[發(fā)明專利]一種流體回路輻射器性能的能質(zhì)比優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310033829.7
• 申請(qǐng)日: 2013-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103970970A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 豐茂龍;范含林;黃家榮;鐘奇;韓海鷹;卿恒新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種流體回路輻射器性能的能質(zhì)比優(yōu)化方法，其特征在于步驟如下：

(1)確定所述流體回路輻射器的能量平衡關(guān)系式為：

h(Tf-T0)πDi=ϵσ(T04-Ts4)(2Hη0+0.5πDo),]]>

其中，h為對(duì)流換熱系數(shù)，T_f和T₀分別為所述流體回路輻射器的工質(zhì)溫度和肋根溫度，D_i為流體回路內(nèi)徑，ε為所述流體回路輻射器的表面發(fā)射率，σ為斯忒藩-玻耳茲曼常數(shù)，T_s為空間熱沉等效溫度，H為所述流體回路輻射器的肋寬，D_o為所述流體回路的外徑，η₀為所述流體回路輻射器的凈肋效率且η₀＝(1-1.255ζ+1.585ζ²)ζ≤0.21，ζ為傳導(dǎo)參數(shù)且λ為所述流體回路輻射器的材料導(dǎo)熱系數(shù)，δ為所述流體回路輻射器的肋片厚度；

(2)通過(guò)步驟(1)中確定出的能量平衡關(guān)系式得出輻射器能質(zhì)比表達(dá)式及微元段能質(zhì)比表達(dá)式；

(3)利用解析法優(yōu)化所述流體回路輻射器的最佳肋寬；

(4)利用步驟3得到的所述流體回路輻射器的最佳肋寬，對(duì)所述流體回路輻射器進(jìn)行以能質(zhì)比最大化為目標(biāo)的優(yōu)化，具體為：

(4.1)首先確定不同肋根溫度T₀下微元能質(zhì)比E_r，Δl關(guān)于不同管徑數(shù)值(D_i，i＝1，2...)的變化規(guī)律，做出最大微元能質(zhì)比E_r，Δl關(guān)于肋根溫度T₀及管徑系列的曲線圖；

(4.2)通過(guò)公式Q_r＝ρq_vC_p(T_in-T_out)計(jì)算不同管徑(D_i，i＝1，2...)下流體回路輻射器的出口溫度T_out，其中，Q_r為所述流體回路散熱器的散熱需求指標(biāo)，ρ為流體回路工質(zhì)密度，T_in為工質(zhì)進(jìn)口溫度，q_v為工質(zhì)體積流量，C_p為工質(zhì)定壓比熱；

(4.3)通過(guò)公式計(jì)算所述流體回路輻射器的工質(zhì)總平均溫度令所述流體回路輻射器的肋根總平均溫度等于根據(jù)步驟(4.1)中最大微元能質(zhì)比E_r，Δl關(guān)于肋根溫度及管徑曲線，確定不同管徑下，對(duì)應(yīng)的微元能質(zhì)比數(shù)值，該數(shù)值最大的所對(duì)應(yīng)管徑值即為所述流體回路輻射器的最佳管徑，對(duì)應(yīng)的微元能質(zhì)比數(shù)值約等于為流體回路輻射器能質(zhì)比。