2015-01-07
586
Тепловой расчет этих насосов разбивают на следующие два этапа
1) определение тепловых нагрузок на криогенную панель и теплозащитный экран;
2) определение расхода криоагентов.
Определение тепловых нагрузок на криогенную панель и теплозащитный экран
В общем виде тепловой поток (тепловая нагрузка) на криогенную панель Вт складывается из следующих основных составляющих:
,
где 
– тепловой поток за счет теплового излучения (5.4) или (5.5) с поверхностей, окружающих криогенную панель; 
– тепловой через тепловые мосты (5.6) (механические опоры и держатели криогенных панелей, подвески заливных бачков, трубки для подачи жидких криоагентов и отвода испаряющихся газов и др.); 
– тепловой поток за счет непрерывной конденсации откачиваемых газов (5.3); 
– тепловой поток за счет теплопроводности остаточных газов от стенки насоса криогенной панели (5.1) или (5.2).
При давлениях ниже 10-2 Па основными источниками тепловых нагрузок на криогенную панель являются и .
Таким образом, для высоковакуумных систем достаточно определить
Определение расхода криоагентов
а) Охлаждение крионасоса от Т1 до Т2 производится только за счет теплоты испарения. При этом расчет количества испаренного хладоагента, кг может быть рассчитано из соотношения
где m – масса крионасоса, кг; r – удельная теплота испарения хладоагента, или скрытая удельная теплота парообразования, Дж/кг; 
– средняя по температуре 
удельная теплоемкость материала крионасоса, Дж/(кг·К).
В таблице 6.1 для условий атмосферного давления приведены скрытые удельные теплоты парообразования хладоагентов и количество испаряющегося хладоагента на 1Вт тепловой нагрузки.
Таблица 6.1
Скрытые удельные теплоты парообразования хладоагентов и соответствующее количество хладоагентов на 1Вт тепловой нагрузки.
| Параметры | Вид сжиженного газа | |||
| N2 | Nе | Н2 | Не | |
| Температура кипения, К | 77,3 | 27,2 | 20,4 | 4,2 |
| Скрытая теплота парообразования, Дж/кг | 21,6 | |||
| Скрытая теплота парообразования, кДж/дм3 | 31,7 | 2,7 | ||
| Количество испаряющегося хладоагента на 1Вт тепловой нагрузки, дм3/ч | 0,021 | 0,035 | 0,16 | 1,4 |
б) Охлаждение осуществляется испарением и холодом, содержащихся в парах.
Если при охлаждении насоса используются как теплота испарения, так и холод, содержащийся в парах, то количество криоагента кг определяется по формуле
где Тн – начальная температура, К; Ти – температура испарения, К; Тп - температура панели, К; 
– средняя удельная при энтальпия охлаждающего газа, Дж/кг.
Массовый расход кг/с испаряемого в крионасосе криоагента во время его работы определяется по формуле:
