф. Эта зависимость совместно с графиком изменения минимальных значений удельной площади холодиль ника-излучателя представ- [c.174]

В то же время специфические условия создания и эксплуатации автономных ЭХУ определяют целесообразность их оптимизации по к 1териям астным по отношению к минимуму 3. В ряде практически важных случаев можно провести достаточно четкую аналогию между частными критериями качества одноцелевых электроэнергетических установок и ЭХУ. В гл. 3 отмечалось, что термодинамические параметры циклов космических радиоизотоп-ных ПТУ оптимизируются по максимуму эффективного КПД, ядерных — по минимуму удельной (на единицу мощности Л эл) площади холодильника-излучателя, а солнечных — по минимуму удельной суммарной площади проекции концентратора на плоскость, перпендикулярную солнечным лучам, и площади холодильника-излучателя. [c.189]

От пaJзoкoмпpe иoнJ oй холодильной машины меньшая часть теплоты No. X, равная Л о. х Ьз — i 4)l ii3 — in), отводится в не-изотермическом (близ1 м к изобарному) процессе 13—14, а большая часть, равная jVq. х ii4 — ii5)l h3 — hs), — в изотермическом процессе 14—15. Поэтому уравнение для расчета удельной площади холодильника-излучателя парокомпрессионной холодильной машины принимает вид [c.202]

Совокупность внешних факторов оэху при заданном типе и структуре ЭХУ содержит верхнюю температуру цикла ПТП Тг, температуру рефрижерации парокомпрессионной холодильной машины Ткоэффициенты и параметры, характеризующие степень необратимости термодинамических процессов в теплоэнергетическом оборудовании установки характеристики концентратора, холодильников-излучателей и окружающей среды, а также теплофизические свойства ДФС и толуола. [c.203]

Рост fS min с увеличением относительной холодопроизводительности X обусловливается возрастанием расхода рабочего тела в парокомпрессионной холодильной машине, что отражается увеличением кратности циркуляции у (рис. 10.7, б). Последнее приводит к увеличению затрат мощности ПТП на привод компрессора парокомпрессионной холодильной машины и в соответствии с уравнением (10.16) — к снижению приведенной электрической мощности ЭХУ Л дл. Последний фактор, как это видно из формулы (10.19), непосредственно обусловливаетjo t удольной площади концентратора f к i и через параметры No. э и No. х способствует увеличению соответственно удельной площади холодильника-излучателя ПТП F,3 и парокомпрессионной холодильной машины Fj. Дополнительным фактором, также способствующим росту величины Fx, является увеличение кратности циркуляции рабо чего тела у. Для анализа факторов, оказывающих определяющее влияние на обратимся к графикам покоординатного изменения параметров ЭХУ с х = 1,0 в окрестностях точки оптимума. Влияние рз отражено на рис. 10,8. Оптимальное значение рз расположено около левой границы своих допустимых значений, задаваемой ограничением (10.25). При возрастании рз удельные площади Fg и Fk i увеличиваются, я = 8,43 м кВт. Такой характер изменения составляющих удельной площади F объясняется следующим образом. В оптимальном варианте ЭХУ раз- [c.204]

При неизменном температурном режиме холодильника-излучателя ПТП рост параметра N . э однозначно определяет увеличение удельной площади Fg. Наличие минимума на графике зависимости удельной площади от температуры Г/4 объясняется взаимно противоположным влиянием на удельную площадь холодильника-юлучателя парокомпрессионной холодильной машины параметра yVo. X и температуры в соответствии с уравнением (10.23). [c.208]

Наконец, еще большего эффекта можно достичь, пропуская рабочее тело через газофазный ядерный реактор [1.8, 1.9, 1.13— 1.16]. Предлагаются различные способы предохранения делящегося урана от выбрасывания с рабочим телом, а стенок камеры — от расплавления (температура рабочего тела будет составлять десятки тысяч градусов). Г1редполагается, что скорость истечения для таких двигателей будет достигать 15—70 км/с, но превышение 30 км/с требует существенного усложнения конструкции — введения холодильников-излучателей [1.15]. [c.40]

В стационарных холодильниках-излучателя температура поверхности (а следовательно, и тепловой поток) во вре.леи) не изменяется и излучатель отдает в единицу времеигт одно и то же количество тепла. [c.497]

Методика расчета ребер была дана в гл, II. Особенкость расчета ребер для холодильников-излучателей заключается в том, что в этом случае передача тепла от ребер в окружающее пространство осуществляется не путем конвекции, а исключительно излучением. Изменение количества тепла dQ в элементе dx ребра вследствие его теплопроводности будет равно разности между излучаемым теплом dE и теплом от внешних источников Qbh> которое поглощается ребром (рис. 19.23). [c.503]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...