Расчет секций радиатора: Как произвести расчет секций радиаторов отопления

Расчет радиаторов отопления, расчет количества секций радиаторов отопления.

На любой праздник, в любой момент самые вкусные торты на заказ Вы можете приобрести в Челябинске в домашней кондитерской https://napoleonchik74.ru.

Расчет секций
алюминиевых радиаторов

Расчет секций
биметаллических радиаторов

Расчет секций
чугунных радиаторов

Расчет секций
стальных радиаторов

Расчёт количества секций радиатора отопления — онлайн калькулятор.

В данный момент заявку на расчет отопления Вы сможете отправить на
Email: info@radiator-termal. ru

Необходимые данные для проведения расчета:

  • Кол-во кв/м.
  • Количество этажей в доме
  • Ваш этаж
  • Угловая квартира? (Да/Нет)
  • Вид радиаторов отопления (Биметалл, Алюминий, Чугун, Вакуумный, Стальной — конвектор, др.)
  • Модель дома (монолитный/панельный/кирпичный/блочный/др..)
  • Наличие балкона и утеплен ли он?
  • Высота подоконников
  • Высота потолков
  • Кол-во комнат (подкрепить планом или схемой квартиры во вложении для наглядности)
  • Кол-во окон (подкрепить планом или схемой квартиры во вложении для наглядности)
  • Самая низкая температура в зимнее время +- 10 C
  • Наличие навесного потолка (Да/Нет)
  • Ваше ФИО
  • Ваш телефон (для уточнения возможных деталей при расчетах, укажите удобное для Вас время звонка по Москве)

Расчет производится в течении 1-2 дней, т.

к. загрузка наших инженеров очень большая!

Результаты расчета и советы по построению отопления отправляются в ответ на запрос, на Ваш Email!

Расчет мы производим совершенно бесплатно! В замен просим рассказать о нас Вашим друзьям в социальных сетях!

Спасибо!

Получить профессиональный расчет радиаторов отопления БЕСПЛАТНО!

Отправить заявку для расчета радиаторов отопления профессионалами, расчет абсолютно БЕСПЛАТНЫЙ!

От вас требуется сообщить параметры вашей квартиры:

  • Кол-во кв/м.
  • Количество этажей в доме
  • Ваш этаж
  • Угловая квартира? (Да/Нет)

ОТПРАВИТЬ ЗАЯВКУ

Добрый день, дорогие посетители нашего замечательного сайта, у нас вы в любой момент сможете совершить точный и качественный расчёт количества секций радиатора отопления необходимых для отопления жилой площади в вашей квартире, для удобства расчета радиаторов отопления мы предоставляем Вам отличный инструмент — онлайн калькулятор.

Как пользоваться калькулятором секций радиаторов отопления?

Расчет радиаторов отопления нашим калькулятором ведется для каждой комнаты в отдельности при условии, что комнаты перекрыты дверями, если дверей нет, тогда нужно сложить площади этих 2х комнат, т. к. Тепло будет распространятся Через дверной проем по обоим комнатам.

Также при расчете количества секций радиаторов отопления требуется указать дополнительные параметры помещения, т. к. На их основании, наш программный продук очень точно вычислит необходимое количество секций радиаторов отопления, для обогрева данной комнаты.

Старайтесь как можно точно указать все параметры, это поможет избежать ошибок, которые уже потом устранить гораздо сложнее. Не зря придумали такую поговорку: Семь раз отмерь, один раз отрежь! Тут она подходит как нельзя кстати.

Принцип работы.

В нашей программе уже забиты средние мощности радиаторов, на основании которых и определяется количество секций, если у вас мощность не соответствует нашей (например Алюминиевый радиаторы по нашим данным = 180 Вт. ) значит нужно полученное значение «Требуемая мощность» разделить на мощность одной секции радиатора и округлив получим нужное количество секций (Требуемая мощность / мощность одной секции радиатора = Расчет количества секций радиатора отопления)!

Последние записи в блоге

Трубы Formul полипропиленовые

В последние годы трубы из полипропилена смогли вытеснить металлические традиционные…

Читать

Плинтусный радиатор отопления, водяные или электрические?

