Рис. 13.17. Зависимость склоиепия Солнца й от времени года. Например. 22.0.? и 22.09 fi=0, а го,02 и 22.04 соответственно - -1°30 и -Щ-ЗО

+д Ш 22.5 22.6 22.7 21 8 J2.3 22 9

20.1 27.7 21.12 21.11 12.70

Защита РЭА от тепловых воздействий /рас ври безоблачном небе для горизонтальной /ра и вертикальной рае поверхностей принимают соответственно равным 60 и 30 Вт/м** Высота Солнца h определяется географической широтой места ф, склонением Солнца о и часовым углом V в градусах (у = 15/i, U - истин ное местное время в часах отсчитанное от полудня):

h = arcsin (sin ф sin fi +

+ cos Ф cos 6 COS y). (13.29)

Склонение Солнца изменяется в зависимости от даты и может быть оценено по рис 13 17 Интенсивность прямых потоков РС для горизонтально и вертикально ориентированных поверхностей:

i.p= /пр-ПЙ. пр=прСО<Х

Xsin(a-дг).

(13.301

где к - угол, определяемый положением вертикальной поверхности относительно меридиана, град; а = = arcsin (со fi sin vcos h) - азимут Солнца Отсюда тепловой поток сол нечной радиации

(13.31)

где Ag - поглощательная способ ность поверхности по отношению к солнечным лучам Для кузовов AM принимается Ag = 0,8 .. 0,9.

В связи с тем, что ориентация кузова AM по отношению к Солнцу может быть произвольной (рис 13 18), реальные лошади частей кузова можно заменить эквивалентной поверхностью в виде ориентированной перпендикулярно лучам Солп ца и воспринимающей такой же Фрс как и все вместе взятые поверхности кузова AM При этом

SsK = -- if S j,

S{ =. (Sg sin ф) cos a cos h.

(13.32)

5g=STSin ctcosA,

S:. == (Snp-f i c cos i) sin h.

1де Sg, 5t. бцр, Sc - соответственно площади боковой и торцевой сте-

Оэ = авв + 0зк-0к/0- (13.26)

a=:CsOs-al, f,3 = o,/a*, = = o,/a2,

F33=a (f 1я 4- f g. Okb)/Oo.

Расчет тепловых проводимостей производится по известным зависимостям 5, 14, 15] При расчете

О; в = ttj bSj в, О; а = sJ 3 И

OjKB= j кв5у кв( у - коэффициенты конвективного и лучистого теплообмена /-ГО кожуха РЭА, Sj - соответствующие им поверхности кожухов) Рекомендуется при вычислении а, в полагать = вз и бс = = вв. а при вычислении а/з - ©1 = 62 = вэ, степень приведенной черноты Вцр 12 = 0,885 и коэффициент облученности = 1. При вычислении акЕ полагают Oj = Од, 62 = = вкр. p-npi? = 0.885 и Фи = 1.

Расчет тепловых потоков от солнечной радиации

Для практических расчетов тепловых потоков от РС использую) параметр называемый интенсивно-стьн солнечной радиации

/ = /пр + /рас (13.27)

где /пр н /рас - прямые и рассеянные потоки РС, Вт/м / учитывают только при высоте Солнца h > 5°

/ир= 1360 sin ft/(sin ft-f 0.33), (13.28)

13.2. Системы обеспечения тепловых режимов наземной РЭА

нек, крыши и скоса кузова, г) - угол наклона скосов крыши к горизонтальной плоскости. Максимальное значение SJ будет тогда, когда а = а ,ах и ft = ftmax, где

шах = arccos [(Sg-f Scsinil;)/ /(S-f

(13.34)

-fScsin*) + 6- ],

arctg f(S p+Sr. cos ll))/]/ (Sb+

+ Scsin)2+S)), (13.33)

откуда h3 (13.31) окончательно получаем:

Фрс= A, I /пр cos (ft-ftniax) + + /рас(5г + 0,56-в)~

где Sp и Sb -- горизонтальные и вертикальныр поверхности кузова AM. Расчет 1 (предельный случай воздействия PC) ведется для календарной даты: июль, 12 ч 30 мин. После подстановки этих значений в (13 29) получим

ftmax = arc sin (0,4 sin q. + 0,91 X

. X cos Ф) (13.35)

При этом пренебрегаем PC, отраженной от поверхности земли и окружающих предметов и проникающей внутрь кузова AM через остекленные поверхности принимаем As - 0.85.

