Расчет комплексной теплопередачи в жидкостном контуре системы терморегулирования космического аппарата по реальной топологии и теплофизическим свойствам

Система терморегулирования (СТР) является одной из важнейших систем, которая во многом определяет проектный облик и параметры космического аппарата (КА). На современном этапе развития методов и средств проектирования КА перспективной является направление создания тепловых математических моделей СТР, алгоритмов расчета, позволяющих на различных этапах проектирования формировать эффективные конструкторские решения. Целью настоящей работы является приведение системы уравнений тепловых балансов жидкостного контура (ЖК) СТР к виду, позволяющему вести программное численное интегрирование в алгоритме поиска решения по длине средней линии тепломассообменного жидкостного контура с учетом определенных комплексных тепловых сопротивлений. Фактически это означает, что в записи уравнений в качестве переменных должны остаться члены значений температур контура и линейной координаты – переменной интегрирования, все остальное должно быть численно определено по свойствам реального объекта.

Для граничных условий ЖК СТР космического аппарата произведен расчет коэффициентов комплексной теплопередачи с учетом реальной топологии контура и теплофизических свойств теплоносителя. С использованием этих значений система тепловых балансов СТР КА по характерным поверхностям постоянных температур была приведена к виду, позволяющему вести численное решение: число уравнений соответствует числу определяемых температур по северной и южной панели и замкнуто через температуру хладагента жидкостного контура. Полученная система уравнений позволяет исследовать термическое состояние КА негерметичного исполнения на этапе эскизного проектирования при варьировании режимных и конструктивных параметров с целью определения области работоспособности и области оптимальной работы при определенных критериях эффективности.