Плинтусный радиатор отопления, принцип работы, изготовление, цены.Среди множества…

Читать

Воздушное отопление загородного дома

Воздушное отопление загородного дома представляет собой систему отопления горячим воздухом,…

Читать

Блог

Насосы погружные для колодцев

30.04.2023

Циркуляционный насос

30.04.2023

Разновидности дренажных насосов

30. 04.2023

К использованию дренажных грязевых насосов наиболее часто прибегают садоводы и огородники,…

Выбор циркуляционного насоса

30.04.2023

Расчет необходимого количества радиаторов

30.04.2023

Установка алюминиевых радиаторов отопления

30.04.2023

Установка алюминиевых радиаторов отопления, у которых теплоотдающие свойства выше, чем у ч…

Параллельное подключение радиаторов — плюсы и минусы

30.04.2023

Как устранить течь в радиаторе отопления

30.04.2023

Медно-алюминиевые радиаторы

30. 04.2023

Выбор труб для ванной комнаты и кухни

30.04.2023

Водопровод из полипропилена

30.04.2023

Полипропиленовые трубы уверенно завоевывают строительный рынок. Многие строительные компан…

Выбор теплого пола

30.04.2023

Теплые полы прекрасно работают в тандеме с другими нагревательными приборами, а иногда и в…

Разновидности тепловых пушек

30.04.2023

Тепловые пушки разделяют по используемому источнику нагревательной энергии, такому как газ…

Как подобрать качественную и недорогую тепловую пушку

30.04. 2023

В последнее время возросла популярность тепловых пушек. В отличие от простых обогревателей…

Как правильно ухаживать за электрическими котлами

30.04.2023

На сегодняшний день в линейке ведущих фирм-изготовителей, таких как Proterm и ЭВАН, присут…

Напольные газовые котлы и их принципы работы

30.04.2023

Как правило, для обустройства системы отопления в частном доме или промышленных помещениях…

Виды твердотопливных котлов и их применение

30.04.2023

Традиционные способы отопления помещений становятся дороже, и владельцы недвижимости начин…

Как выбрать источник бесперебойного питания для газовых котлов

30. 04.2023

Я согласен(а) на обработку персональных данных

Двухфазный радиатор с переменным коэффициентом обзора

Andrew Lutz 1 , Calin Tarau 2 , and Srujan Rokkam 3
Advanced Cooling Technologies, Inc., Lancaster, PA, 17601

Практически все пилотируемые космические аппараты , спутники, планетоходы и беспилотные космические аппараты должны отводить отработанное тепло через радиатор. Несмотря на то, что тепловая нагрузка и условия теплоотвода могут сильно различаться, температура батареи и электроники должна поддерживаться в установленных пределах. Как правило, размеры радиаторов рассчитаны на максимальную мощность в самых горячих условиях раковины, поэтому большую часть времени они имеют завышенный размер. Следовательно, существует потребность в разработке легких и эффективных излучателей для будущих космических кораблей и спутников, которые обеспечивают возможность значительного диапазона регулирования. Компания Advanced Cooling Technologies, Inc. (ACT) разработала новый развертываемый радиатор с переменным коэффициентом обзора, управляемый давлением пара, который пассивно работает с изменяемой геометрией (то есть форм-фактором) и предлагает высокий динамический диапазон. Устройство использует двухфазный теплообмен и новые геометрические особенности, которые адаптивно (и обратимо) регулируют коэффициент обзора в ответ на внутреннее давление в радиаторе. Радиатор складывается в каплевидную форму, чтобы свести к минимуму коэффициент обзора в холодном состоянии, и открывается, чтобы максимизировать коэффициент обзора в горячем состоянии. Этому способствует динамическая обратная связь между внутренним давлением внутри полых изогнутых панелей радиатора и самой конструкцией радиатора, которая позволяет изменять форму в пределах предела упругости материала, что приводит к пассивному, обратимому, развертываемому и переменному Радиатор с коэффициентом обзора, обеспечивающий распространение тепла по двухфазному механизму и дальнейшее отведение излучением.

Номенклатура

A = площадь

A внутренняя = внутренняя площадь радиатора

A внешний = внешняя область радиатора

ε = коэффициент излучения

ε изоляция = коэффициент излучения внешней поверхности

ε радиатор = коэффициент излучения внутренней поверхности радиатора

η = эффективность радиатора

F = коэффициент видимости

Q = тепловая нагрузка

Q(F) = общее излучаемое тепло как функция коэффициента видимости

Q 9 0020 потери = тепло, излучаемое внешними изолированными поверхностями

R = большой радиус

SMA = сплав с памятью формы

σ = постоянная Стефана-Больцмана

T радиатор 9 0021 = температура радиатора

T сток = температура радиатора

θ = внешний угол

VVFTPR = двухфазный радиатор с переменным коэффициентом обзора

 

1 90 004 Инженер по НИОКР, НИОКР, 1046 New Holland Ave.

2 Главный инженер отдела исследований и разработок, 1046 New Holland Ave.

3 Ведущий инженер отдела исследований и разработок, 1046 New Holland Ave.

I. Введение

Обычно, радиаторы для космических аппаратов и спутников рассчитаны на максимальную мощность в самых горячих условиях мойки, поэтому большую часть времени они негабаритные 1,2 . Существует потребность в разработке легких и эффективных излучателей для будущих космических аппаратов и спутников, обеспечивающих значительный динамический диапазон 3,4 . В «Дорожной карте НАСА по тепловым технологиям» 2015 года говорится, что НАСА ищет радиаторы с изменяемой геометрией 5 : «Цель разработки состоит в том, чтобы обеспечить радиаторы с возможностью снижения теплоотвода 6:1 (с целью растяжения 12:1)». Компания ACT разработала пассивный излучатель с изменяемой геометрией, который может иметь температурный диапазон изменения более 40:1.

