При проектировании системы охлаждения космических аппаратов возникает необходимость в разра- ботке специальных устройств для теплоотвода в условиях открытого космоса. В качестве принципиально нового элемента космической энергетической установки предполагается использовать капельный холо- дильник-излучатель, основными узлами которого являются генератор капельной пелены и каплеулови- тель. С помощью генератора осуществляется формирование упорядоченной пелены мелкодисперсных капель горячего теплоносителя. Стационарное движение капельного потока организуется на ограничен- ном участке в открытом космосе таким образом, чтобы обеспечить заданную теплоотдачу капель за счет излучения. Остывший теплоноситель собирается в каплеуловителе и возвращается в рабочий контур космической энергетической установки. Рассмотрен процесс охлаждения потока монодисперсных ка- пель вакуумного масла в условиях открытого космоса. В условиях применимости к капельной пелене модели оптически толстого слоя выведено уравнение притока тепла. Построены профили температуры потока капель на различных расстояниях от генератора капель. Предложен способ сбора капель с помо- щью каплеуловителя, состоящего из воронки и отводящего канала, на внутренней поверхности которого за счет инерционного осаждения капель хладагента формируется пленка. Построена асимптотическая модель пленочного течения вакуумного масла в каплеуловителе. Упрощенные уравнения Навье - Стокса решаются в тонком слое заранее неизвестной толщины, на внешней границе которого заданы распреде- ленные потоки массы, импульса и энергии, соответствующие параметрам осаждающихся на пленку капель. Форма поверхности пленки, а также профили скорости и температуры определены из параметри- ческих численных расчетов. Проведено исследование трехмерных эффектов, вызванных отклонением потока капель хладагента от направления, параллельного оси каплеуловителя.
|
