УДК 621.183
В. С. З а р у б и н, М. А. П е ш к о в а
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ
ОРЕБРEННОЙ ТРУБЫ
Рассмотрена математическая модель излучающей оребрeнной
трубы с произвольным числом прямоугольных ребер и нечерными из-
лучающими поверхностями. Проведена оптимизация конструкции
из условия максимума излучаемого теплового потока и минимума
суммарной массы ребер.
Для повышения эффективности теплообменного устройства, функ-
ционирующего в условиях космического пространства, увеличивают
площадь его излучающей поверхности. Для этого используют разви-
тые поверхности теплообмена, в частности оребренные трубы [3, 5, 7].
Влияние формы профиля ребра на эффективность конструкции рас-
смотрено в работах [3, 5]. В работе [3] исследована задача о лучистом
взаимодействии между соседними нечeрными рeбрами, угол между
которыми произвольный, при условии, что излучением от базовой по-
верхности можно пренебречь. Влияние базовой поверхности на тепло-
вые потери ребра исследовано в работе [7] для случая, когда две трубы
равного радиуса соединены ребром прямоугольного профиля. В этой
работе исследование было проведено в предположении, что все излу-
чающие поверхности абсолютно чeрныe; существует и более общая
формулировка задачи для поверхностей излучателя с избирательными
свойствами и с учетом влияния внешних источников излучения.
Увеличение площади поверхности излучателя влечет за собой и
увеличение его массы. Поэтому большое значение имеет выбор опти-
мальной конфигурации оребрения, обеспечивающей максимальный
отвод теплоты при минимальной массе конструкции. В работах [3, 7]
найдены оптимальные размеры ребра прямоугольного профиля из
условия максимума отводимого теплового потока.
В настоящей работе рассмотрена конструкция, состоящая из тру-
бы с произвольным числом прямоугольных ребер; все поверхности
системы нечерные. На рис. 1 показана схема исследуемой системы. С
учетом взаимодействия ребра с соседними ребрами и базовой поверх-
ностью найдено распределение температуры в поперечном сечении
ребра, а также исследовано влияние геометрических параметров ре-
бра и числа ребер на количество теплоты, отводимой системой. Про-
ведена оптимизация конструкции из условия максимума излучаемого
теплового потока и минимума суммарной массы ребер.
28
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2007. № 3
