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《空间辐射散热器含液滴介质的辐射特性和辐射传热》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷 第4期宇 航 学 报Vol.20No.41999年10月JOURNALOFASTRONAUTICSOct.1999空间辐射散热器含液滴介质的3辐射特性和辐射传热阮立明 谈和平 王平阳 刘林华 夏新林(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院·哈尔滨·150001) 摘 要 本文从米氏电磁散射理论出发,计算了含液滴介质的辐射特性。考察了各向同性散射能量传递份额的再分配,导出了吸收、发射、各向同性散射介质的辐射传递系数。计算了空间辐射散热器液滴层瞬态辐射换热,经与文献[4,5]的比较表明,本文所导出的辐射传递
2、系数计算方法正确,精度高。用计算机辅助实验,分析液滴发生器产生粒子的大小、粒径分布对瞬态辐射换热的影响,可减少空间辐射散热器设计过程中的实验次数。主题词 空间辐射散热器 液滴层 米氏电磁散射理论 辐射换热 辐射传递系数RADIATIVEPROPERTIESANDHEATTRANSFEROFADROPLET-FILLEDLAYERINSPACERADIATORRuanLimingTanHepingWangPingyangLiuLinhuaXiaXinlin(SchoolofEnergyScienceandEng
3、ineering,HarbinInstituteofTechnology·Harbin·150001)AbstractTheradiativepropertiesofadroplet2filledlayerarecalculatedbyusingtheMiescatteringtheoryinthispaper.Theredistributionofradiativeenergyinthecaseofisotropicscatteringisinvestigated,andtheradiativetransf
4、ercoefficient(RTC)inanabsorbing,emittingandisotropicscatteringmediumisderived.Thetransientradiativeheattransferofadroplet2filledlayerinspaceradiatorissolved.ThenthevalidityandhighprecisionoftheformulafortheRTCareconfirmedbycomparingwithreferences[4,5].Final
5、ly,theeffectsofsizeorsizedistributionofdroplet,whicharecreatedbygenerator,onthetransientcoupledheattransferareanalyzedbymeansofcomputeraidedexperiment,sothenumbersofexperimentcanbereducedindesignofspaceradiator.KeywordsSpaceradiatorDropletlayerMiescattering
6、theoryRadiativeheattransferRadiativetransfercoefficient收稿日期:1998年4月20日,修回日期:1998年10月19日3国家杰出青年科学基金(59725617)及国家自然科学基金(59706008)资助项目 第4期阮立明等:空间辐射散热器含液滴介质的辐射特性和辐射传热331 引言空间轨道发电装置的废热在空间的散逸需要使用散热器。Mattick和Hertzberg在[1]1981年就提出可以把热的液滴向空间喷洒,通过瞬间的辐射冷却,然后再加以回收。文献[2
7、,3]对该散热系统的组成和优化进行了详细的讨论。文献[4]假设沿液滴层厚度方向温度是均匀的,由此得到了简化结果。文献[5]对沿液滴层厚度方向温度不均匀的冷却效果进行了数值模拟。本文导出两侧均为半透明界面下一维吸收、发射、各向同性散射介质的辐射传递系数;对空间辐射散热器喷洒的液滴层的散热过程进行了数值模拟,并与文[4,5]的计算结果进行了比较。2 空间辐射散热器含液滴介质的计算模型如图1所示,液滴层由液滴发生器喷出,以匀速qu穿过空间,它具有不变的厚度L。在垂直于X2Y平面方向的范围相对L要大得多,因此在该方向
8、的变化可忽略。液滴层在Y=0的截面上温度均匀为Ti,由于液滴层向空间散热冷却,因此液滴层的温度T=f(x,y)。液滴层由许多个半径为52100Lm的液滴组成,发射、吸收和散射辐射能。则冷却液滴层的能量控制方程为5T5T5q5qCv+u=-+T(x,y)=0)=Ti(1)5x5y5x5y-1-3式(1)中:C为单位热容[JKm];q辐射热流密度。由于液滴在X向的运动速度v等于零,且时间t=yöu,因此
