Исследование динамики изменения температуры универсальной криогенной поверхности с помощью метода конечных элементов

Аннотация

В рамках данной работы представлено исследование температурного распределения на универсальной криогенной поверхности при ее охлаждении до азотных температур. Методами компьютерного моделирования, в частности методом конечных элементов, были получены температурно-временные зависимости, возникающие при охлаждении поверхности с помощью теплообменных трубок разного диаметра, находящихся внутри поверхности на равном друг от друга расстоянии. Варьированием диаметра теплообменных труб было выявлено его влияние на интенсивность охлаждения при рассмотрении объемного распространения температуры: больший диаметр теплообменной трубки приводит к более равномерному охлаждению поверхности. Кроме этого, больший диаметр отверстий приводит к более быстрому достижению температурного равновесия на всей исследуемой поверхности. При использовании 7 мм диаметра отверстий, достижение температурного равновесия достигалось спустя 70 секунд после начала охлаждения, между тем как 5 мм и 3 мм диаметры отверстий достигали температурного равновесия через 90 и 100 секунд соответственно. Полученные результаты позволят производить более качественное охлаждение при проектировании универсальных криогенных поверхностей, используя для этого теплообменные трубки с определенными геометрическими параметрами.