Для управления температурным режимом космических кораблей и планет важно поддерживать эксплуатационные температуры для бортовых устройств и минимизировать колебания температуры при резких изменениях температуры окружающей среды. В рамках проекта Small Business Innovation Research (SBIR), финансируемого Центром космических полетов имени Маршалла НАСА, компания Advanced Cooling Technologies, Inc. (ACT) разработала новый , управляемый давлением пара, регулируемый коэффициент обзора и развертываемый радиатор , который пассивно работает с переменным геометрия (т. е. форм-фактор) и предлагает высокий динамический диапазон. Предлагаемое устройство использует двухфазный теплообмен и новые геометрические особенности, которые адаптивно (и обратимо) регулируют коэффициент обзора в ответ на внутреннее давление (давление паров рабочей жидкости) в радиаторе. Радиатор складывается в каплевидную форму, чтобы свести к минимуму коэффициент обзора в холодном состоянии, и открывается, чтобы максимизировать коэффициент обзора в горячем состоянии. Этому способствует динамическая обратная связь между внутренним давлением внутри полых изогнутых панелей радиатора и самой конструкцией радиатора, которая позволяет изменять форму в пределах предела упругости материала, что приводит к пассивному, реверсивному, развертываемому и переменному обзору. -факторный излучатель, обеспечивающий распространение тепла по двухфазному механизму и дальнейший отвод за счет излучения. Исследование осуществимости концепции во время разработки с использованием структурного и теплового моделирования подтвердило жизнеспособность концепции.

II. Описание концепции Morphing Radiator

Рис. 1. Концептуальная схема двухфазного излучателя с переменным коэффициентом обзора, работающего от давления пара

Основная концепция двухфазного излучателя с переменным коэффициентом обзора (VVFTPR) проиллюстрирована на Рис. 1. Гибкая исполнительная секция ВВФТПР состоит из полой изогнутой панели, заполненной двухфазной рабочей жидкостью и герметизированной. Повышение температуры жидкости и, следовательно, давления пара приводит к повышению давления в полой изогнутой панели, что приводит к открытию конструкции радиатора, что увеличивает коэффициент обзора излучающих поверхностей.

На рис. 2 показана новая конструкция радиатора с изменяемой формой, сочетающая изменение формы в зависимости от температуры с высокой эффективной теплопроводностью за счет двухфазной теплопередачи. Радиатор непрерывно трансформируется между полностью закрытой и полностью открытой формой в зависимости от температуры изогнутой гибкой секции привода, управляемой давлением пара. Если температура окружающей среды радиатора увеличивается, температура источника тепла немного увеличивается для отвода тепла. Следовательно, давление паров рабочей жидкости во внутренней полости увеличивается, что приводит к раскрытию и распрямлению полой изогнутой панели, что приводит к открытию радиатора (т.е. увеличению коэффициента обзора). За счет увеличения коэффициента обзора снижается термическое сопротивление окружающей среде и минимизируется повышение температуры источника тепла.

Когда температура радиатора снижается, процесс меняется на обратный, так как давление пара внутри полой панели уменьшается. Когда это происходит, упругие свойства материала оболочки вынуждают конструкцию возвращаться в закрытое положение (коэффициент обзора уменьшается, и поэтому тепловое сопротивление окружающей среде увеличивается, сводя к минимуму снижение температуры источника тепла). При промежуточных температурах радиатор частично открыт 4 . Чувствительность к давлению пара можно оптимизировать, регулируя такие геометрические параметры, как толщина стенки и размер полости (зазора).

4 Хотя этот аспект схож с концепцией радиатора на основе сплава с памятью формы (SMA). Радиаторы SMA на самом деле не используют двухфазную передачу тепла. Однако предлагаемый развертываемый радиатор с переменным коэффициентом обзора имеет динамическую обратную связь от внутреннего давления, вероятно, будет более эффективным (поскольку он использует двухфазный теплообмен) и предлагает высокий динамический диапазон.

Рис. 2. Иллюстрация результатов теплового структурного анализа, показывающая изменение формы и температуры радиатора при изменении температуры радиатора.

Компания ACT продемонстрировала адаптивный радиатор, работающий от давления пара, способный обеспечить динамический диапазон 37:1. На рис. 3 показан самый последний прототип VVFTPR компании ACT во время эксперимента, в котором тепло подавалось на внешнюю поверхность прототипа вдоль центральной линии через тепловую трубу, передающую тепло из удаленного места.

Рис. 3. Изображения, полученные во время экспериментальных испытаний прототипа № 5, на которых показан температурный график 9.0010

Предлагаемый радиатор с переменным коэффициентом обзора, управляемый давлением пара, имеет следующие характеристики:

  • Высокий тепловой динамический диапазон: Моделирование и экспериментальная работа показывают, что предложенная геометрия может обеспечить тепловой динамический диапазон 37:1. Будущие конструкции могут дополнительно увеличить максимальный динамический диапазон, что приведет к улучшению теплового контроля. На рис. 4 показана теоретическая конструкция радиатора, способная обеспечить температурный диапазон изменения 37:1.
  • Пассивный контроль температуры : Предлагаемая концепция использует давление паров для пассивного изменения формы радиатора без необходимости использования внешнего источника питания, оборудования или механизма управления.
  • Fast Response : Предлагаемый радиатор трансформируется в зависимости от давления пара внутри полой изогнутой панели. Экспериментальные данные доказывают, что поведение радиатора с переменным коэффициентом обзора в основном зависит от температуры. Временная шкала морфинга из-за изменений давления пара почти мгновенна по сравнению с изменениями температуры материала стенки из-за проводимости и тепловой инерции.
  • Реверсивный и высокопрочный : Предлагаемый радиатор меняет форму, используя деформацию материала в области упругости и меньше предела выносливости. Таким образом, деформация и результирующее изменение формы полностью обратимы.
  • Высокая эффективность радиатора : Области радиатора, содержащие двухфазные жидкости, будут по существу изотермическими. VVFTPR может предложить повышение эффективности по сравнению с радиаторами с тепловыми трубками с 0,85 до почти единицы. В дальнейшей работе вся панель радиатора может быть построена как двухфазный объем со сверхвысокой эффективной теплопроводностью. Для предложенной базовой геометрии такое повышение эффективности позволит увеличить отвод тепла на 18 % при сохранении динамического диапазона 37:1.

Рис. 4. Изображения VVFTPR с развернутыми секциями, обеспечивающими почти нулевой коэффициент обзора в закрытом состоянии, с указанием коэффициента обзора при соответствующих значениях внутреннего давления

III. Метод проектирования и теоретический анализ
A. Исследование конструкции

Для проектирования VVFTPR, способного поддерживать температуру корня радиатора в заданном диапазоне, было выполнено параметрическое структурное исследование для прогнозирования влияния параметров геометрического дизайна на взаимосвязь между внутренними поведение давления и открытия базовой линии VVFTPR. Двумерная (2D) структурная модель базового VVFTPR была создана для исследования возможности использования различных легкодоступных материалов для прототипирования на этапе I. 2D-модель использовалась для оценки деформации и угла раскрытия, которые могут быть достигнуты для VVFTPR. для заданных наборов расчетных параметров. При увеличении давления создается результирующая сила в направлении нормали к внешней стенке, которая уравновешивается жесткостью материала оболочки и сопротивлением изгибу.

Базовая модель использовалась для исследования взаимосвязи между внутренним давлением и углом раскрытия для простой геометрии VVFTPR, состоящей из двух концентрических цилиндрических стенок, которые должны быть соединены и герметизированы по всем внешним краям. Прямые панели радиатора будут прикреплены к концам ВВФТПР, а прямые секции радиатора будут касаться гибкой секции срабатывания с переменным коэффициентом обзора, которая состоит из цилиндрической оболочки с внешним углом θ, немного превышающим 360° в закрытая конфигурация. На рис. 5 показан двухмерный вид базовой геометрии. Чтобы уменьшить размер модели, прямой участок опускается, а модель разрезается пополам по центральной линии симметрии.

Рисунок 5. Слева: Вид базовой геометрии VVFTPR с показанным углом θ. Справа: Эскиз базовой геометрии для структурного исследования, иллюстрирующий ключевые параметры

ACT исследовал влияние различных параметров геометрии базовой линии VVFTPR на чувствительность открытия давление с помощью структурного моделирования в Abuqus Simulia. Чтобы исследовать влияние толщины стенки, толщина стенки варьировалась от 0,010 дюйма (0,254 мм) до 0,020 дюйма (0,508 мм) при неизменной остальной геометрии. Как и ожидалось, минимизация толщины стенки максимизирует чувствительность открытия радиатора при увеличении внутреннего давления в гибкой оболочке VVFTPR, поскольку конструкция менее жесткая. Эта взаимосвязь показана на рисунке 6. Чувствительность к открытию сильно зависит от толщины стенки.

Рисунок 6. Результирующие формы базовой линии VVFTPR в зависимости от давления и толщины стенки

На рисунке 6 показан угол раскрытия базовой линии VVFTPR с начальным большим радиусом 4 дюйма (10,2 см) при давлении до 5 фунтов на кв. дюйм (34,5 кПа). ) внутреннее давление. Для каждой толщины стенки существует предел деформации, при котором напряжение в материале стенки превышает предел текучести, вызывая пластическую деформацию. На рис. 7 показано угловое изменение большого радиуса 4 дюйма (10,2 см) VVFTPR по отношению к внутреннему давлению для различных значений толщины стенки. Представленные здесь результаты показывают только случаи, когда предел текучести не превышается, а деформация является упругой.

Рис. 7. Угловое изменение при различной толщине стенки для большого радиуса 4 дюйма (10,2 см) VVFTPR

В ходе структурного исследования было изучено влияние большого радиуса на поведение морфинга, чтобы получить представление о масштабируемости VVTPR для приложений требуются радиаторы меньшего и большего размера. Если все остальные параметры остаются постоянными, чувствительность морфинга увеличивается по мере увеличения большого радиуса. Чтобы сохранить эффективную чувствительность открытия при уменьшении большого радиуса, можно уменьшить толщину стенки. В структурном исследовании изучались значения большого радиуса в диапазоне от 1 дюйма (2,54 см) до 4 дюймов (10,16 см). Масштабирование до больших больших радиусов выполняется просто, потому что чувствительность морфинга увеличивается с увеличением большого радиуса. Однако по мере уменьшения большого радиуса до 1 дюйма (2,54 см) чувствительность к трансформации снижается, и может потребоваться уменьшение толщины стенки ниже значения, способного обеспечить структурную поддержку и сдерживание давления.

B. Выбор рабочей жидкости

Рабочая жидкость внутри полых панелей выбирается на основе давления паров в требуемом температурном диапазоне для терморегуляции, а также ее совместимости с материалом радиатора. Во-первых, рабочее тело должно быть выбрано таким образом, чтобы давление паров при минимальной температуре приводило к закрытой форме радиатора, исходя из баланса сил с материалами стенок. Давление пара при максимальной температуре должно сдерживаться материалами оболочки при конфигурации формы с максимальным коэффициентом обзора без создания напряжения, превышающего предел усталости материала. Поведение открытия между этими двумя точками будет зависеть от кривой насыщения рабочей жидкостью между открытой и закрытой конфигурациями, следовательно, выбор рабочей жидкости можно использовать в качестве конструктивного параметра для оптимизации чувствительности или ограничения максимального диапазона открытия. До сих пор во время экспериментов в качестве рабочей жидкости использовался метанол, так что эксперименты можно было проводить в условиях окружающей атмосферы. Рабочие жидкости, совместимые с эластичными материалами оболочки, такими как нержавеющая сталь и титановые сплавы, являются подходящими жидкостями-кандидатами. В зависимости от диапазона регулирования температуры рабочими жидкостями могут быть пропилен, гидрофторуглероды, аммиак, спирты, ацетон или вода.

C. Выбор материала оболочки

Был начат обзор материалов, которые можно использовать для изготовления оболочки VVFTPR, чтобы выбрать материал-кандидат для первоначального прототипирования и определить потенциальные материалы для будущего строительства. Структурные и термические свойства каждого материала являются важными факторами, поскольку материал должен выдерживать большую степень упругой деформации, демонстрировать длительный срок службы и легко обеспечивать передачу тепла от источника к радиатору. С точки зрения тепловых характеристик теплопроводность материала оболочки должна быть как можно выше.

Обычно большинство пружин изготавливают из стали из-за благоприятных упругих свойств и низкой стоимости. В частности, аустенитные нержавеющие стали, такие как 304, обычно используются для изготовления пружин. Кроме того, предел текучести материала оболочки должен быть высоким, чтобы наиболее деформированные области гибкой детали могли оставаться эластичными в течение всего срока службы детали. Нержавеющие стали и титановые сплавы имеют предел выносливости, при котором количество циклов деформации до того, как деталь выйдет из строя из-за усталости, практически бесконечно, если максимальное напряжение удерживается ниже определенного значения. Для достижения длительного срока службы изделия и обеспечения максимальной чувствительности VVFTPR к открытию отношение предела текучести к модулю упругости должно быть как можно выше.

Еще одним важным критерием выбора материала оболочки является совместимость с рабочими жидкостями. На протяжении многих лет компания ACT тестировала оболочку тепловых трубок и совместимость рабочей жидкости для многочисленных комбинаций материалов, чтобы квалифицировать совместимость материалов. В результате ACT располагает данными, подтверждающими или опровергающими совместимость некоторых рабочих жидкостей и материалов оболочки.

D. Термический анализ

Для определения взаимосвязи между формой и излучением 3D-радиатора были созданы модели автоматизированного черчения (САПР) и использовалось программное обеспечение Autodesk CFD для расчета коэффициента обзора внутренних поверхностей относительно внешняя среда. На рисунке 8 показаны некоторые примеры геометрии САПР, используемые для расчета коэффициента обзора в зависимости от формы VVFTPR, где поверхности с изменяющейся площадью (грань в форме капли и грань с верхним отверстием) будут открыты для излучения в космос. Во время этого анализа минимальный коэффициент обзора, когда форма закрыта, может все еще быть относительно значительным, но будущие разработки будут включать в себя закрытие лица в форме слезы и минимизацию коэффициента обзора почти до нуля.

Рис. 8. Пример геометрии CAD для расчета коэффициента обзора в зависимости от формы VVFTPR

Для определения динамического диапазона VVFTPR были рассчитаны тепловые нагрузки для минимального и максимального коэффициента обзора. В обоих случаях излучение в космос, конечный поглотитель тепла, было явлением, ограничивающим передачу тепла. То есть работа двухфазного резонатора была способна передавать большую тепловую нагрузку, не выходя за пределы тепловых труб для двухфазного радиатора, чем могла излучаться (с аммиаком в качестве рабочего тела). Минимальный коэффициент обзора для излучающей (внутренней) части VVFTPR предполагался равным нулю, когда VVFTPR закрыт, поскольку для полного закрытия конструкции будет включен изолирующий экран. Коэффициент обзора отражающей поверхности (внешней поверхности) излучателя принимается равным единице как в закрытой, так и в открытой конфигурации, но излучательная способность этой поверхности мала. Потери тепла от радиатора рассчитываются для условия, когда радиатор имеет низкую температуру и находится в закрытом состоянии. Этот расчет показан в уравнении 1, 9.0010

(1)

где ε изоляция — это коэффициент излучения снаружи, который принимается равным 0,03. η — эффективность ребер радиатора, которая принимается равной 0,85, поскольку тепловые трубки будут использоваться для равномерного распределения тепла по площади панелей радиатора. σ — постоянная Стефана-Больцмана. внешний — это площадь внешней поверхности VVFTPR. Для этого наихудшего случая холодного состояния температура выживания радиатора T радиатора принимается равной 233 K (-40 °C), а температура стока принимается равной 70 K (-203 °C). Вопрос 9Значение 0234 потерь , рассчитанное при этих температурах, представляет собой минимальное количество тепла, которое должно выделяться для выживания электронных компонентов. Для расчета максимального рассеивания тепла радиатором, когда скорость тепловыделения и температура радиатора максимальны, используется уравнение 2,

(2)

, где Q потери вычисляются при новых температурах. Максимально допустимая температура радиатора принимается равной 293 К (20 °С), а максимальная температура стока принимается равной 230 К (-43 °С). Коэффициент обзора, используемый для этого расчета, представляет собой максимальный коэффициент обзора, полученный во время структурного моделирования, который составляет 0,878.

(3)

Исходя из минимальной аварийной тепловой нагрузки и максимальной эксплуатационной тепловой нагрузки рассчитывается динамический диапазон.

В таблице 1 приведены температуры, использованные для расчета этих тепловых нагрузок, а также минимальные и максимальные тепловые нагрузки. Это означает, что VVFTPR может достичь динамического диапазона 37: 1, если он разработан с учетом ограничений по материалам и изготовлению, наложенных во время проекта SBIR Phase I. То есть геометрические параметры, такие как толщина стенки, используемые в этой теоретической оценке, ограничены текущими производственными возможностями ACT. Благодаря дополнительной разработке и усовершенствованию производственных процессов чувствительность открытия и, следовательно, динамический диапазон могут быть улучшены. Кроме того, следует отметить, что динамический диапазон 37:1 рассчитан консервативно, поскольку температура изолированной стороны радиатора считается равной температуре излучающей стороны радиатора. Если MLI используется на неизлучающей стороне, то внешняя поверхность MLI будет более холодной, и, следовательно, потери будут дополнительно снижены.

Таблица 1. Параметры миссии для определения динамического диапазона

T радиатор T раковина Q Миссия
[К] [К] [Вт]
Минимум 233 70 5,7 Выживание
Максимум 293 230 211,4 Операция

Конструкция VVFTPR может быть изменена для достижения различных диапазонов регулирования температуры с различной геометрией, материалами и рабочими жидкостями. Например, описанная здесь базовая конструкция может использовать другую толщину стенок или другие геометрические параметры и использовать ту же рабочую жидкость, что приведет к созданию устройства с другой скоростью открытия по отношению к давлению пара и другим максимальным коэффициентом обзора. Это привело бы к другому диапазону регулирования температуры. В качестве альтернативы одна и та же конструкция может использоваться для разных рабочих жидкостей. Все конструкции требуют одинаковых диапазонов давления и приводят к одинаковым диапазонам коэффициента обзора, но диапазон температур насыщения каждой жидкости будет разным. Конструкцию VVFTPR можно оптимизировать для работы в желаемом диапазоне температур и тепловой мощности путем выбора соответствующей рабочей жидкости и геометрических параметров.

IV. Проверка концепции Прототипирование

Рис. 9. Изображение прототипа в открытом положении во время эксперимента

Настольная демонстрация проверки концепции была завершена изготовлением прототипа VVFTPR и повышением давления во внутренней полости, чтобы открыть форму радиатора, что улучшило обзор фактор. На рис. 10 показан прототип ВВФТПР в открытой конфигурации в ходе эксперимента, в котором тепло подавалось на внешнюю поверхность гибкого двухфазного участка вдоль осевой линии через тепловую трубу. На поверхность гибкого двухфазного участка устанавливались термопары, и в ходе экспериментов регистрировались температуры стенок. Датчики смещения располагались в центральной плоскости симметрии излучателя и прикреплялись к точкам на излучателе, чтобы во время экспериментов можно было измерить деформацию.

Записанные значения смещения были переведены в соответствующий угол между секциями плоской панели радиатора и использованы для расчета коэффициента обзора. В ходе экспериментальных испытаний было достигнуто раскрытие радиатора, соответствующее максимальным прогнозируемым деформациям посредством структурного моделирования, что доказывает, что значения коэффициента обзора до 0,88 достижимы для производимых в настоящее время конструкций VVFTPR.

Прототип, показанный на рис. 10, нагревался и охлаждался с различной скоростью во время измерения смещения. На рис. 11 показан график, на котором прототип нагревался и охлаждался в течение 4 циклов. Скорость нагрева составляла 100 Вт, затем 125 Вт, затем 175 Вт для последних двух циклов. В течение первых 3-х циклов прототип охлаждался за счет принудительной конвекции с помощью вентилятора, в течение последнего цикла прототип охлаждался за счет естественной конвекции. Также были проведены дополнительные циклы с мощностью 250 Вт, и воспроизводимое преобразование было продемонстрировано в течение 19 циклов.циклы.

Рис. 10. График температуры и смещения прототипа VVFTPR при различных скоростях нагрева и охлаждения

На рис. 3 показаны изображения, полученные во время эксперимента с использованием этого прототипа, с графиком зависимости температуры от времени в ходе эксперимента. Приблизительные температуры жидкости указаны на рисунке. В левой колонке показано открытие радиатора при повышении температуры, а в правой колонке показано закрытие радиатора при снижении температуры. На рис. 12 показано смещение в зависимости от температуры во время этих экспериментов по термоциклированию. Во всех экспериментах наблюдается некоторая степень гистерезиса при охлаждении по отношению к нагреву. Каждый эксперимент, в котором VVFTPR нагревается, показывает одно и то же смещение для любой заданной температуры, несмотря на различную скорость нагрева. Данные во время охлаждающей части циклов показывают более широкий диапазон смещения для любой температуры, но этот эффект может быть не связан со скоростью охлаждения. Предварительные эксперименты показывают, что форма радиатора является функцией температуры и не зависит от времени, не проявляя признаков запаздывания или мертвой зоны.

Рис. 11. График экспериментов по тепловому наддуву с различными скоростями нагрева и охлаждения

V. Возможные дальнейшие шаги по развитию

Авторы планируют продолжить разработку концепции и максимально использовать ее преимущества. На данный момент разумная осуществимость была продемонстрирована. Дальнейшие этапы полной разработки и оптимизации будут включать:

  • Оценка пары материал/рабочая жидкость
  • Оптимизация геометрии
  • Сдерживание давления в плоской части
    • Стратегии сварки
  • Оптимизация внутренней структуры фитиля

Эти шаги приведут к повышению чувствительности и, следовательно, увеличению диапазона изменения. Повышение развертываемости также будет результатом этого развития. На этом этапе может быть создано множество вариантов конструкции радиатора на основе предложенной концепции и интересных конфигураций. Например, на рис. 12 показана возможная конфигурация/архитектура радиатора, полностью основанная на разработанной концепции и состоящая из нескольких панелей радиатора и соединений, установленных последовательно. Тепло передается и распределяется двухфазным способом, если прямые участки полые с фитильной конструкцией (в дополнение к соединениям), или с помощью конденсатора LHP, если прямые участки сплошные. Авторы намерены разработать уменьшенную версию такой архитектуры в ближайшем будущем.

Рис. 12. Переменный коэффициент обзора и развертываемый радиатор с приводом от давления пара в конфигурации с несколькими панелями.

