Стр. 7 - В.Н. Елисеев, В.А. Товстоног - Особенности моделирования тепловых режимов крупногабаритных космических конструкций

Рис. 3. К определению температурного

поля оболочки-фильтра

которого был создан целый

ряд моделирующих устано-

вок высокоинтенсивного излу-

чения [11, 12].

Ключевая проблема со-

здания модуля-излучателя на

основе трубчатых водоохла-

ждаемых ГИИ, который мо-

жет быть положен в осно-

ву многомодульной установ-

ки для испытаний крупнога-

баритных космических кон-

струкций, состоит в обеспе-

чении допустимого темпера-

турного состояния наружной

оболочки, выполняющей роль

фильтра излучения. Схема те-

плового воздействия излуче-

ния на оболочку-фильтр, условия ее теплообмена с окружающей сре-

дой и характер изменения температурного поля показаны на рис. 3.

Видно, что проходящий через слой охлаждающей жидкости поток из-

лучения ГИИ, частично поглощаясь в оболочке, формирует в ней не-

равномерное температурное поле, имеющее максимум на некоторой

глубине.

С возрастанием поглощательной способности оболочки-фильтра

увеличивается доля поглощаемой ею энергией излучения, что может

вызвать ее перегрев и разрушение. Ответ на вопрос о реальности та-

кого случая можно получить из решения приведенной далее краевой

задачи, принимая при этом допущение о возможности представления

задачи в одномерной постановке для процесса теплообмена в плоском

слое [13].

Распределение температуры в фильтре в установившемся режиме

работы находится из решения дифференциального уравнения

Λ

d

2

T

dx

2

+ ˉ

kq

r

e

−

ˉ

kx

= 0

,

(1)

где

Λ

— коэффициент теплопроводности;

ˉ

k

— интегральный коэффици-

ент поглощения;

q

r

— плотность потока излучения, прошедшего через

поверхность фильтра при

x

= 0

.

Граничные условия учитывают теплообмен на граничных поверх-

ностях и задаются в виде

Λ

dT

dx

x

=0

=

α

1

(

T

1

−

T

ж1

);

(2)

28

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012