Двухфазный контур на базе капиллярных насосов с параллельным включением насосов различного конструктивного исполнения

Тепломассообменные процессы в конструкциях ЛА, энергетическихустаноеок,и систем жизнеобеспечения

Полученные в настоящее время количественные зависимости, характеризующие эффективность процесса фазоразделения в тепломассообменных аппаратах, обычно не могут быть использованы в других условиях.

Из сказанного следует необходимость создания более совершенных методов расчета и проектирования систем фазоразделения, которые позволят создавать высокоэкономичные и высокоэффективные фа-зоразделители энергетических систем. Эта задача требует для своего решения знания физической картины течения двухфазного газожидкостного потока в камере фазоразделителя [2].

На основе данной математической модели предложен алгоритм расчёта параметров потока по длине камеры фазоразделителя [3-4].

По результатам расчёта и эксперимента получена зависимость длины газового вихря (или длины существования двухфазного закрученного потока) от расхода жидкости, что физически соответствует окружной скорости жидкости в начальном сечении. Диаметр газового вихря монотонно убывает по длине трубы, это подтверждается расчётными и экспериментальными результатами [5].

Создание достоверной математической модели течения двухфазного газожидкостного закрученного потока позволит разрабатывать и проектировать оптимальные проточные части камер фазоразделителей гидравлических систем. Это существенно снизит материальные, временные и интеллектуальные затраты на проектирование, доводку и испытания гидравлических систем в целом.

Библиографические ссылки

1. Краев М. В., Кишкин А. А., Сизых Д. Н. Гидродинамика малорасходных насосных агрегатов / Сиб. аэрокосмич. акад. Красноярск, 1998, 237 с.

2. Kraev M. V., Kishkin A. A., Melkozerov M. G. Hydrodynamics of a two-phase flow in phase separaror chamber // Russian Aeronautics. Allerton Press, Inc. New York, 2002. Vol. 45, No. 3. P. 30-37.

3. Краев М. В., Мелкозеров М. Г., Пионтков-ский А. А. Центробежный фазоразделитель гидравлических систем // Вестник СибГАУ. Вып. 3. 2002. С. 132-139.

4. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010610787 от 22.01.2010 г. Расчёт гидродинамических и энергетических характеристик закрученного потока в гладкой трубе и торцевой щели / Мелкозеров М. Г., Зуев А. А., Делков А. В., Жуйков Д. А., Черненко Е. В.

5. Modeling for Swirling Diphasic Flow in the Centrifugal Phase Separator / M. G. Melkozerov, A. V. Delkov, E. V. Chernenko, V. I. Litovchenko // Mathematical Modeling and Computer Simulation of Material Technologies. Proceeding of the 6 International Conference MMT-2010 / ed. by M. Zinigrad, Ariel University Center of Samaria, Israel. P. 1-75.

References

1. Kraev M. V., Kishkin A. A., Sizykh D. N. Gidrodinamika malorashodnyh nasosnyh agregatov. [Hydrodynamics of expenditure of pumping units]. Krasnoyarsk, SAA Publ., 1998, 237 p.

2. Kraev M. V., Kishkin A. A., Melkozerov M. G. Hydrodynamics of a two-phase flow in phase separator chamber. Russian Aeronautics. Allerton Press, Inc. New York, 2002, Vol. 45, No. 3, pp. 30-37.

3. Kraev M. V., Melkozerov M. G., Piontkovskiy A. A. Tsentrobegny fazorazdelitel gidravlicheskich system. [Centrifugal phase separator of hydraulic systems]. Vestnik SibGAU. 2002, no. 3, p. 132-139 (In Russ.).

4. Melkozerov M. G., Zuev A. A., Delkov A. V., Zhuikov D. A., Chernenko E. V. Raschet gidrodinamicheskih i energeticheskih harakteristik zakruchennogo potoka v gladkoy trube i torzevoy sheli. [Calculation of hydrodynamic and power characteristics of swirling flow in a smooth tube and the end gap]. Svidetelstvo o registratsii program dlya EVM. No. 2010610787, 2010.

5. Modeling for Swirling Diphasic Flow in the Centrifugal Phase Separator / M. G. Melkozerov, A. V. Delkov, E. V. Chernenko, V. I. Litovchenko // Mathematical Modeling and Computer Simulation of Material Technologies. Proceeding of the 6 International Conference MMT-2010 Ed. By M. Zinigrad, Ariel University Center of Samaria, Israel. P. 1-75 - 1-84.