Максимальное значение теплового потока, пропускаемого через остекление кузова

Рис, 13.18. Азимутальный о и угол высоты ft Солнца, определяющие облученность кузова AM; -ф - угол скоса

© = (0,.85-f0,08акв/анн) поХ

X ГокСОМА-Атах).

(13.36)

где ив и ссдп - полные коэффициенты теплообмена внутренней и наружной поверхностей окон; S , - часть S , равная сумме всех остекленных поверхностей кузова. Завешивая окна плотным белым материалом, можно уменьшить Фок на 30 ...40%. Тепловой поток от PC, поступающий через стенки кузова.

ФрссФрс/акн.

(13.37)

где k - коэффициент теплопередачи кузова AM (как у плоской стенки, рис. 13.5).

Для характерных типов кузовов, размеры которых приведены в таблице, данные для расчетов Фрс следующие:

X cos 52°/!(6,83+2,17 sin 52°)2-.

-f 4,382) ]45,88°,

По данным таблицы S , Sr, 5в и расчетным данным ft, ftax и /р,с = 60 Вт/м с учетом формулы (13.34) вычисляем

Фрс = 0,85 [1004,8 13,1 X

X cos (69-45,88)+ 60 (10,8 + 0,5Х

X 22,9)] = 11424,6 Вт.

Пример В. Определить максимальный тепловой поток солнечной радиации, вносимый внутрь кузова № I через остекленные поверхности.

Решение. Вычисление выполняем по (13.36), подставляя значения /пр, h, Лтах из примера 4, а S f из данных таблицы для кузова № 1. Отношение коэффициентов тепло-

= Фрсс+ФГ = 897.6-Ь

+ 738,3= 1635,9 Вт.

Пример 7. Определить температуры нагретой зоны Од, воздуха 6в, внутренней 8кв и наружной Оки поверхностей кузова № 1 без окон при наружной температуре 6с = = 303 К и воздействии солнечной радиации. Тепловой поток от РЭА Ф = 3230 Вт, РЭА обслуживается пятью операторами Фа = 5 150 = = 750 Вт, для охлаждения используется воздух от кондиционера с расходом Go = 0,278 м/с и температурой на входе бвх = 293 К. Значения Фвл = 1000 Вт (по заданию); Фрс = 11424,6 Вт (из примера 4); поверхности НЗ SgB = 29 м; San = = 27 м . Sub = 44,2 м и S h = = 46,6 м; полная тепловая проводимость кузова (по заданию) Оцз = = 95 Вт/К Фдп = Фон = Фвц = 0.

Решение. В первом приближении принимаем:

кик + кнл = 7 Вт/(м2 . К),

азв = 4Вт/(м2 К), ли = 6 Вт/(м2-К1

и а в = 3 Вт/(м2- К);

Вычисляем Oj

азв = 4-29 = 116 Вт/К, азк=6-27=162 Вт/К, анв = 3.44,2= 133 Вт/К, а с=7.46,6 = 326 Вт/К.

Примеры расчетов тепловых потоков и температур кузова аппаратной машины

Пример 4. Определить максимальный тепловой поток от солнечной радиации Фрс, воспринимаемый наружными поверхностями кузова № 1 без окон. Склонение Солнца 6 = = 20°, время местное - 12 ч. 30 мин, место расположения кузова (ф) - 40° северной широты.

Решение. Определяем высоту Солнца по (13.29):

h = arcsin [sin 40° sin 20° + cos X X 40° cos 20° cos 15 (12,5 - 12)] = = 69°.

Интенсивность солнечной радиации рассчитывается no (13.28):

/пр = 1360 sin ft/(sin h + 0,33) =

= 1004,8 Bt/m2,

no размерам кузова № 1 из таблицы вычисляем

5б = 6,83; = 4,38; Sp = 8,56 и Sc = 2,17,

а затем по (13.33) находим максимальную высоту Солнца:

/!max = arctg [(8,56-1-2,17 х

обмена принимаем ccbChh = 0,35. Тогда имеем:

фптах Q g7g . 1004 . 0,91 X

X cos (69 - 45,88) = 733,3 Вт.

Пример 6. Определить общий тепловой поток солнечной радиации, поступающий внутрь кузова № 1, с учетом потока через остекленную поверхность. Исходные данные взять иа примеров 4 и 5. Коэффициенты теплопередачи и теплообмена наружной поверхности кузова берем = 1,1 Вт/(м К) и а = 14 Вт/(м2 . К)

Решение. По формуле (13.37) вычислим Фрс с = 11424,6 . 1,1/14 = = 897,6 Вт. Общий тепловой пота<