Космонавтика  Расчет систем охлаждения 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

для отсека генератора холода

Qua = УизУобСиз {tn

. =0,80-35.0,32 (20 - °) = 8,95(20 + 29,25) =

= 440 ккал = 1840 кдж;

для перегородки (считая ее конечную температуру средней между температурами отсеков)

Q u. = VuyaeCu. {t, - =

= 0,066- 35-0,32 (20 - -50-78,5

= 0,74 (20 + 64,25) = 62 ккал = 260 кдж.

4. К постоянным теплопритокам в камеру относятся: теплоприток через ограждение Q, тепловьщеление испытываемой аппаратуры q2 и тепловой эквивалент работы электродвигателя q4. Воздух в камере быстро охладится, а потому теплоприток Q возникнет почти сразу. Его находим по формуле

где F - наружная поверхность камеры в м.

В небольших камерах велико влияние углов на величину теплопритока. Чтобы отчасти учесть этот повышенный теплоприток, в расчет введена не средняя поверхность ограждений камеры, а наружная. Расчет ведется для обоих отсеков отдельно.

Наружная поверхность рабочего отсека

F = 1,7-1 + 1-0,8-2 -4- 1,7-0,8-2 = 6,02 м;

наружная поверхность отсека генератора холода F= 1,7-1 + 1-0,7.2+1,7.0,7.2=5,48 м\

Теплоприток в рабочий отсек Qi = 0,17-6,02 (20 + 50) = 71,6 ккал/ч = 83,3 вт;

теплоприток в отсек генератора холода

Qi = 0,17-5,48 (20+ 78,5) = 91,7 ккал/ч = 107 вт.



Тепловыделение испытываемой аппаратуры = 0,8бЛ? = 0,86-500 = 430 ккал1ч или = Nn = = 500 вт.

Тепловой эквивалент работы электродвигателя вентилятора

где т)55 - коэффициент полезного действия электродвигателя вентилятора; принимаем т] = 0,7.

q4 = 860-0,25-0,7 = 150 ккал1ч

чили

Qi = NsglOgg = 0,25-10-0,7 = 175 вт.

Оба вида теплопритоков сведены в табл. 18.

5. Необходимое количество сухого льда на весь период испытания

G,= l,2-J.

Здесь 1,2 - коэффициент запаса, обеспечивающий избыток сухого льда в конце испытания, необходимый для поддержания заданной температуры в конце периода испытания; Qo - общий теплоприток за весь период испытания;

Qo 36 900 ккал = 154 800 кдж; Qj, - удельная холодопроизводительность 1 кг льда;

где г - теплота сублимации сухого льда, равная 137 ккал!кг = 574 кдж/кг при 1 кгс!см и -78,5° С; Ср - средняя теплоемкость пара углекислоты; в интервале температур -50° и -78,5° С теплоемкость Ср = 0,186 ккал!{кг-град) = 0, 78 кдж!{кг-град). Следовательно,

<7, = 137 + 0,186 (-50 + 78,5) = 137 + 5,3 = = 142,3 ккал!кг = 596 кдж!кг.

Тогда

G,= l,2 = 312 ,сг.

Блоки сухого льда, производимого в льдогенераторах, имеют массу около g, = 40 кг, объемную массу



Таблица 18

Теплопритоки в низкотемпературную камеру

Теплоприток

Продолжи-

в единицу

тельность

Общий теплоприток

В] д,

Статьи теплоприто-

времени

работы

ккал/ч

10 сек

ккал

Охлаждение ап-

92.5

паратуры

Охлаждение

внутренней об-

шивки:

рабочего от-

-

115.5

и: л

сека

генератора хо-

146,0

лода

(Q С

Охлаждение

а> С

изоляции:

рабочего отсека

генератора холода

350.0 440.0

1470 1840

перегородки

62,0

Теплоприток че-

рез ограждения:

рабочего от-

71,6

83,3

3440.0

14 400

сека

генератора

91.7

107,0

4400.0

18 500

холода

Тепловыделение

430,0

500,0

.173

20650,0

86 500

аппаратуры

Тепловой экви-

150,0

175,0

7200.0

30 300

валент работы вен-

тилятора

Итого

36896,0

154 756

= 1300 1400 кг/м и размеры 190 Х 190 X 800 мм. Таким образом, объем блока сухого льда

= 0,19-0,19-0,8 = 0,029 л/3. .



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84