|
| |
|
Главная Журналы  2fi 2 Фиг, 5.10, Влияние зер!ального отражения на температуру стенки ---диффузное отражение;  цилиндрической полости при постоянном тепловом потоке на стенке [6]. -зеркальаое отраженне. 8, Buckley Н., On the Radiation from Inside of a Circular Cylinder, Phil Mag., 4 753 (1927) q Sparrow E M. Jonsson V. K., Thermal Radiation Absorption In Rcctangu- lar-Groove Cavities. / Appl Mech., ЗОЕ, 237-244 (1963) /0 Спэрроу Э М., Грегг Дж. Л.. Шел Дж. В.. Манос П., Диализ процесса иэ- лучения между серыми поверхностями простой конфигурации; расчет и интерпретация полученных результатов. Труды ажр. о-ва инж.-мех., сер. С, Теплопередача, Ш% Ш . . , . р,,, 11 Walsh J W Т., Radiation from a Perfectly Diffusing Circular Disc- Phys. Soc. {London), 32, 59-71 (1919-1920). 12 Спэппоу Э M Грегг Дж, Л.. Лучистый теплообмен между круглыми дис- ками с произвольными различными температурами, Труды амер. о-ва инж.-мех. сер. С, Теплопередача. № 4, Ш (1961). , х t П Sparrow Е М Albers L, U.. Apparent Emissivity and Heat Transfer in a Long Cylindrical Hole, /, Heat Transfer, 82C, 253-255 (1960). 14 Спэрроу Э \., Эккерт Э. P. Г.. Альберс Л, У.. Характеристики теплового излучения цилиндрических полостей, Труды амер. о-ва инж.-мех., сер. С., Теплопередача, № I, 90 (1962). 15 Krishiian К S,. Effects of Specular Reflections on tlie Radiation Fiux from a Heated Tube./Уаг«ле, 187, 135 (I960) в.я- finn Flnv frnm 16 Krishnan К S. Effects of Specular Reflections on the Radiation Flux from a Heated Tube, Nature, 188, 652-653 (i960). ГЛАВА 6. ИЗЛУЧЕНИЕ и ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В ПРОЗРАЧНЫХ СРЕДАХ Теплообмен излучением играет важную роль в космической технике; например, в космических анпарагах сбрасываемое тепло от энергетической установки, электронного оборудования и различных элементов аппарата переносится жидким теплоносителем к космическим радиаторам, где оно путем теплопроводности передается к поверхности ребер, а затем путем теплового излучения отводится в открытый космос. Поскольку космические радиаторы, ио-видимому, относятся к наиболее тяжелым элементам системы терморегулирования космического аннарата, следует выбрать наиболее эффективную геометрию ребер с точки зрения отвода тепла излучением, а также точно определить тепловые характеристики радиатора, чтобы минимизировать его вес. На фиг. 6.1 показаны типичные радиаторы космических аппаратов. В работах [1,2] рассматривается широкий круг связанных с ними инженерных проблем. Основной механизм теплообмена в космическом радиаторе - совместное действие теплопроводности и излучения в прозрачной среде. Характеристики теплообмена для простых излучающих ребер исследовались достаточно широко [3-14]. Для геометрических форм ребра, представленных на фнг. 6.1,0, г, теплообменом излучением между поверхностью ребра и его основанием можно пренебречь, что значительно упрощает анализ. Однако для случаев, представленных на фиг. 6.1, а, б, d, этот теплообмен необходимо учитывать, что усложняет проведение расчетов. Оптимизация веса ребра также существенна в других технических нрйлол<енйях. Эта проблема рассматривалась рядом исследователей, определявших тепловые характеристики развитых излучающих поверхностей. В настоящей главе на нескольких частных примерах будет показана постановка задачи теплообмена для излучающих ребер и будут рассмотрены методы решения и некоторые полученные результаты, 6.1. ИЗЛУЧАЮЩЕЕ ПЛОСКОЕ ПРОДОЛЬНОЕ РЕБРО Рассматривается совместное действие излучения и теплопроводности (радиационно-кондуктнвный теплообмен) в случае продольного плоского ребра (фиг. 6.2). Такое ребро соответ-  Обращено в космос Обраиио в космос Обращено в космос ШВкость  Обраш/но Жидкость к аппарату Обраиио а космоо  Обращено к аппарату в  Qt- ЖиЗкостб Фиг. 6.1, Типичные формы радиаторов космических аппаратов. ствует конфигурации, приведенной на фнг. 6.1, г, при толщине ребра 2t. Задача ставится при следующих допущениях: 1. Размер пластин в направлении нормали к плоскости чертежа достаточно велик, поэтому температура в этом направлении не изменяется. 2. t, поэтому температура пластин является функцией лишь продольной координаты, т. е. Т]{х]) и Т2{х>). 3. Энергия излучения, падающего на поверхность ребра нз окружающего пространства, пренебрежимо мала. 4. Температура оснований ребер одинакова, т. е ri(0) =Г2(0) =Ть.  Фиг 6.2. Продольное плоское ребро. 5. Тепловые потери с кромок ребер пренебрежимо малы, т. е. dTi{L)/dxi = 0 и dT2{L)/dx2 = 0. 6. Поверхности ребер непрозрачные, серые, излучают диффузно и имеют одинаковую степень черноты е. Коэффициент теплопроводности k также одинаков для обеих нластии. 7. Выполняется закон Кирхгофа. 8. Поверхности являются диффузными отражателями. Стационарное ур-авнение баланса энергии для элементарного объема ребра можно записать следующим образом; Результирующий подвод"! ["Результирующий" тепла путем -f подвод тепла =0. (6.1а) теплопроводности J 1путем нзлyчeнняJ В более компактной форме оно имеет вид dQ-i-dQO. (6.16) Пусть W - ширина пластин в направлении нормали к плоскости чертежа на фнг. 6.2. Тогда результирующий подвод тепла путем 0 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 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 |