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

продолжение табл. 19

Расчетнве

Бремя от начала охлаждения т

величины

0,00

0,25

0,50

0,75

1.00

1,25

1,50

1,75

2.00

2,25

2,50

Количество тепла, отводимое при охлаждении испытываемых изделий, Qu3d в ккал/ч

Тепловыделение при работе вентилятора, Qeenm в ккал/ч

Необходимая холодопроизводительность, Qo в ккал/ч

9552

4971

3349

2303

1738

1430

1218

1118

1039

Расчетная температура кипения 0 в С

-66,2

-69,7

-71,3

-72,а5

-72,3

-72,4

-72,5

-72,6



Так как полученное значение температуры камеры отличается от заданного больше, чем на 0,1° С, т. е. не отвечает точности, обусловленной заданием, то при последующем приближении можно принять е- г = 0,000912 для тт = 7,0. Проверка дает 4 = 30 - 100.0,999088 = 30 - 99,91 = = -69,91° С, что находится в заданных пределах точности.

Следовательно, tn= = 2,8 1/ч.

Значение темпа охлаждения позволяет найти характер изменения температуры воздуха в камере за весь период охлаждения. Для этого определяем температуру 4. которая будет в камере через каждые последовательные промежутки времени Ат = 0,25 ч. Так, через 0,25 ч после начала охлаждения температура в камере

4 = 30 - 100 (1 - e-2.8o.25) 30 - 52,76 = -22,76° С.

Результаты вычислений для всех последующих промежутков времени приведены в табл. 19. Количеством тепла, отводимым от воздуха камеры при его охлаждении, допустимо пренебречь вследствие его малости.

2. Количество тепла Qs, отводимое от изоляции при ее охлаждении, можно найти, введя следующие допущения:

а) тепловая изоляция камеры считается состоящей из пластин (плит) бесконечной длины, но конечной толщины;

б) пренебрегается тер.мическими сопротивлениями с обеих сторон ограждения, что позволяет принимать в любой момент времени температуру на наружной поверхности камеры, равной температуре окружающего воздуха 4. а на внутренней поверхности - температуре воздуха в камере 4;

в) принимается параболический закон распределения температуры в сечении плоской стенки, теплоизоляционной пластины, причем предполагается парабола второго порядка (показатель степени п = 2).

Тогда

Qua = 1,2 Y 2 УКЖб -j- (4 - Q ктл/ч,

где 1,2 - коэффициент учитывающий охлаждение находящихся в изоляционном слое конструктивных элементов;

п - показатель степени параболы, характеризующей распределение температуры в сечении теплоизоляционной стенки; п = 2;

F - площадь теплопередающей поверхности изолированных ограждений; в данном примере F = 2S м.



Расчет ведется для каждого последовательного промежутка времени, равного Ат = 0,25 ч. Для первого периода (т = 0,25)

Qus= 1.212(2+1) T .Q35-0.32.50 X

X 25 (30 + 22,76) =

10,25

= 1,2.0,577-0,748.25.2.52,76= 1360 ккал1ч = 1580 ет. Для второго периода (т = 0,5)

Q ,= 1,2.0,577-0,748-25-7:75,34 = ,

= 12,92-75,34= 1375 ккал1ч = 1600 вт.

Для последующих периодов количество тепла Q 3 приведено в табл. 19.

3. Для определения количества тепла Qkoh, отводимого от элементов внутренней конструкции камеры предполагается, что температура этих элементов на всей их глубине следует за температурой камеры, т. е. изменяется также по экспоненциальному закону.

Количество тепла, отводимое от элементов конструкции на промежуток времени от Xi до Xg, будет

Qkch = m I: GiCi {t - Q (e-. - ) =

= m X GiCi {txi - tx2),

где Gl - масса элементов конструкции однородного материала;

Ci - удельная теплоемкость этого материала; tja - температура в камере в начале периода; 2 - температура в камере в конце периода. Для первого периода от Xi = О до Xg = 0,25 ч

Qkoh = 2,8 (350-0,11 + 120-0,09) (30 + 22,76) =

= 2,8-49,3-52,76 = 7280 ккал/ч = 8450 ет;

для второго периода от х = 0,25 ч до Xg = 0,5 ч

Qkoh = 2,8-49,3 (-22,76 + 45,34) = 138-22,58 =

= 3120 ккал/ч = 3630 вт.

Для последующих периодов результаты вычислений приведены в табл. 19.



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