Определяющие тепловые сопротивления в модели жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата

Основная функция системы терморегулирования (СТР) – поддержание температуры в узловых точках КА в заданных диапазонах за счет перераспределения тепловой энергии и сброса избыточной тепловой энергии в космическое пространство. СТР могут иметь различное конструктивное исполнение и принцип работы. Одним из наиболее распространенных вариантов является СТР с применением жидкостного контура (ЖК) и насосной циркуляции теплоносителя. При разработке перспективных конструктивно-компоновочных схем приборных отсеков негерметичных космических аппаратов (КА) возникает необходимость постановки и решения новых задач, связанных с созданием расчетно-математических моделей промежуточной конвективной теплопередачи в жидкостном контуре.

Для систем интегральных уравнений тепловой модели ЖК с достаточно сложными топографическими границами и связями обоснование и использование определяющего (эквивалентного) теплового сопротивления представляется компромиссом счетной реализации системы, моделирующей СТР КА, с интегрированием по длине ЖК.

В настоящей работе для расчетной модели жидкостного контура системы терморегулирования, включающей систему уравнений двумерного теплового баланса характерных поверхностей космического аппарата негерметичного исполнения, предложена и реализована методика расчета определяющих тепловых сопротивлений, включающая в себя расчет коэффициента комплексной теплопередачи и локального коэффициента теплоотдачи от стенки в поток теплоносителя. Рассмотренный в работе подход позволяет получить численное решение для распределения тепловых потоков и температур жидкостных контуров со сложными топографическими границами и связями с минимальной потерей точности. Определение локального коэффициента теплоотдачи дает возможность учета влияния изменений температуры потока теплоносителя на общую картину конвективного теплообмена.