VI. Заключение

Инновационный прототип развертываемого двухфазного радиатора с переменным коэффициентом обзора был разработан и изготовлен компанией Advanced Cooling Technologies, Inc. В отличие от ранее разработанных материалов радиатора с изменяемой геометрией 6 , эффективно передавать тепло от корня радиатора к излучающим поверхностям, максимально увеличивая их эффективность. Форма радиатора постоянно меняется, чтобы регулировать коэффициент обзора в ответ на изменения температуры. Таким образом, при изменении тепловой нагрузки или условий теплоотвода достигается пассивный контроль температуры, и может поддерживаться диапазон контроля температуры. Результаты термического и структурного анализа были объединены, чтобы предсказать, что VVFTPR может достигать значений коэффициента обзора в диапазоне от почти нуля до 0,9. 0, что соответствует коэффициенту теплового диапазона до 37:1 на основе современных технологий изготовления. Прототипы были изготовлены и экспериментально испытаны, чтобы продемонстрировать поведение VVFTPR при изменении формы и доказать, что конфигурации с максимальным коэффициентом обзора, оцененные во время структурного моделирования, осуществимы.

Благодарности

Этот проект финансируется Центром космических полетов Маршалла НАСА в рамках программы SBIR Phase II (контракт 80NSSC18P2187). Технический наблюдатель — Джефф Фармер. Особая признательность Филу Текстеру и Бренту Беннихоффу за помощь в изготовлении прототипа.

Ссылки

1 Юхас, А. Дж., и Петерсон, Г. П., «Обзор усовершенствованных радиаторных технологий для энергосистем космических кораблей и управления температурным режимом», Технический меморандум НАСА 4555, июнь 1994 г.

9 0003 2 Шлитт, Р ., Бодендик Ф., Писториус А., Маркештейн Э., «Разработка углепластикового радиатора с интегрированной петлевой тепловой трубкой», Наука и технология тепловых труб — международный журнал, Vol. 2010. Т. 1. С. 261–277.

3 Вишваната, Н. и Мурали, Т., «Новый механизм с использованием сплава с памятью формы для управления солнечными клапанами спутника INSAT-2E», Материалы 34-го симпозиума по аэрокосмическим механизмам, стр. 241–251, 2000 г.

4 Кристофер Л. Бертань, Рубик Б. Шет, Даррен Дж. Хартл и Джон Д. Уиткомб, «Моделирование связанных термомеханических взаимодействий в трансформирующихся радиаторах», Труды SPIE, том 9431, 94312F, 2015.

5 Дорожные карты технологий НАСА, TA 14: Системы терморегулирования, июль 2015 г.

6 К.Л. Бертань, Т.Дж. Cognata, R.B. Sheth, CE Dinsmore, D.J. Хартл, «Испытания и анализ концепции трансформирующегося радиатора для терморегулирования пилотируемых космических аппаратов», Прикладная теплотехника, 2017 г.

С таким большим выбором может быть трудно принять решение. С чего начать?

размер, стиль, цвет

Винтажный чугунный радиатор Princess

Размер и использование помещения, в котором вы размещаете свой новый чугунный радиатор, имеют наибольшее влияние на ваше решение. Используйте наш тепловой калькулятор, чтобы определить, насколько большим должен быть чугунный радиатор.

Далее, стиль . Кто бы мог подумать, что существует так много стилей чугунных радиаторов! Вы бы предпочли классический радиатор Column или что-то более декоративное и изысканное? Не отличаете свою «Принцессу» от своего «Рококо»? Прочтите нашу статью, посвященную иллюстрации различных стилей.

После того, как вы определились с размером и стилем, существует множество цветовых вариантов, позволяющих красиво отделать чугунный радиатор в соответствии с вашим домом. Традиционная или смелая цветовая отделка может быть достигнута путем выбора одного из дополнительных цветов в нашей фирменной гамме. Мы также предлагаем услугу подбора цвета и поиска с использованием красок таких компаний, как «Fenwick and Tilbrook» и «Farrow & Ball». Если вам нужна дополнительная помощь в выборе, прочитайте нашу статью, в которой обсуждаются варианты цвета.

vIntage или новые радиаторы?

Старинные чугунные радиаторы в выставочном зале

Мы рады предложить как винтажные, так и новые, репродукции чугунных радиаторов. Оба варианта сделаны в соответствии с вашими требованиями, чтобы предложить непревзойденный стиль и использование. Как выбрать между двумя требует немного размышлений и размышлений. В качестве руководства мы составили статью с подробным описанием преимуществ каждого из них, чтобы помочь вам с выбором.

У нас есть великолепный выбор старинных радиаторов, готовых забрать из выставочного зала сегодня, которые вы можете посмотреть в нашем разделе «Винтаж». Вы даже можете проверить тепловую мощность каждого стиля в наших подробных справочниках по ценам.

Решили сделать выбор в пользу новых репродукционных радиаторов? Наш ассортимент чугунных радиаторов европейского производства доступен в нескольких тщательно отобранных моделях.

Винтаж

Изготовлено, а затем с любовью восстановлено нами. Эти прекрасные предметы привносят ощущение индивидуальности и уникальности.

Привнося красоту, качество и патину истории в любую обстановку: от старинных до современных домов, от жилых до промышленных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *