УДК 621.59
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ МИКРОКРИОГЕННОЙ МАШИНЫ,
РАБОТАЮЩЕЙ ПО ОБРАТНОМУ ЦИКЛУ СТИРЛИНГА
И.А. Архаров
,
Е.С. Навасардян
,
Е.А. Антонов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
;
;
Посвящено созданию расчетно-аналитической модели микрокриогенной маши-
ны, работающей по обратному циклу Стирлинга и поиску взаимосвязи между
геометрией ключевых узлов и термодинамическими характеристиками крио-
генной газовой машины. Современные средства навигации и наблюдения, осо-
бенно спутниковые (включая системы оборонного назначения), нуждаются
в микрокриогенных охладителях, работающих “без расходных материалов”,
способных охлаждать и криостатировать фотоприемные устройства при
температуре 77. . . 80 K. Создание и отработка методики расчета микрокрио-
генных машин позволит на стадии проектирования разработать оптималь-
ную модель микрокриогенной машины, энергетически выгодную и экономически
обоснованную. Сделана попытка определить и описать взаимосвязи различ-
ных параметров машины и их влияние друг на друга. Предлагаемая расчетно-
аналитическая модель позволяет решать как прямую задачу (проектирование),
так и обратную (поверочный расчет) для криогенной газовой машины, работа-
ющей по обратному циклу Стирлинга. Прямая задача характеризуется извест-
ными входными параметрами (температурами холодильной камеры и среды,
охлаждающей конденсатор, холодопроизводительностью машины), по кото-
рым определяются параметры рабочего цикла и основные характеристики
элементов холодильной машины. Обратная задача: для заданных геометриче-
ских параметров аппаратов, характеристик компрессора и расширительного
устройства, температур окружающей среды и теплопритоков определяются
температуры кипения и конденсации хладагента и его массовый расход.
Ключевые слова
:
моделирование, микрокриогенная установка, математическая
модель, нестационарный процесс.
MODELING OF MICRO CRYOGENIC MACHINE OPERATING
ON REVERSE STIRLING CYCLE
I.A. Arkharov
,
E.S. Navasardyan
,
E.A. Antonov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
;
The article is devoted to elaboration of a design-analytical model for a gas micro
cryogenic machine operating on reverse Stirling cycle, as well as retrieval of the
interconnection between geometric parameters of key assemblies and thermodynamic
characteristics. Modern navigation and monitoring devices, especially satellite ones
(including the defense industry systems) operating without “consumables”, capable
of refrigerating and thermostatting the photodetecting devices, need refrigeration
at cryogenic temperatures 77. . . 80 K. Elaboration of the design method for
microcryogenic machines should provide the development of optimal, economically
well- grounded and efficient gas cryogenic machine. Design and optimization
problems are widely considered in the world technical literature for separate
processes — heat transfer problems, operation of compressors, etc., but a general
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 6 107
