﻿ 发射筒水循环空调热负荷仿真计算方法
 舰船科学技术  2020, Vol. 42 Issue (11): 153-156    DOI: 10.3404/j.issn.1672-7649.2020.11.031 PDF

1. 中国船舶集团公司第七一三研究所，河南 郑州 450015;
2. 河南省水下智能装备重点实验室，河南 郑州 450015

Research on simulation calculation method of thermal load of launcher water circulation air conditioner
WANG Xiang-wang1,2, LIU Dong1,2, ZHANG Jian1,2, DANG Shuai-ying1,2, GUO Jing-bin1,2
1. The 713th Research Institute of CSSC, Zhengzhou 450015, China;
2. Henan Key Laboratory of Underwater Intelligence Equipment, Zhengzhou 450015, China
Abstract: .This article simplified the launch tube model by rationalizing assumptions, and introduced a method to caculated the air conditioning heat load in summer and winter.And a method is given to calculate the surface area of the pipes required for the water circulation air conditioner inside the launch tube.The conversion of the environmental conditions during the actual heat transfer of the launch tube and the boundary conditions during the simulation are described in detail.The research results provide a method for the calculation of the launch tube air conditioner, and provide a reference for the design of the water circulation air conditioner inside the launch tube.
Key words: launch tube     air conditioner     thermal load
0 引　言

1 仿真模型 1.1 物理模型

1）认为各层材料物性均匀不变，并且忽略层与层之间的接触热阻；

2）由于发射筒温度分布具有对称性，在取局部模型进行传热计算时，可设温度分布对称处为绝热；

3）发射筒筒状结构轴向方向温度不变；

 图 1 发射筒几何结构示意图 Fig. 1 Geometry diagram of launcher

 图 2 筒盖局部模型示意图 Fig. 2 Schematic diagram of local model of cylinder cover

 图 3 圆筒局部模型示意图 Fig. 3 Schematic diagram of local cylinder model

 图 4 筒底模型示意图 Fig. 4 Schematic diagram of cylinder bottom model

1.2 仿真理论及计算公式

 $q = {\rm{ - }}k\frac{{{\rm{d}}T}}{{{\rm{d}}x}}{\text{。}}$ (1)

 $q = h({T_S} - {T_\infty }){\text{。}}$ (2)

 $Q = \sum\limits_{i = 1}^n {{q_i}{A_i}}{\text{。}}$ (3)

 ${Q_r} = 5 \times {10^{ - 8}}\left[ {{{\left( {{{\rm{t}}_p} + 273} \right)}^4} - {{\left( {AUST + 273} \right)}^4}} \right]{\text{。}}$ (4)

 $S = Q/{Q_r}{\text{。}}$ (5)

1.3 材料参数

1.4 网格划分及边界条件

 图 5 筒盖局部模型网格示意图 Fig. 5 Grid diagram of local model of cylinder cover

 图 6 圆筒段局部模型网格示意图 Fig. 6 Grid diagram of local model of cylinder section

 图 7 筒底模型网格示意图 Fig. 7 Grid diagram of cylinder bottom model
2 夏季工况分析 2.1 夏季舷外段传热过程

 图 8 夏季筒盖局部模型热流密度云图 Fig. 8 Heat flux nephogram of local model of cylinder cover in summer

 图 9 夏季圆筒段局部模型热流密度云图 Fig. 9 Local model heat flux nephogram of cylinder section in summer
2.2 夏季筒底段传热过程

 图 10 夏季筒底段热流密度云图 Fig. 10 Cloud chart of heat flux density at the bottom of cylinder in summer
2.3 夏季管路表面积计算

 ${Q_1}{\rm{ = }}{q_1} \times {A_1} + {q_2} \times {A_2} + {q_3} \times {A_3}{\text{，}}$

 ${S_1} = {Q_1}/{Q_r}{\text{。}}$
3 冬季工况分析 3.1 冬季舷外段传热过程

 图 11 冬季筒盖局部模型热流密度云图 Fig. 11 Heat flux nephogram of local model of cylinder cover in winter

 图 12 冬季圆筒段局部模型热流密度云图 Fig. 12 Local model heat flux nephogram of cylinder section in winter
3.2 冬季筒底段传热过程

 图 13 冬季筒底段热流密度云图 Fig. 13 Cloud chart of heat flux density at the bottom of cylinder in winter
3.3 冬季管路表面积计算

 ${Q_2}={{\rm{q}}_4} \times {A_4} + {q_5} \times {A_5} + {q_6} \times {A_6}{\text{，}}$

 ${S_2} = {Q_2}/{Q_r}{\text{。}}$
4 结　语

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