© Мелкозеров М. Г., Александрова Г. А., 2015

УДК 629.78

ДВУХФАЗНЫЙ КОНТУР НА БАЗЕ КАПИЛЛЯРНЫХ НАСОСОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ НАСОСОВ РАЗЛИЧНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

М. М. Попугаев, Е. Ю. Бакуров, О. В. Шилкин, А. П. Колесников

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: popugaev@iss-reshetnev.ru

Спроектирован, изготовлен и отработан двухфазный контур с тремя параллельно установленными капиллярными насосами различного конструктивного исполнения с общей радиационной панелью - прототип перспективной системы обеспечения теплового режима космического аппарата.

Ключевые слова: капиллярный насос, двухфазный контур, контур с капиллярным насосом, контурная тепловая труба, тепловые процессы.

Решетнеескцие чтения. 2015

DIPHASE CIRCUIT BASED ON PARALLEL-CONNECTED CAPILLARY PUMPS

OF VARIOUS DESIGNS

M. M. Popugaew, E. Y. Bakurov, O. V. Shilkin, A. P. Kolesnikov

JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: popugaev@iss-reshetnev.ru

The paper contains the description of the diphase circuit with three parallel mounted capillary pumps of various designs with a mutual radiation panel, manufactured and developed as a prototype of promising thermal control system of spacecraft.

Keywords: capillary pump, biphasic circuit, circuit with capillary pump, circuit heat pipe, thermal processes.

Система обеспечения теплового режима является основной частью космического аппарата (КА), обеспечивающей успешное выполнение им целевой задачи в течение всего периода эксплуатации КА.

В настоящее время на первый план выдвигаются задачи развития и совершенствования систем обеспечения теплового режима КА негерметичного исполнения, в первую очередь - это системы с использованием теплоты межфазового перехода теплоносителя. К таким системам относятся двухфазные системы с капиллярной прокачкой теплоносителя.

В современных КА для сбора и переноса тепла от целевой аппаратуры требуется большое количество капиллярных насосов (КН), для уменьшения массы системы целесообразно объединять КН в общий контур с общей компенсационной камерой (КК) на одном из КН.

Целью работы являлась разработка, изготовление и проведение наземной экспериментальной отработки опытного образца двухфазного контура (ДФК) на базе капиллярных насосов с параллельным включением нескольких насосов различного конструктивного исполнения.

В результате выполнения исследовательских работ был спроектирован, изготовлен и отработан ДФК с тремя параллельно установленными КН с общей радиационной панелью. Отличительной особенностью

ДФК является то, что КК двух КН по объёму (и габаритным размерам) значительно меньше, чем у основного КН. Такое техническое решение позволило значительно уменьшить массу контура.

Результаты испытаний двухфазного контура при окружающих условиях показали следующее:

1) оптимальная доза заправки при максимальной передающей способности контура составляет ±5 г;

2) контур надежно запускается и функционирует при подаче тепловой мощности от 50 до 200 Вт на каждый КН;

3) контур надежно запускается при подаче тепловой мощности, как только на основной КН (с КК большого объема), так и при одновременной подаче тепловой мощности на все КН;

4) контур надежно функционирует при равномерном и неравномерном распределении тепловой нагрузки к КН;

5) контур надежно функционировал при циклическом подводе тепловой мощности к КН.

Таким образом, исходя из положительных результатов проведенных работ при окружающих условиях для подтверждения полученных результатов целесообразно продолжить исследования в условиях вакуума.

© Попугаев М. М., Бакуров Е. Ю., Шилкин О. В., Колесников А. П., 2015

УДК 629.78

СПОСОБ МИНИМИЗАЦИИ ПОТОКА СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, ОТРАЖЕННОГО ОТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ И ВОЗДЕЙСТВУЮЩЕГО НА ВНЕШНИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

А. А. Рудько, Е. В. Юртаев, Е. А. Гордеев, А. П. Колесников, П. А. Шаклеин

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: rudko@iss-reshetnev.ru

Рассмотрен способ минимизации потока солнечного излучения, отраженного от элементов конструкции и воздействующего на внешние элементы космического аппарата.

Ключевые слова: КА, отраженный поток, СТР.