[發(fā)明專利]一種管肋式流體回路輻射器散熱性能的逆向求解方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310036611.7
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103198173A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 豐茂龍;范含林;黃家榮;鐘奇;范宇峰;曹劍峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管肋式流體回路輻射器散熱性能的逆向求解方法，屬于航天器熱控設(shè)計領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空間輻射器是熱控系統(tǒng)的重要組成部分，常用結(jié)構(gòu)為流體回路輻射器，由于流體回路輻射器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，散熱性能分析是輻射器設(shè)計難點。目前國內(nèi)外流體回路輻射器散熱性能的確定主要有三種方法：

1、通過熱試驗確定輻射器散熱性能，但耗資大、周期長；

2、軟件仿真方法，對建模精度要求較高，且模型不易修正，有一定難度；

3、全尺寸編程計算，等同于軟件仿真，難度較大。

以上三種輻射器分析方法均有復(fù)雜的研究過程。在熱控設(shè)計中，急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)輻射器散熱性能快速計算的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種管肋式流體回路輻射器散熱性能的逆向求解方法，此方法基于流體回路輻射器工質(zhì)與肋根溫度關(guān)系提出，求解方法快速、簡單，可利用一些數(shù)據(jù)處理軟件進行快速計算分析，大大提高了輻射器的求解速度，對輻射器的優(yōu)化設(shè)計研究具有很好的應(yīng)用價值。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種管肋式流體回路輻射器散熱性能的逆向求解方法，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)通過步驟(1)中確定出的能量平衡關(guān)系式求解所述流體回路輻射器肋根溫度T₀關(guān)于工質(zhì)溫度T_f的溫度近似關(guān)系式；

(3)給定所述流體回路輻射器沿程的溫降微元為ΔT，依次求解各溫降微元對應(yīng)的長度尺寸Δl_i及相應(yīng)微元段輻射器的散熱能力ΔQ_ri；

(4)根據(jù)公式L′＝ΔL₁+ΔL₂+ΔL₃+...+ΔL_i計算微元段總長度L′，并判定所述微元段總長度L′是否大于流體回路實際長度L，如果L′≥L，則進入步驟(5)，如果L′≤L，則返回步驟(3)繼續(xù)求解；

(5)通過公式Q_r＝ΔQ_r1+ΔQ_r2+ΔQ_r3+...+ΔQ_rN求解所述流體回路輻射器總散熱量Q_r，其中，ΔQ_ri，i＝1....N為所述流體回路輻射器微元段輻射結(jié)構(gòu)的散熱能力。