Рис. 3. К определению темпера-
турного поля оболочки-фильтра
трубку — горелку (большая номен-
клатура которых серийно выпускает-
ся промышленностью). Некоторые ти-
пы горелок имеют достаточно боль-
шой ресурс работы не только в но-
минальном режиме, но и допускают
многократное форсирование и регу-
лирование мощности излучения. Наи-
более совершенным и отработанным
для эксплуатации в непрерывном ре-
жиме является трубчатый газоразряд-
ный источник излучения ДТП-10/200
c номинальной мощностью 15 кВт, на
основе которого был создан целый
ряд моделирующих установок высо-
коинтенсивного излучения [11, 12].
Ключевая проблема создания
модуля-излучателя на основе труб-
чатых водоохлаждаемых ГИИ, который может быть положен в основу
многомодульной установки для испытаний крупногабаритных косми-
ческих конструкций, состоит в обеспечении допустимого темпера-
турного состояния наружной оболочки, выполняющей роль фильтра
излучения. Схема теплового воздействия излучения на оболочку-
фильтр, условия ее теплообмена с окружающей средой и характер
изменения температурного поля показаны на рис. 3. Видно, что про-
ходящий через слой охлаждающей жидкости поток излучения ГИИ,
частично поглощаясь в оболочке, формирует в ней неравномерное
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
+ ¯
kq
r
e
−
¯
kx
= 0
,
(1)
где
Λ
— коэффициент теплопроводности;
¯
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)
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 2 115
